ทำความเข้าใจเกี่ยวกับความเร็วในการวิเคราะห์การสั่นสะเทือน
ความเร็ว คืออัตราการเปลี่ยนแปลงของ การกระจัด เมื่อเทียบกับเวลา — พูดตรง ๆ คือการวัด เร็วแค่ไหน องค์ประกอบที่สั่นสะเทือนกำลังเคลื่อนที่ของของส่วนประกอบที่กำลังสั่น จากสามหลัก การสั่นสะเทือน พารามิเตอร์ — การกระจัด ความเร็ว และ การเร่งความเร็ว — ความเร็ว เป็นพารามิเตอร์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในการประเมินสุขภาพโดยรวม ความรุนแรงของการสั่นสะเทือน ของเครื่องจักรหมุนทั่วไปในช่วงความถี่วินิจฉัยทั่วไปที่สำคัญที่สุด ความเร็วอยู่ตรงกลางของสามตัวเลือกนี้ทั้งทางตัวเลขและในทางปฏิบัติ: อยู่ห่างจากการกระจัดหนึ่งขั้นตอนทางคณิตศาสตร์และห่างจากความเร่งหนึ่งขั้นตอน
1. เหตุใดความเร็วจึงเป็นมาตรฐานสำหรับความรุนแรง
ความเร็วได้กลายมาเป็นพารามิเตอร์เริ่มต้นสำหรับการติดตามความสั่นสะเทือนเพื่อวัตถุประสงค์ทั่วไปด้วยเหตุผลที่เชื่อมโยงกันหลายประการ:
- ตัวชี้วัดที่ดีที่สุดของพลังงานที่ก่อให้เกิดความเสียหาย: พลังงานที่ทำให้เครื่องจักรเกิดความล้าเกี่ยวข้องโดยตรงกับความเร็วมากที่สุด ระดับความเร็วหนึ่ง ๆ จะสัมพันธ์กับระดับความรุนแรงที่ค่อนข้างสม่ำเสมอตลอดช่วงความเร็วและประเภทของเครื่องจักรที่กว้างมาก ซึ่งเป็นเหตุผลที่ขีดจำกัดความเร็วสามารถนำไปใช้เทียบเคียงกันได้ดีระหว่างเครื่องจักรที่คล้ายกัน — แม้ว่ามาตรฐานจะยังคงจัดตารางค่าตามกลุ่มเครื่องจักรและสภาพการรองรับ ไม่ใช่เป็นค่าตัวเลขสากลเพียงค่าเดียว
- การตอบสนองความถี่“เรียบ”: ในช่วงที่สำคัญที่สุดสำหรับวินิจฉัยเครื่องจักร — ประมาณ 10 Hz ถึง 1,000 Hz หรือ 600 ถึง 60,000 CPM — ความเร็วให้มุมมองที่สมดุลที่สุด ความเร็วมีความไวเกือบเท่าเทียมกันต่อความผิดพลาดความถี่ต่ำ เช่น ความไม่สมดุล และต่อความผิดพลาดความถี่สูง เช่น การจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้องทำให้มันเป็นตัวเลขเดี่ยวที่ดีเยี่ยมสำหรับการใช้งานทั่วไป
- พื้นฐานของมาตรฐานสากล: มาตรฐานความสั่นสะเทือนของเครื่องจักรทั่วโลก — ส่วนใหญ่ ISO 20816ซึ่งสืบทดแทน ISO 10816 ที่มีอายุยืนยาว — ใช้ อาร์เอ็มเอส ใช้ความเร็วเป็นตัวชี้วัดหลักสำหรับขีดจำกัดการยอมรับและระดับสัญญาณเตือน ขอบเขตโซน A/B/C/D ที่คุ้นเคยใน ISO 20816-3 ระบุไว้เป็นค่า mm/s RMS โดยค่าตัวเลขขึ้นอยู่กับกลุ่มเครื่องจักรและสภาพการรองรับ ไม่ใช่ชุดค่าสากลชุดเดียว
2. หน่วยและการวัด
หน่วยทั่วไป
ความเร็วความสั่นสะเทือนมักแสดงเป็นหนึ่งในสองหน่วย:
- mm/s (มิลลิเมตรต่อวินาที): หน่วย SI ซึ่งใช้ในส่วนใหญ่ของโลก
- in/s (นิ้วต่อวินาที): หน่วยวัดในระบบอิมพีเรียลที่ใช้กันทั่วไปในสหรัฐอเมริกา
ความเร็วมักจะถูกวัดและแสดงแนวโน้มเป็น อาร์เอ็มเอส ค่า เนื่องจาก RMS แสดงถึงเนื้อหาพลังงานของสัญญาณได้ดีที่สุด หากกำหนดค่าสูงสุดแทน ต้องระบุให้ชัดเจน เนื่องจากการแปลงระหว่างทั้งสองค่าสมมติว่าเป็นสัญญาณไซน์ a เครื่องแปลงหน่วยการสั่นสะเทือน จัดการการคำนวณและรักษา mm/s, in/s และ dB ให้สอดคล้องกัน
วัดได้อย่างไร?
