ทำความเข้าใจความเร่งในการวิเคราะห์การสั่นสะเทือน

คำจำกัดความ: การเร่งการสั่นสะเทือนคืออะไร?

การเร่งความเร็ว คืออัตราการเปลี่ยนแปลงความเร็วของวัตถุเทียบกับเวลา ในบริบทของการวิเคราะห์การสั่นสะเทือน มันคือการวัดพื้นฐานที่วัดความเร็วของการเปลี่ยนแปลงความเร็วของส่วนประกอบที่สั่นสะเทือน ในขณะที่การกระจัดวัดระยะทางที่ชิ้นส่วนเคลื่อนที่ และความเร็ววัดความเร็วในการเคลื่อนที่ ความเร่งจะมุ่งเน้นไปที่แรงที่กระทำต่อชิ้นส่วน ทำให้ชิ้นส่วนมีความไวเป็นพิเศษต่อเหตุการณ์ที่มีความถี่สูง เช่น การกระแทกและการเปลี่ยนแปลงการเคลื่อนที่อย่างกะทันหัน

เหตุใดการวัดความเร่งจึงมีความสำคัญ?

การวัดความเร่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อโปรแกรมตรวจสอบสภาพที่ครอบคลุม เนื่องจากสามารถตรวจจับข้อบกพร่องของเครื่องจักรบางประเภทที่การวัดอื่นๆ อาจพลาดได้ ความสำคัญของการวัดนี้มาจากปัจจัยสำคัญหลายประการ ได้แก่

• การตรวจจับความผิดพลาดความถี่สูง: โดยธรรมชาติแล้ว การเร่งความเร็วมีความไวต่อการสั่นสะเทือนความถี่สูงมากกว่า ซึ่งทำให้เป็นพารามิเตอร์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการตรวจจับข้อบกพร่องในระยะเริ่มต้นในตลับลูกปืนแบบลูกกลิ้ง ปัญหาตาข่ายเฟือง และความถี่ของใบพัดผ่าน เนื่องจากปรากฏการณ์เหล่านี้มักก่อให้เกิดการสั่นสะเทือนความถี่สูง
• ความสัมพันธ์โดยตรงกับแรง: ตามกฎข้อที่สองของนิวตัน (แรง = มวล × ความเร่ง) ความเร่งจะแปรผันตรงกับแรงพลวัตที่กระทำภายในเครื่องจักร การวัดความเร่งช่วยให้เข้าใจแรงที่ก่อให้เกิดความเค้นและความล้าของชิ้นส่วนต่างๆ ได้โดยตรง
• ช่วงไดนามิกกว้าง: เซ็นเซอร์วัดความเร่งซึ่งเป็นเซ็นเซอร์ที่ใช้ในการวัดความเร่งสามารถครอบคลุมช่วงความถี่และแอมพลิจูดที่กว้างมาก ทำให้มีความอเนกประสงค์ในการตรวจสอบเครื่องจักรประเภทต่างๆ

หน่วยและการวัด

หน่วยทั่วไป

โดยทั่วไปความเร่งของการสั่นสะเทือนจะแสดงเป็น 1 ใน 2 หน่วย:

• จี: หน่วยวัดความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลกที่ไม่มีมิติ 1 กรัมมีค่าประมาณ 9.81 เมตร/วินาที² การใช้ "g" เป็นเรื่องปกติ เพราะเป็นหน่วยวัดความรุนแรงของการสั่นสะเทือนที่ได้มาตรฐานและเข้าใจง่าย
• m/s² (หรือ mm/s²): หน่วยมาตรฐาน SI สำหรับความเร่ง (เมตรต่อวินาทีกำลังสอง)

วัดได้อย่างไร?

ความเร่งจะถูกวัดเกือบทั้งหมดโดยใช้ เครื่องวัดความเร่งนี่คือตัวแปลงสัญญาณที่แปลงแรงสั่นสะเทือนทางกลให้เป็นสัญญาณไฟฟ้าตามสัดส่วน เครื่องวัดความเร่งแบบเพียโซอิเล็กทริกเป็นประเภทที่นิยมใช้มากที่สุดในการตรวจสอบสภาพทางอุตสาหกรรม เนื่องจากมีความทนทาน แม่นยำ และตอบสนองความถี่ได้กว้าง

การประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติในการวินิจฉัยโรค

ในการวินิจฉัย ข้อมูลการเร่งความเร็วจะถูกใช้เพื่อระบุปัญหาเฉพาะ:

• ข้อบกพร่องของตลับลูกปืน: แรงกระแทกที่เกิดจากข้อบกพร่องในระดับจุลภาคบนรางลูกปืน ลูกกลิ้ง หรือลูกบอล ก่อให้เกิดสัญญาณแหลมความถี่สูงขนาดเล็ก การวัดความเร่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้ร่วมกับเทคนิคต่างๆ เช่น การวิเคราะห์ซองจดหมายเป็นวิธีหลักในการตรวจจับข้อผิดพลาดเหล่านี้ในระยะเริ่มแรก
• การวิเคราะห์กระปุกเกียร์: การสั่นสะเทือนความถี่สูงจากการกระทบกันของฟันเฟือง รวมไปถึงแรงกระแทกจากฟันเฟืองที่แตกหรือหัก สามารถมองเห็นได้ชัดเจนในสเปกตรัมความเร่ง
• เครื่องจักรความเร็วสูง: สำหรับอุปกรณ์ เช่น กังหันและคอมเพรสเซอร์ความเร็วสูง การเร่งความเร็วมักจะเป็นการวัดการสั่นสะเทือนโดยรวมที่ต้องการ เนื่องจากความถี่ที่โดดเด่นจะอยู่ในช่วงที่เป็นพารามิเตอร์ที่ละเอียดอ่อนที่สุด

ความสัมพันธ์กับความเร็วและการกระจัด

การกระจัด ความเร็ว และความเร่ง มีความสัมพันธ์กันทางคณิตศาสตร์ผ่านการอินทิเกรตและการหาอนุพันธ์ สำหรับการสั่นแบบไซน์อย่างง่าย:

• ความเร็วเป็นอินทิกรัลของความเร่ง
• การกระจัดเป็นอินทิกรัลของความเร็ว

ซึ่งหมายความว่าสำหรับพลังงานการสั่นสะเทือนในปริมาณเท่ากัน แอมพลิจูดของการเร่งความเร็วจะสูงขึ้นตามธรรมชาติที่ความถี่สูง ในขณะที่แอมพลิจูดของการกระจัดจะสูงขึ้นที่ความถี่ต่ำ นี่คือเหตุผลที่นักวิเคราะห์เลือกพารามิเตอร์การวัดที่เหมาะสมที่สุดกับช่วงความถี่ของรอยเลื่อนที่คาดว่าจะเกิดขึ้น

← กลับสู่ดัชนีหลัก