Розуміння прискорення в аналізі вібрацій

Визначення: Що таке вібраційне прискорення?

Прискорення — це швидкість зміни швидкості об'єкта з часом. У контексті аналізу вібрацій це фундаментальний вимір, який кількісно визначає, наскільки швидко змінюється швидкість вібруючого компонента. У той час як переміщення вимірює, наскільки далеко рухається деталь, а швидкість вимірює, як швидко вона рухається, прискорення зосереджується на силах, що діють на деталь, що робить її особливо чутливою до високочастотних подій, таких як удари та різкі зміни руху.

Чому вимірювання прискорення важливе?

Вимірювання прискорення має вирішальне значення для комплексної програми моніторингу стану, оскільки воно чудово виявляє певні типи несправностей машин, які інші вимірювання можуть пропустити. Його важливість випливає з кількох ключових факторів:

• Виявлення високочастотних несправностей: Прискорення за своєю суттю більш чутливе до високочастотних коливань. Це робить його ідеальним параметром для виявлення ранніх стадій несправностей підшипників кочення, проблем із зачепленням зубчастих коліс та частот проходу лопатей, оскільки ці явища зазвичай генерують високочастотну вібрацію.
• Прямий зв'язок із силою: Згідно з другим законом Ньютона (Сила = Маса × Прискорення), прискорення прямо пропорційне динамічним силам, що діють у машині. Вимірювання прискорення дає пряме уявлення про сили, що викликають напруження та втому компонентів.
• Широкий динамічний діапазон: Акселерометри, датчики, що використовуються для вимірювання прискорення, можуть охоплювати дуже широкий діапазон частот та амплітуд, що робить їх універсальними для моніторингу різних типів машин.

Одиниці та вимірювання

Загальні одиниці

Віброприскорення зазвичай виражається в одній з двох одиниць:

• г: Безрозмірна одиниця, що відображає прискорення, зумовлене силою тяжіння Землі. 1 g дорівнює приблизно 9,81 м/с². Використання «g» є поширеним, оскільки воно забезпечує стандартизовану, зрозумілу міру інтенсивності вібрації.
• м/с² (або мм/с²): Стандартна одиниця СІ для прискорення (метри за секунду в квадраті).

Як це вимірюється?

Прискорення майже виключно вимірюється за допомогою акселерометрЦе перетворювач, який перетворює механічну силу вібрації на пропорційний електричний сигнал. П'єзоелектричні акселерометри є найпоширенішим типом, що використовується в промисловому моніторингу стану, завдяки своїй надійності, точності та широкому частотному діапазону.

Практичне застосування в діагностиці

У діагностиці дані про прискорення використовуються для виявлення конкретних проблем:

• Несправності підшипників: Впливи, що виникають внаслідок мікроскопічних дефектів на обойми підшипників, ролики або кульки, створюють невеликі високочастотні сплески. Вимірювання прискорення, особливо в поєднанні з такими методами, як Аналіз конверта, є основним методом виявлення цих несправностей на ранніх стадіях.
• Аналіз коробки передач: Високочастотні коливання від зачеплення зубів шестерень, а також удари від тріснутих або зламаних зубів чітко видно в спектрі прискорення.
• Високошвидкісні машини: Для такого обладнання, як турбіни та високошвидкісні компресори, прискорення часто є кращим загальним вимірюванням вібрації, оскільки домінуючі частоти потрапляють у діапазон, де воно є найчутливішим параметром.

Зв'язок зі швидкістю та переміщенням

Переміщення, швидкість та прискорення математично пов'язані за допомогою інтегрування та диференціювання. Для простої синусоїдальної коливання:

• Швидкість – це інтеграл від прискорення.
• Зміщення - це інтеграл швидкості.

Це означає, що для тієї ж кількості коливальної енергії амплітуди прискорення будуть природно вищими на високих частотах, тоді як амплітуди зміщення будуть вищими на низьких частотах. Саме тому аналітики вибирають параметр вимірювання, який найкраще підходить до діапазону частот очікуваного розлому.

← Назад до головного індексу