ความเร็วการสั่นสะเทือนสามารถรับได้สองวิธีหลัก:
- โดยตรง โดยใช้หัวรับสัญญาณความเร็ว: แม่เหล็กไฟฟ้า เซ็นเซอร์วัดความเร็ว สร้างแรงดันไฟฟ้าโดยแปรผันโดยตรงกับความเร็วการสั่นสะเทือน หัวรับแบบขดลวดเคลื่อนที่ที่มีความแข็งแรงเหล่านี้เคยใช้กันทั่วไป แต่ถูกแทนที่ด้วยหัวรับความเร่งในส่วนใหญ่แล้ว
- โดยการปริพันธ์สัญญาณหัวรับความเร่ง: วิธีที่นิยมใช้มากที่สุดในปัจจุบัน หัวรับที่มีความแข็งแรง มาตรความเร่ง วัดความเร่ง และตัวเก็บข้อมูลหรือระบบการตรวจสอบสามารถทำการ การบูรณาการ ที่แปลงความเร่งเป็นความเร็ว สิ่งนี้รวมช่วงความถี่ที่กว้างและความทนทานของหัวรับความเร่งกับข้อดีของการวินิจฉัยจากพารามิเตอร์ความเร็ว
3. บทบาทของความเร็วในการวินิจฉัย
ระดับความเร็วโดยรวมที่สูงบอกคุณว่าเครื่องจักรมีปัญหา แต่ไม่บอกว่าปัญหาคืออะไร ขั้นตอนในการวินิจฉัยคือตรวจสอบ สเปกตรัมความเร็ว และดูว่าความถี่ใดที่ส่งผลให้ค่าโดยรวมสูง:
- ความเร็วสูงที่ 1× รอบต่อนาที (ความเร็วเดินเครื่อง) ชี้ไปที่ ความไม่สมดุล.
- ความเร็วสูงที่ 2× RPM ชี้ไปที่ การจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง.
- ชุดของสูงสุดความเร็วที่ความเร็วการทำงาน ฮาร์โมนิกส์ บ่งชี้ถึง ความหลวม.
นี่คือวิถีการทำงานที่เครื่องมือสนามที่แม่นยำจะปฏิบัติตามอย่างแน่นอน เครื่องวิเคราะห์แบบพกพาสองช่องเช่น Balanset-1A วัดความเร็วโดยรวมที่ตลับลูกปืนแต่ละจุด จากนั้นแยกออกเป็นสเปกตรัมเพื่อให้วิศวกรสามารถอ่านค่าความถี่ 1×, 2× และฮาร์มอนิกได้ — และในกรณีที่สาเหตุคือความไม่สมดุลของโรเตอร์ ก็สามารถดำเนินการแก้ไขได้โดยตรงที่ตลับลูกปืนของเครื่องจักรนั้นเอง
4. เปรียบเทียบความเร็วกับการกระจัดและความเร่ง
ไม่มีพารามิเตอร์เดียวที่ดีที่สุดทุกที่ แต่ละตัวมีการปกครองในส่วนอื่นของช่วงความถี่:
- การกระจัด เหมาะสำหรับการเคลื่อนไหวความถี่ต่ำมาก — วงโคจรเพลา การเคลื่อนไหวโครงสร้าง และ间้องว่างต่างๆ — และเป็นตัวเลือกที่เป็นธรรมชาติสำหรับ โพรบวัดระยะใกล้ การวัดบนลูกปืนธรรมชาติ
- ความเร็ว ครอบครองแถบกลางความถี่กว้างที่มีข้อบกพร่องของเครื่องจักรหมุนส่วนใหญ่อยู่ ทำให้เป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญในชีวิตประจำวันสำหรับความรุนแรงโดยรวม
- การเร่งความเร็ว เหมาะสำหรับความถี่สูงมากที่สุด ซึ่งเน้นข้อบกพร่องในช่วงเริ่มต้น ตลับลูกปืนเม็ดกลิ้ง และ เกียร์ ข้อบกพร่องที่ความเร็วจะให้น้ำหนักต่ำเกินไป
คุณสามารถเลื่อนไปมาระหว่างสามตัวโดย การบูรณาการ (ความเร่ง → ความเร็ว → การกระจัด) และ การหาอนุพันธ์ ไปในทิศทางอื่น แม้ว่าจะเป็นเช่นนั้น เพื่อให้ได้มุมมอง “ภาพรวม” ของสุขภาพพลวัตของเครื่องจักรในช่วงการทำงานปกติ ความเร็วยังคงเป็นพารามิเตอร์ที่มีค่าที่สุดเพียงตัวเดียว — และวิธีการอย่างรวดเร็วในการเปรียบเทียบการอ่านกับโซน ISO คือ แผนภูมิความรุนแรงของการสั่นสะเทือน.
