Amplituda vibracij: ključni kazalnik zdravja stroja

Definicija: Kaj je amplituda vibracij?

Amplituda vibracij je merilo intenzivnosti ali resnosti vibracij. Kvantificira, »koliko« stroj vibrira, in je eden najosnovnejših parametrov, ki se uporabljajo pri spremljanju stanja in diagnostiki strojev. Sprememba amplitude skozi čas je pogosto prvi znak razvijajoče se mehanske težave. Medtem ko frekvenca pomaga diagnosticirati *vrsto* napake, amplituda pomaga določiti njeno *resnost*.

Pomen merjenja amplitude

Sledenje amplitudi vibracij je bistvenega pomena za vsak program napovednega vzdrževanja. Povečanje amplitude je neposredno povezano s povečanjem dinamičnih sil, ki delujejo na komponente stroja. Spremljanje teh ravni pomaga pri:

• Vzpostavite izhodišče: Merjenje amplitude na zdravem stroju zagotavlja osnovo za prihodnje primerjave.
• Trend stanja stroja: Z izrisom odčitkov amplitude skozi čas lahko inženirji zaznajo postopno poslabšanje že dolgo preden pride do okvare.
• Nastavitev alarmov: Amplitudne ravni se uporabljajo za nastavitev opozorilnih in nevarnih alarmov, ki obveščajo osebje, ko se stanje stroja znatno poslabša.
• Ocenite resnost: Velikost amplitude je neposreden pokazatelj resnosti težave in pomaga pri določanju prioritet vzdrževalnih ukrepov.

Različni načini merjenja amplitude

Vibracija je dinamični signal, njeno amplitudo pa je mogoče količinsko opredeliti na več različnih načinov. Izbira meritve je odvisna od vrste stroja in iskanih informacij.

1. Amplituda vrha (Pk)

Vrednost vrha je največja amplituda, ki jo doseže vibracijska valovna oblika v eno smer (pozitivno ali negativno) od svojega ničelnega ali ravnotežnega položaja. Meritve vrhov so še posebej uporabne za ocenjevanje kratkotrajnih dogodkov z velikimi udarci, kot so tisti, ki jih povzroči zlomljen zob zobnika ali huda okvara ležaja. Označuje največjo obremenitev ali silo, ki deluje na komponento med vibracijskim ciklom.

2. Amplituda od vrha do vrha (Pk-Pk)

Vrednost od vrha do vrha je skupna razdalja, ki jo vibrirajoča komponenta prepotuje od svojega največjega pozitivnega vrha do svojega največjega negativnega vrha. Predstavlja celoten odklon ali skupno gibanje dela. Vrednost od vrha do vrha se najpogosteje uporablja za merjenje premik, saj je ključnega pomena za ocenjevanje zračnosti. Na primer, lahko ugotovi, ali se vrteča se gred premika dovolj, da bi tvegala stik s stacionarnim ohišjem ležaja.

3. RMS (koren kvadratne vrednosti) amplitude

Vrednost RMS je najpogostejša in uporabna mera za oceno celotne intenzivnosti vibracij. Izračuna se tako, da se vzame kvadratni koren povprečja kvadratov vrednosti valovne oblike skozi čas. Ključna prednost RMS je, da je neposredno povezana z energijska vsebnost in uničujočo moč vibracij. Vrednost RMS upošteva celoten vibracijski signal skozi čas, ne le največjih vrhov, zaradi česar je veliko bolj stabilna in reprezentativna mera celotnega stanja stroja. Večina mednarodnih standardov, kot je ISO 10816, uporablja hitrost RMS za določitev mej vibracij.

Razmerje med Pk, Pk-Pk in RMS

Za popoln sinusni val imajo te vrednosti preprosto matematično razmerje:

• Od vrha do vrha = 2 × vrh
• RMS = vrh / √2 ≈ 0,707 × vrh

Vendar pa za kompleksne, nesinusoidne signale, ki jih najdemo v strojih v resničnem svetu (ki pogosto vsebujejo udarce in harmonike), ta povezava ne velja. Razmerje med vrhom in efektivno vrednostjo je znano kot faktor vrha, ki je sam po sebi lahko uporabno diagnostično orodje.

Katero enoto za amplitudo uporabiti?

Amplituda se meri v enotah premika, hitrosti ali pospeška, izbira pa je odvisna od frekvence, ki nas zanima:

• Premik (μm, mils): Najboljše za nizkofrekvenčne vibracije (<10 Hz), kot so strukturni premiki ali neuravnoteženost pri zelo počasnih strojih.
• Hitrost (mm/s, in/s): Najboljši splošni indikator za srednje frekvence (od 10 Hz do 1000 Hz), kjer se pojavljajo najpogostejše napake strojev, kot sta neuravnoteženost in neporavnanost.
• Pospešek (g, m/s²): Najboljše za visokofrekvenčne vibracije (> 1000 Hz), kot so zobniški stiki in okvare ležajev.

← Nazaj na glavno kazalo