Razumevanje pospeška pri analizi vibracij

Definicija: Kaj je vibracijski pospešek?

Pospešek je hitrost spremembe hitrosti objekta glede na čas. V kontekstu analize vibracij je to temeljna meritev, ki količinsko opredeli, kako hitro se spreminja hitrost vibrirajoče komponente. Medtem ko premik meri, kako daleč se del premakne, hitrost pa, kako hitro se premika, se pospešek osredotoča na sile, ki delujejo na del, zaradi česar je še posebej občutljiv na visokofrekvenčne dogodke, kot so udarci in nenadne spremembe gibanja.

Zakaj je merjenje pospeška pomembno?

Merjenje pospeška je ključnega pomena za celovit program spremljanja stanja, saj odlično odkriva specifične vrste napak strojev, ki bi jih druge meritve lahko spregledale. Njegov pomen izhaja iz več ključnih dejavnikov:

• Zaznavanje visokofrekvenčnih napak: Pospešek je sam po sebi bolj občutljiv na visokofrekvenčne vibracije. Zaradi tega je idealen parameter za odkrivanje zgodnjih napak v kotalnih ležajih, težav z zobniškim zatičem in frekvenc prehoda lopatic, saj ti pojavi običajno povzročajo visokofrekvenčne vibracije.
• Neposredna povezava s silo: V skladu z Newtonovim drugim zakonom (sila = masa × pospešek) je pospešek neposredno sorazmeren z dinamičnimi silami, ki delujejo v stroju. Merjenje pospeška omogoča neposreden vpogled v sile, ki povzročajo napetosti in utrujenost komponent.
• Širok dinamični razpon: Akcelerometri, senzorji, ki se uporabljajo za merjenje pospeška, lahko pokrivajo zelo širok razpon frekvenc in amplitud, zaradi česar so vsestranski za spremljanje različnih vrst strojev.

Enote in merjenje

Skupne enote

Pospešek vibracij se običajno izrazi v eni od dveh enot:

• g: Brezdimenzijska enota, ki predstavlja pospešek zaradi Zemljine gravitacije. 1 g je približno enak 9,81 m/s². Uporaba 'g' je pogosta, saj zagotavlja standardizirano in razumljivo mero jakosti vibracij.
• m/s² (ali mm/s²): Standardna enota SI za pospešek (metri na sekundo na kvadrat).

Kako se meri?

Pospešek se skoraj izključno meri z uporabo merilnik pospeškaTo je pretvornik, ki pretvarja mehansko silo vibracij v sorazmerni električni signal. Piezoelektrični merilniki pospeška so zaradi svoje robustnosti, natančnosti in širokega frekvenčnega odziva najpogostejša vrsta, ki se uporablja pri industrijskem spremljanju stanja.

Praktična uporaba v diagnostiki

V diagnostiki se podatki o pospešku uporabljajo za prepoznavanje specifičnih težav:

• Napake ležajev: Vplivi, ki jih povzročajo mikroskopske napake na ležajnih obročih, valjčkih ali kroglicah, ustvarjajo majhne, visokofrekvenčne konice. Meritve pospeška, zlasti v kombinaciji s tehnikami, kot so Analiza ovojnice, so glavna metoda za odkrivanje teh napak v njihovih najzgodnejših fazah.
• Analiza menjalnika: Visokofrekostne vibracije zaradi zatikanja zob zobnikov, kot tudi udarci zaradi razpokanih ali zlomljenih zob, so jasno vidne v spektru pospeška.
• Visokohitrostni stroji: Pri opremi, kot so turbine in visokohitrostni kompresorji, je pospešek pogosto prednostna splošna meritev vibracij, ker prevladujoče frekvence spadajo v območje, kjer je to najbolj občutljiv parameter.

Razmerje do hitrosti in premika

Premik, hitrost in pospešek so matematično povezani z integracijo in odvajanjem. Za preprosto sinusoidno nihanje:

• Hitrost je integral pospeška.
• Premik je integral hitrosti.

To pomeni, da bodo za enako količino vibracijske energije amplitude pospeška naravno višje pri visokih frekvencah, medtem ko bodo amplitude premikov višje pri nizkih frekvencah. Zato analitiki izberejo merilni parameter, ki najbolj ustreza frekvenčnemu območju pričakovane napake.

← Nazaj na glavno kazalo