Înțelegerea vitezei în analiza vibrațiilor
Viteză este rata de variație a deplasare în raport cu timpul — în termeni simpli, o măsură a cât de repede o componentă vibrantă se deplasează. Dintre cei trei vibrații parametri principali — deplasare, viteză și accelerare — viteza este cel mai larg utilizat pentru a evalua starea generală și intensitatea vibrațiilor a mașinilor rotative obișnuite pe cel mai frecvent interval de frecvențe de diagnosticare. Se află la mijlocul trioului atât la propriu, cât și în practică: la un pas matematic de deplasare și la un pas de accelerație.
1. De ce viteza este standardul pentru severitate
Viteza a devenit parametrul implicit pentru monitorizarea generală a vibrațiilor din mai multe motive interconectate:
- Cel mai bun indicator al energiei distructive: energia care obosește o mașină este cel mai direct legată de viteză. Un anumit nivel de viteză corespunde unui nivel de severitate destul de constant pe o gamă largă de turații și tipuri de mașini, motiv pentru care limitele pot fi stabilite o singură dată și aplicate pe scară largă.
- “Plat” răspuns în frecvență: pe banda cea mai critică pentru diagnosticarea mașinilor — aproximativ 10 Hz până la 1.000 Hz, sau 600 până la 60.000 CPM — viteza oferă cea mai echilibrată perspectivă. Este aproape la fel de sensibilă la defectele de joasă frecvență, cum ar fi dezechilibra și la defectele de frecvență mai înaltă, cum ar fi nealiniere, făcând din acesta un excelent indicator sintetic cu o singură valoare.
- Baza standardelor internaționale: standardele globale privind vibrațiile mașinilor — în principal ISO 20816, care a înlocuit standardul ISO 10816 de lungă durată — utilizează RMS viteza ca metrică principală pentru limitele de acceptanță și nivelurile de alarmă în diferitele clase de mașini. Binecunoscutele limite ale zonelor A/B/C/D din ISO 20816-3 sunt exprimate în mm/s RMS.
2. Unități și măsurare
Unități comune
Viteza de vibrație este de obicei exprimată într-una dintre două unități:
- mm/s (milimetri pe secundă): unitatea SI, utilizată în cea mai mare parte a lumii.
- in/s (țoli pe secundă): unitatea imperială, frecventă în Statele Unite.
Viteza este aproape întotdeauna măsurată și urmărită ca o RMS valoare, deoarece RMS reprezintă cel mai bine conținutul energetic al semnalului. Acolo unde se indică în schimb o valoare de vârf, aceasta trebuie etichetată clar, întrucât conversia între cele două presupune un semnal sinusoidal; o convertor de unități de măsură pentru vibrații realizează calculele și menține consecvența între mm/s, in/s și dB.
Cum se măsoară?
Viteza poate fi obținută în două moduri principale:
- Direct, cu un traductor de viteză: electrodinamic senzor de viteză generează o tensiune direct proporțională cu viteza vibrațiilor. Aceste captoare robuste cu bobină mobilă au fost cândva frecvente, însă au fost în mare parte înlocuite de accelerometre.
- Prin integrarea semnalului unui accelerometru: metoda dominantă astăzi. Un robust accelerometru măsoară accelerația, iar colectorul de date sau sistemul de monitorizare efectuează electronic integrare care o convertește în viteză. Aceasta combină gama largă de frecvențe și durabilitatea unui accelerometru cu avantajele de diagnosticare ale parametrului de viteză.
3. Rolul vitezei în diagnosticare
Un nivel global ridicat al vitezei vă indică faptul că o mașină are o problemă, dar nu și care este problema. Etapa de diagnosticare constă în examinarea spectrul vitezei de vibrație și a observa care frecvențe contribuie la valoarea globală ridicată:
- Viteză mare la 1× RPM (viteză de funcționare) points to dezechilibra.
- Viteză mare la 2× turația indică spre nealiniere.
- O serie de vârfuri de viteză la turația de funcționare armonice indică defecțiuni mecanice slăbiciune.
Acesta este exact fluxul de lucru pe care îl urmează un instrument de teren. Un analizor portabil cu două canale precum Balanset-1A măsoară viteza globală la fiecare lagăr, apoi o descompune într-un spectru, astfel încât inginerul să poată citi conținutul de 1×, 2× și armonicele — iar atunci când cauza este dezechilibrul, să treacă direct la corectarea acestuia în lagărele proprii ale mașinii.
4. Viteza comparată cu deplasarea și accelerația
Niciun parametru nu este cel mai potrivit pentru orice situație; fiecare domină o parte diferită a gamei de frecvențe:
- Deplasare este cea mai potrivită pentru mișcările de foarte joasă frecvență — orbite ale arborelui, mișcări structurale și jocuri — și este alegerea firească pentru sondă de proximitate măsurători pe lagăre radiale.
- Viteză domină banda medie largă în care se manifestă majoritatea defectelor mașinilor rotative, ceea ce o face parametrul de zi cu zi pentru severitatea globală.
- Accelerare este cea mai potrivită la frecvențe foarte înalte, unde evidențiază defectele incipiente rulment și echipament pe care viteza le-ar subevalua.
Vă puteți deplasa între cei trei parametri prin integrare (accelerație → viteză → deplasare) și diferențiere în cealaltă direcție. Cu toate acestea, pentru o imagine de “ansamblu” a stării dinamice de sănătate a unei mașini în domeniul său normal de funcționare, viteza rămâne cel mai valoros parametru — iar o metodă rapidă de a raporta o citire la zonele ISO este vibration severity chart.
