Vibrationsamplitud: En viktig indikator på maskinhälsa

Definition: Vad är vibrationsamplitud?

Vibrationsamplitud är ett mått på vibrationers intensitet eller svårighetsgrad. Det kvantifierar "hur mycket" en maskin vibrerar och är en av de mest grundläggande parametrarna som används vid tillståndsövervakning och maskindiagnostik. En förändring i amplitud över tid är ofta den första indikationen på ett utvecklande mekaniskt problem. Medan frekvens hjälper till att diagnostisera *typen* av fel, hjälper amplituden till att bestämma dess *allvarlighetsgrad*.

Vikten av att mäta amplitud

Att spåra vibrationsamplituden är avgörande för alla program för prediktivt underhåll. En ökning av amplituden korrelerar direkt med en ökning av de dynamiska krafter som verkar på en maskins komponenter. Övervakning av dessa nivåer hjälper till att:

• Upprätta en baslinje: Att mäta amplitud på en felfri maskin ger en baslinje för framtida jämförelser.
• Trendmaskinens hälsa: Genom att plotta amplitudavläsningar över tid kan ingenjörer upptäcka gradvis försämring långt innan ett fel inträffar.
• Ställ in larm: Amplitudnivåer används för att ställa in varnings- och faralarm, vilket meddelar personal när en maskins tillstånd har försämrats avsevärt.
• Bedöm svårighetsgrad: Amplitudens storlek är en direkt indikator på hur allvarligt ett problem är, vilket hjälper till att prioritera underhållsåtgärder.

Olika sätt att mäta amplitud

Vibration är en dynamisk signal, och dess amplitud kan kvantifieras på flera olika sätt. Valet av mätning beror på maskintyp och den information som söks.

1. Toppamplitud (Pk)

Toppvärdet är den maximala amplituden som vibrationsvågformen når i en riktning (antingen positiv eller negativ) från dess noll- eller jämviktsposition. Toppmätningar är särskilt användbara för att bedöma kortvariga händelser med stor påverkan, såsom de som orsakas av en trasig kugghjulstand eller ett allvarligt lagerfel. Det indikerar den maximala belastningen eller kraften som appliceras på en komponent under en vibrationscykel.

2. Topp-till-topp (Pk-Pk) amplitud

Topp-till-topp-värdet är den totala sträckan som den vibrerande komponenten färdas från sin maximala positiva topp till sin maximala negativa topp. Det representerar den totala rörelsen eller utslagningen för delen. Topp-till-topp används oftast för att mäta förflyttning, eftersom det är avgörande för att bedöma spel. Till exempel kan det avgöra om en roterande axel rör sig tillräckligt för att riskera kontakt med ett stationärt lagerhus.

3. RMS-amplitud (rotmedelvärde)

RMS-värdet är det vanligaste och mest användbara måttet för att bedöma den totala vibrationsintensiteten. Det beräknas genom att ta kvadratroten ur medelvärdet av vågformens kvadrerade värden över tid. Den största fördelen med RMS är att det är direkt relaterat till energiinnehåll och vibrationens destruktiva kraft. Ett RMS-värde tar hänsyn till hela vibrationssignalen över tid, inte bara de maximala topparna, vilket gör det till ett mycket mer stabilt och representativt mått på en maskins allmänna tillstånd. De flesta internationella standarder, som ISO 10816, använder RMS-hastighet för att specificera vibrationsgränser.

Förhållandet mellan Pk, Pk-Pk och RMS

För en perfekt sinusvåg har dessa värden ett enkelt matematiskt samband:

• Topp-till-topp = 2 × Topp
• RMS = Topp / √2 ≈ 0,707 × Topp

För komplexa, icke-sinusformade signaler som finns i verkliga maskiner (som ofta innehåller stötar och övertoner) gäller dock inte detta förhållande. Förhållandet mellan topp och RMS är känt som toppfaktorn, vilket i sig kan vara ett användbart diagnostiskt verktyg.

Vilken amplitudenhet ska man använda?

Amplitud mäts i enheter för förskjutning, hastighet eller acceleration, och valet beror på vilken frekvens det är fråga om:

• Förskjutning (μm, mils): Bäst för lågfrekventa vibrationer (<10 Hz), såsom strukturella rörelser eller obalans på mycket långsamma maskiner.
• Hastighet (mm/s, tum/s): Den bästa indikatorn för generella frekvenser i mellanregistret (10 Hz till 1 000 Hz), där de vanligaste maskinfelen som obalans och feljustering uppstår.
• Acceleration (g, m/s²): Bäst för högfrekventa vibrationer (>1 000 Hz), såsom kugghjulsingrepp och lagerfel.

← Tillbaka till huvudmenyn