Hiểu về sự dịch chuyển rung động

Định nghĩa: Độ dịch chuyển trong dao động là gì?

Sự dịch chuyển là thước đo tổng quãng đường mà một vật thể rung động di chuyển từ vị trí đứng yên (trạng thái cân bằng). Nó định lượng "khoảng cách" mà một bộ phận di chuyển qua lại. Là biểu diễn trực tiếp nhất của chuyển động rung, độ dịch chuyển là một tham số cơ bản trong phân tích rung động, đặc biệt là đối với các ứng dụng tần số thấp và để đánh giá khe hở cơ học.

Tại sao và khi nào cần đo độ dịch chuyển

Trong khi vận tốc là thông số phổ biến nhất để đánh giá tình trạng chung của máy móc thì độ dịch chuyển là phép đo được ưu tiên trong một số tình huống cụ thể và quan trọng:

• Phân tích tần số thấp: Năng lượng rung động tỷ lệ thuận với độ dịch chuyển ở tần số rất thấp. Đối với máy móc tốc độ chậm (thường dưới 600 vòng/phút hoặc 10 Hz), chẳng hạn như quạt lớn, tháp giải nhiệt và máy giấy, độ dịch chuyển là chỉ số nhạy cảm và đại diện nhất cho mức độ rung động.
• Đánh giá độ an toàn: Độ dịch chuyển cung cấp phép đo trực tiếp chuyển động vật lý của một bộ phận. Điều này rất quan trọng để xác định xem trục quay có đủ khe hở để tránh cọ xát vào các bộ phận cố định như ổ trục hoặc phớt hay không.
• Độ võng kết cấu: Khi phân tích chuyển động của các cấu trúc như đế, khung hoặc đường ống, chuyển vị được sử dụng để hiểu hình dạng chế độ và đảm bảo độ võng nằm trong giới hạn thiết kế.
• Cân bằng rotor tốc độ thấp: Trong quá trình cân bằng các rôto lớn, chuyển động chậm, phép đo độ dịch chuyển thường được sử dụng để xác định mức độ mất cân bằng.

Đơn vị và Đo lường

Đơn vị chung

Độ dịch chuyển rung động thường được thể hiện bằng một trong hai đơn vị sau:

• Mils: Tiêu chuẩn công nghiệp tại Hoa Kỳ, trong đó 1 mil bằng một phần nghìn inch (0,001″).
• Micrômét (µm): Đơn vị SI chuẩn, trong đó 1 micromet bằng một phần triệu mét. (1 mil ≈ 25,4 µm).

Sự dịch chuyển hầu như luôn được đo bằng Đỉnh-đến-Đỉnh (Pk-Pk) đơn vị, vì giá trị này biểu thị tổng quãng đường di chuyển của bộ phận, đây là yếu tố quan trọng nhất để phân tích khoảng cách.

Nó được đo như thế nào?

Độ dịch chuyển có thể được đo theo một số cách:

1. Đầu dò tiệm cận: Đây là phương pháp phổ biến nhất để đo độ rung trục. Một đầu dò dòng điện xoáy không tiếp xúc được gắn trên một bộ phận cố định và đo khoảng cách thay đổi giữa đầu dò và trục quay. Phương pháp này đo trực tiếp độ dịch chuyển tương đối của trục.
2. Tích hợp từ máy đo gia tốc: Một máy đo gia tốc tiêu chuẩn đo gia tốc. Tín hiệu của nó có thể được tích hợp điện tử một lần để đo vận tốc và lần thứ hai để đo độ dịch chuyển. Đây là một tính năng phổ biến trong các bộ thu thập dữ liệu hiện đại, nhưng dễ bị nhiễu và sai số ở tần số rất thấp.
3. Cảm biến dịch chuyển laser: Các cảm biến không tiếp xúc này sử dụng chùm tia laser để cung cấp các phép đo dịch chuyển có độ chính xác cao.

Vai trò của sự dịch chuyển trong chẩn đoán

Mặc dù độ dịch chuyển lớn ở tần số quay của trục (1X vòng/phút) trên máy tốc độ thấp thường chỉ ra sự mất cân bằng, nhưng sức mạnh chẩn đoán chính của nó đến từ mối quan hệ với vận tốc và gia tốc. Với một lượng năng lượng rung động nhất định:

• Tại tần số thấp, sự dịch chuyển sẽ có biên độ cao nhất.
• Tại tần số trung bình, vận tốc sẽ có biên độ cao nhất.
• Tại tần số cao, gia tốc sẽ có biên độ cao nhất.

Vì vậy, các nhà phân tích sử dụng dịch chuyển để tập trung vào các hiện tượng tần số thấp có thể hoàn toàn vô hình trong phổ gia tốc. Một máy móc có thể đang trải qua chuyển động tần số thấp nghiêm trọng, gây hư hỏng, tạo ra rất ít gia tốc, khiến dịch chuyển trở thành một phần quan trọng của bộ công cụ chẩn đoán hoàn chỉnh.

← Quay lại Mục lục chính