Hiểu về vận tốc trong phân tích rung động
Vận tốc là tốc độ thay đổi của sự dịch chuyển theo thời gian — nói một cách đơn giản, một biện pháp đo tốc độ một thành phần rung động đang chuyển động. Trong ba rung động tham số — độ dịch chuyển, vận tốc và gia tốc — vận tốc là tham số được sử dụng rộng rãi nhất để đánh giá sức khỏe tổng thể và mức độ rung của máy quay chung chung trên phạm vi tần số chẩn đoán phổ biến nhất. Nó nằm giữa ba yếu tố cả về mặt tinh chính xác và mặt thực tiễn: một bước toán học cách xa độ dịch chuyển và một bước cách xa gia tốc.
1. Tại sao Vận tốc là Tiêu chuẩn cho Mức độ Nghiêm trọng
Vận tốc đã trở thành tham số mặc định cho việc theo dõi rung động mục đích chung vì một số lý do liên kết với nhau:
- Chỉ số tốt nhất của năng lượng phá hủy: năng lượng làm mỏi máy có liên quan trực tiếp nhất đến vận tốc. Một mức vận tốc nhất định tương ứng với một mức độ nghiêm trọng khá nhất quán trên một phạm vi rộng của tốc độ và loại máy, đó là lý do tại sao các giới hạn có thể được viết một lần và áp dụng rộng rãi.
- “Đáp ứng tần số phẳng:” trong dải tần số quan trọng nhất để chẩn đoán máy — khoảng 10 Hz đến 1.000 Hz hoặc 600 đến 60.000 CPM — vận tốc cung cấp cái nhìn cân bằng nhất. Nó gần như nhạy cảm ngang nhau đối với các lỗi tần số thấp như mất cân bằng và đối với các lỗi tần số cao như sự không thẳng hàng, làm cho nó trở thành một chỉ số đơn lẻ toàn diện xuất sắc.
- Cơ sở cho các tiêu chuẩn quốc tế: các tiêu chuẩn rung động máy toàn cầu — chủ yếu Tiêu chuẩn ISO 20816, thay thế tiêu chuẩn ISO 10816 lâu đời — sử dụng RMS vận tốc làm chỉ số chính để giới hạn chấp nhận và mức báo động trên các lớp máy khác nhau. Các ranh giới vùng A/B/C/D quen thuộc trong ISO 20816-3 được trích dẫn theo mm/s RMS.
2. Đơn vị và Phép đo
Đơn vị chung
Vận tốc rung động thường được biểu diễn bằng một trong hai đơn vị:
- mm/s (milimét trên giây): đơn vị SI, được sử dụng ở hầu hết các nước trên thế giới.
- in/s (inch trên giây): đơn vị theo hệ Anh, phổ biến ở Hoa Kỳ.
Vận tốc gần như luôn luôn được đo lường và có xu hướng như một RMS giá trị, vì RMS thể hiện tốt nhất nội dung năng lượng của tín hiệu. Khi trích dẫn một con số đỉnh, nó phải được ghi nhãn rõ ràng, vì việc chuyển đổi giữa hai đơn vị giả định một sóng hình sin; một Công cụ chuyển đổi đơn vị rung xử lý các phép tính toán và giữ cho mm/s, in/s và dB nhất quán.
Nó được đo như thế nào?
Vận tốc có thể nhận được bằng hai cách chính:
- Trực tiếp, với bộ cảm biến vận tốc: một máy phát điện động cảm biến tốc độ tạo ra một điện áp tỷ lệ trực tiếp với vận tốc rung động. Những cảm biến cuộn dây chuyển động chắc chắn này từng phổ biến nhưng đã được thay thế phần lớn bởi các cảm biến gia tốc.
- Bằng cách tích phân tín hiệu gia tốc: phương pháp chiếm ưu thế ngày nay. Một máy đo gia tốc đo lường gia tốc, và bộ thu thập dữ liệu hoặc hệ thống giám sát thực hiện điện tử các tích hợp chuyển đổi nó thành vận tốc. Điều này kết hợp phạm vi tần số rộng và độ bền của cảm biến gia tốc với các lợi ích chẩn đoán của tham số vận tốc.
3. Vai trò của Vận tốc trong Chẩn đoán
Một mức độ vận tốc tổng thể cao cho biết máy có vấn đề, nhưng không chỉ ra vấn đề đó là gì. Bước chẩn đoán là kiểm tra phổ vận tốc và xem những tần số nào đang góp phần tạo ra giá trị tổng thể cao:
- Tốc độ cao ở 1× vòng/phút (tốc độ vận hành) points to mất cân bằng.
- Tốc độ cao ở 2× vòng/phút chỉ vào sự không thẳng hàng.
- Một chuỗi các đỉnh vận tốc ở tốc độ chạy sóng hài cho thấy cơ học sự lỏng lẻo.
Đây chính xác là quy trình làm việc mà một thiết bị trường đất tuân theo. Một thiết bị phân tích hai kênh di động như Balanset-1A đo vận tốc tổng thể tại mỗi vòng bi, sau đó chia nó thành một phổ để kỹ sư có thể đọc nội dung 1×, 2× và hài — và, khi thủ phạm là mất cân bằng, tiến hành trực tiếp để sửa nó trong các vòng bi của chính máy.
4. Vận tốc so với Độ dời và Gia tốc
Không có tham số nào tốt nhất ở khắp nơi; mỗi tham số chiếm ưu thế ở một phần khác nhau của dải tần số:
- Sự dịch chuyển là tốt nhất cho chuyển động tần số rất thấp — quỹ đạo trục, chuyển động cấu trúc và khoảng hở — và là lựa chọn tự nhiên cho cảm biến khoảng cách các phép đo trên các vòng bi tạp chí.
- Vận tốc chiếm lĩnh dải giữa rộng lớn nơi hầu hết các lỗi máy quay vòng sống sót, khiến nó trở thành tham số hàng ngày để đánh giá mức độ nghiêm trọng tổng thể.
- Gia tốc là tốt nhất ở tần số rất cao, nơi nó nhấn mạnh mang and bánh răng lỗi mà vận tốc sẽ thiếu trọng số.
Bạn có thể chuyển động giữa ba cái bằng cách tích hợp (gia tốc → vận tốc → độ dời) và sự khác biệt ở hướng khác. Tuy nhiên, để có cái nhìn “toàn cảnh” về tình trạng động lực học của máy trong phạm vi hoạt động bình thường của nó, vận tốc vẫn là tham số có giá trị nhất duy nhất — và cách nhanh chóng để so sánh một chỉ số với các vùng ISO là biểu đồ mức độ nghiêm trọng của rung động.
