Амплітуда вібрації: ключовий показник справності машини

Визначення: Що таке амплітуда коливань?

Амплітуда вібрації – це міра інтенсивності або серйозності вібрації. Вона кількісно визначає, «наскільки» вібрує машина, і є одним із найважливіших параметрів, що використовуються для моніторингу стану та діагностики машин. Зміна амплітуди з часом часто є першою ознакою розвитку механічної проблеми. У той час як частота допомагає діагностувати *тип* несправності, амплітуда допомагає визначити її *серйозність*.

Важливість вимірювання амплітуди

Відстеження амплітуди вібрацій є важливим для будь-якої програми прогнозного технічного обслуговування. Збільшення амплітуди безпосередньо корелює зі збільшенням динамічних сил, що діють на компоненти машини. Моніторинг цих рівнів допомагає:

• Встановіть базову лінію: Вимірювання амплітуди на справній машині забезпечує базову точку для майбутнього порівняння.
• Стан машини Trend: Відображаючи амплітудні показники з плином часу, інженери можуть виявити поступове погіршення стану задовго до виникнення відмови.
• Встановлення будильників: Рівні амплітуди використовуються для встановлення сигналів тривоги та небезпеки, повідомляючи персонал про значне погіршення стану машини.
• Оцінка ступеня тяжкості: Величина амплітуди є прямим показником серйозності проблеми, що допомагає визначити пріоритети дій з технічного обслуговування.

Різні способи вимірювання амплітуди

Вібрація – це динамічний сигнал, і її амплітуду можна кількісно визначити кількома різними способами. Вибір вимірювання залежить від типу машини та інформації, яку потрібно отримати.

1. Пікова (Pk) амплітуда

Пікове значення – це максимальна амплітуда, досягнена формою хвилі вібрації в одному напрямку (позитивному або негативному) від її нульового або рівноважного положення. Вимірювання піків особливо корисні для оцінки короткочасних подій із сильним впливом, таких як ті, що спричинені зламаним зубом шестерні або серйозним дефектом підшипника. Воно вказує на максимальне напруження або силу, що прикладається до компонента протягом циклу вібрації.

2. Амплітуда між піками (Pk-Pk)

Значення від піку до піку – це загальна відстань, яку проходить вібруючий компонент від свого максимального позитивного піку до свого максимального негативного піку. Воно відображає загальний зсув або повний рух деталі. Від піку до піку найчастіше використовується для вимірювання зміщення, оскільки це критично важливо для оцінки зазорів. Наприклад, він може визначити, чи обертовий вал рухається достатньо, щоб ризикувати контактом зі стаціонарним корпусом підшипника.

3. Середньоквадратичне відхилення амплітуди

Значення RMS є найпоширенішим і найкориснішим показником для оцінки загальної інтенсивності вібрації. Воно розраховується шляхом взяття квадратного кореня із середнього значення квадратів значень форми хвилі з плином часу. Ключова перевага RMS полягає в тому, що воно безпосередньо пов'язане з енергетичний вміст і руйнівна сила вібрації. Значення RMS враховує весь сигнал вібрації з плином часу, а не лише максимальні піки, що робить його набагато стабільнішим та репрезентативним показником загального стану машини. Більшість міжнародних стандартів, таких як ISO 10816, використовують RMS-швидкість для визначення меж вібрації.

Зв'язок між Pk, Pk-Pk та RMS

Для ідеальної синусоїди ці значення мають просте математичне співвідношення:

• Від піку до піку = 2 × Пік
• RMS = Пік / √2 ≈ 0,707 × Пік

Однак для складних, несинусоїдальних сигналів, що зустрічаються в реальних механізмах (які часто містять удари та гармоніки), цей зв'язок не виконується. Співвідношення пікового значення до середньоквадратичного значення відоме як коефіцієнт амплітуди, який сам по собі може бути корисним діагностичним інструментом.

Яку одиницю вимірювання амплітуди використовувати?

Амплітуда вимірюється в одиницях переміщення, швидкості або прискорення, і вибір залежить від частоти, що нас цікавить:

• Зміщення (мкм, міл): Найкраще підходить для низькочастотної вібрації (<10 Гц), такої як рух конструкції або дисбаланс на дуже повільних машинах.
• Швидкість (мм/с, дюйм/с): Найкращий універсальний індикатор для середніх частот (від 10 Гц до 1000 Гц), де виникають найпоширеніші несправності машин, такі як дисбаланс та перекіс.
• Прискорення (g, м/с²): Найкраще підходить для високочастотної вібрації (>1000 Гц), такої як зачеплення зубчастих коліс та дефекти підшипників.

← Назад до головного індексу