Розуміння вібраційного зміщення

Визначення: Що таке зміщення у вібрації?

Зміщення – це міра загальної відстані, на яку вібруючий об'єкт переміщується з положення спокою (рівноваги). Вона кількісно визначає, «наскільки» компонент рухається вперед і назад. Як найпростіше представлення вібраційного руху, переміщення є фундаментальним параметром у вібраційному аналізі, особливо для низькочастотних застосувань та для оцінки механічних зазорів.

Чому і коли вимірювати переміщення

Хоча швидкість є найпоширенішим параметром загального стану машини, переміщення є кращим вимірюванням у кількох конкретних, критичних сценаріях:

• Низькочастотний аналіз: Енергія вібрації пропорційна зміщенню на дуже низьких частотах. Для низькошвидкісних машин (зазвичай нижче 600 об/хв або 10 Гц), таких як великі вентилятори, градирні та папероробні машини, зміщення є найчутливішим та найрепрезентативнішим показником інтенсивності вібрації.
• Оцінка дозволів: Зміщення забезпечує пряме вимірювання фізичного руху деталі. Це має вирішальне значення для визначення того, чи має обертовий вал достатній зазор, щоб уникнути тертя об нерухомі компоненти, такі як підшипники або ущільнення.
• Структурний прогин: Під час аналізу руху конструкцій, таких як основи, рами або трубопроводи, переміщення використовується для розуміння форм мод та забезпечення того, щоб прогини знаходилися в межах проектних меж.
• Балансування низькошвидкісних роторів: Під час балансування великих, повільно обертаючихся роторів часто використовуються вимірювання переміщення для визначення величини дисбалансу.

Одиниці та вимірювання

Загальні одиниці

Вібраційне зміщення зазвичай виражається в одній з двох одиниць:

• Міли: Галузевий стандарт у Сполучених Штатах, де 1 міл дорівнює одній тисячній дюйма (0,001 дюйма).
• Мікрометри (мкм): Стандартна одиниця СІ, де 1 мікрометр дорівнює одній мільйонній частині метра. (1 міл ≈ 25,4 мкм).

Зміщення майже завжди вимірюється в Від піку до піку (Pk-Pk) одиниць, оскільки це значення відображає загальний хід компонента, що є найважливішим фактором для аналізу зазору.

Як це вимірюється?

Зміщення можна виміряти кількома способами:

1. Датчики наближення: Це найпоширеніший метод вимірювання вібрації вала. Безконтактний вихрострумовий зонд встановлюється на нерухомій деталі та вимірює зміну зазору між його кінчиком та обертовим валом. Це безпосередньо вимірює відносне зміщення вала.
2. Інтеграція з акселерометрів: Стандартний акселерометр вимірює прискорення. Його сигнал можна електронно інтегрувати один раз для отримання швидкості та другий раз для отримання переміщення. Це поширена особливість сучасних колекторів даних, але вона може бути схильною до шуму та помилок на дуже низьких частотах.
3. Лазерні датчики переміщення: Ці безконтактні датчики використовують лазерний промінь для забезпечення високоточних вимірювань переміщень.

Роль зміщення в діагностиці

Хоча велике зміщення при частоті обертання вала (1X об/хв) на низькошвидкісній машині часто вказує на дисбаланс, його основна діагностична сила полягає у зв'язку зі швидкістю та прискоренням. Для заданої кількості енергії вібрації:

• О низькі частоти, зміщення матиме найбільшу амплітуду.
• О середні частоти, швидкість матиме найбільшу амплітуду.
• О високі частоти, прискорення матиме найбільшу амплітуду.

Через це аналітики використовують зміщення, щоб зосередитися на низькочастотних явищах, які можуть бути повністю невидимими в спектрі прискорення. Машина може зазнавати сильного, руйнівного низькочастотного руху, який генерує дуже незначне прискорення, що робить зміщення критично важливою частиною повного діагностичного інструментарію.

← Назад до головного індексу