ทำความเข้าใจการเคลื่อนที่ของการสั่นสะเทือน
การเคลื่อนย้าย เป็นการวัดระยะทางทั้งหมดที่วัตถุสั่นสะเทือนเคลื่อนที่จากตำแหน่งหยุดนิ่ง (สมดุล) ของวัตถุ จึงหาปริมาณ how far ส่วนประกอบเดินไปมา เนื่องจากเป็นการแสดงการเคลื่อนไหวสั่นสะเทือนโดยตรง เข้าใจง่าย และเป็นสัญชาตญาณ การเคลื่อนที่จึงเป็นพารามิเตอร์พื้นฐานใน การวิเคราะห์การสั่นสะเทือน — โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับงานความถี่ต่ำและสำหรับคำถามใด ๆ ที่เกี่ยวข้องกับ 間隙ทางกล เป็นหนึ่งในสามแบบ แอมพลิจูด พารามิเตอร์ควบคู่ไป ความเร็ว และการเร่ง แต่ละอันอธิบายการเคลื่อนไหวเดียวกันมองจากเลนส์ที่ต่างกัน
1. คำนิยาม: การเคลื่อนที่ในการสั่นสะเทือนคืออะไร
พารามิเตอร์แอมพลิจูดทั้งสามเชื่อมโยงกันด้วยแคลคูลัส: ความเร็วคือ อัตราการเปลี่ยนแปลงของการเคลื่อนที่ และการเร่งคืออัตราการเปลี่ยนแปลงของความเร็ว ทางคณิตศาสตร์ การรวมสัญญาณการเร่งเข้าด้วยกันสองครั้งให้ผลการเคลื่อนที่ ในขณะที่การหาอนุพันธ์ของสัญญาณการเคลื่อนที่สองครั้งให้ผลการเร่ง ผลที่ได้จริงคือการสั่นสะเทือนเดียวกันดูแตกต่างออกไปมากขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ที่คุณพล็อต — และการเคลื่อนที่คือพารามิเตอร์ที่เน้นการเคลื่อนไหวแอมพลิจูดขนาดใหญ่ช้า ความลำเอียงนั้นเป็นสิ่งที่ทำให้มีค่าในสถานการณ์ที่เหมาะสมและทำให้เข้าใจผิดในสถานการณ์ที่ไม่เหมาะสม
2. เหตุใดและเมื่อใดที่จะวัดการเคลื่อนที่
ในขณะที่ความเร็วเป็นพารามิเตอร์ที่พบบ่อยที่สุดสำหรับสุขภาพของเครื่องจักรโดยรวม การเคลื่อนที่เป็นการวัดที่ต้องการในสถานการณ์ที่สำคัญเฉพาะเจาะจงหลายๆ สถานการณ์:
- การวิเคราะห์ความถี่ต่ำ: สำหรับพลังงานการสั่นสะเทือนที่กำหนด การเคลื่อนที่มีอิทธิพลที่ความถี่ต่ำ บนเครื่องจักรที่ทำงานช้า — โดยทั่วไปต่ำกว่า 600 RPM หรือ 10 Hz — เช่น พัดลมขนาดใหญ่ หอระบายความร้อน และเครื่องจักรสำหรับกระดาษ การเคลื่อนที่เป็นตัวบ่งชี้ที่อ่อนไหวที่สุดและตัวแทนของ ความรุนแรงของการสั่นสะเทือน.
- การประเมิน间隙ทางกล: การเคลื่อนที่เป็นการวัดการเคลื่อนไหวทางกลโดยตรง สิ่งนี้มีความสำคัญในการพิจารณาว่าเพลาหมุนเก็บรักษา การเคลียร์ เพื่อหลีกเลี่ยงการถูเข้ากับส่วนประกอบที่นิ่ง เช่น แบริ่งหรือซีล — การเตรียมการรอบโรเตอร์
- การหักงอของโครงสร้าง: เมื่อวิเคราะห์การเคลื่อนไหวของฐาน กรอบ หรือท่อ การเคลื่อนที่จะใช้เพื่อทำความเข้าใจรูปร่างโหมดและเพื่อยืนยันว่าการหักงอยังคงอยู่ภายในขีดจำกัดการออกแบบ
- การสมดุลของโรเตอร์ความเร็วต่ำ: during the สมดุล ของโรเตอร์ขนาดใหญ่ที่เคลื่อนไหวช้า การวัดการเคลื่อนที่มักใช้เพื่อหาปริมาณความไม่สมดุล
3. หน่วยและการวัด
หน่วยทั่วไป
โดยทั่วไปการกระจัดของการสั่นสะเทือนจะแสดงเป็น 1 ใน 2 หน่วย:
- มิลส์: มาตรฐานอุตสาหกรรมในสหรัฐอเมริกา โดยที่ 1 mil เท่ากับหนึ่งในพันของนิ้ว (0.001″)
- ไมโครเมตร (µm): the SI unit, where 1 µm equals one-millionth of a metre. As a conversion, 1 mil ≈ 25.4 µm.
โดยปกติ การกระจัดจะมีค่าเสมอใน จากจุดสูงสุดถึงจุดสูงสุด (Pk-Pk) เพราะค่านี้แสดงถึง ทั้งหมด ระยะเคลื่อนที่ของชิ้นส่วน — ตัวเลขที่สำคัญที่สุดสำหรับการวิเคราะห์间隙การรายงานการกระจัดเป็นค่า peak หรือ RMS ค่าเดียว แม้ว่าถูกต้อง แต่จะซ่อนการแกว่งเต็มรูปแบบที่วิศวกรใจหาคำตอบ
วัดได้อย่างไร?
การเคลื่อนตัวสามารถวัดได้หลายวิธี:
- เซ็นเซอร์ความใกล้เคียง: วิธีการทั่วไปที่สุดสำหรับการสั่นสะเทือนของเพลา เป็นเซ็นเซอร์แบบไม่สัมผัส โพรบกระแสน้ำวน ถูกติดตั้งบนส่วนหยุดนิ่ง และวัดระยะห่างที่เปลี่ยนแปลงระหว่างปลายของมันและเพลาหมุน ให้ค่า relative การกระจัดของเพลาภายในตลับลูกปืน นี่คือเซ็นเซอร์ที่ใจกลางของระบบการป้องกันที่ติดตั้งอย่างถาวรซึ่งควบคุมโดยมาตรฐานเช่น เอพีไอ 670.
- การอินทิเกรตจากเซ็นเซอร์ความเร่ง: a standard เครื่องวัดความเร่ง วัดความเร่ง สัญญาณของมันสามารถอินทิเกรตทางอิเล็กทรอนิกส์ครั้งหนึ่งเพื่อให้ได้ความเร็ว และครั้งที่สองเพื่อให้ได้การกระจัด นี่คือคุณสมบัติทั่วไปของตัวเก็บข้อมูลสมัยใหม่ แต่การอินทิเกรตสองครั้งมีแนวโน้มที่จะมีเสียงรบกวนและข้อผิดพลาดที่ความถี่ต่ำมาก — ที่เรียกว่า “ski-slope” — และมักต้องใช้ filtering เพื่อยังคงน่าเชื่อถือ สังเกตว่านี่จะให้ อย่างแน่นอน การกระจัดของลำเรือ ไม่ใช่ค่าสัมพันธ์กับเพลาที่เซ็นเซอร์ความใกล้เคียงให้มา
- เซ็นเซอร์การกระจัดด้วยเลเซอร์: เซ็นเซอร์ออปติคัลแบบไม่สัมผัสที่ใช้ลำแสงเลเซอร์เพื่อให้การวัดการกระจัดที่แม่นยำสูงโดยไม่โหลดโครงสร้าง
4. การกระจัดในภาคสนามและในการทำสมดุล
บนเครื่องจักรหมุน คำถามการกระจัดมักจะเป็น “เพลากำลังอยู่ห่างจากตลับลูกปืนหรือไม่?” และบนโรเตอร์ช้า มันก็ทำหน้าที่เป็นสัญญาณการทำสมดุลด้วย ตัววิเคราะห์แบบพกพาสองช่องเช่น บาลานเซ็ต-1A จับแอมพลิจูด 1× และ เฟส ที่ความเร็วการทำงาน — อ้างอิงกับพัลส์ เครื่องวัดรอบ หนึ่งครั้งต่อการหมุน — และทำงานเท่าเทียมกันในการกระจัด ความเร็ว หรือเงื่อนไขความเร่ง สำหรับพัดลมขนาดใหญ่และช้า โดยที่การเคลื่อนที่ 1× แทบจดทะเบียนเป็นความเร่ง การดูการสั่นสะเทือนเดียวกันเป็นการกระจัดจะทำให้ความไม่สมดุลชัดเจน และให้เครื่องมือคำนวณน้ำหนักการแก้ไขที่ถูกต้องและยืนยัน ความไม่สมดุลที่เหลืออยู่ afterwards.
5. บทบาทของการกระจัดในการวินิจฉัย
การกระจัดสูงที่ความถี่การหมุนของเพลา (1× RPM) บนเครื่องจักรความเร็วต่ำมักชี้ไปยังความไม่สมดุล แต่คุณค่าการวินิจฉัยที่ลึกซึ้งของการกระจัดนั้นมาจากความสัมพันธ์ของมันกับความเร็วและความเร่ง สำหรับพลังงานการสั่นที่กำหนด:
- ที่ ความถี่ต่ำการกระจัดมีแอมพลิจูดสูงสุด;
- ที่ ความถี่ช่วงกลางความเร็วมีแอมพลิจูดสูงสุด;
- ที่ ความถี่สูงความเร่งมีแอมพลิจูดสูงสุด
เนื่องจากสาเหตุนี้ นักวิเคราะห์จึงใช้การกระจัดเพื่อโฟกัสไปที่ปรากฏการณ์ความถี่ต่ำที่อาจมองไม่เห็นเกือบทั้งหมดในการเร่ง สเปกตรัม — ประเภทของการเคลื่อนที่ที่พวกเขาอาจจะพลาดไปโดยสิ้นเชิง เครื่องจักรสามารถอยู่ในภาวะการเคลื่อนที่ความถี่ต่ำที่รุนแรงและเสียหายได้ ซึ่งสร้างความเร่งเพียงเล็กน้อย — ซึ่งก็คือเหตุผลที่ทำไมการกระจัดจึงยังคงเป็นส่วนสำคัญของชุดเครื่องมือการวินิจฉัยที่สมบูรณ์ และเหตุผลที่ไม่มีพารามิเตอร์เดียวที่บอกเรื่องทั้งหมดได้ด้วยตัวมันเอง
