Zależność pomiędzy jednostkami wibracji mm, mm/s, mm/s²
Generalnie pomiar drgań maszyn wirujących można wyrazić w trzech jednostkach: mm, mm/s, mm/s², czyli przemieszczenie drgań (amplituda), prędkość drgań (prędkość drgań), przyspieszenie drgań.
Przemieszczenie drgań (amplituda): Można to rozumieć jako odległość w mm, która jest powszechnie stosowana do oceny drgań mechanicznych przy niskich prędkościach;
Prędkość wibracji (prędkość wibracji): Można to rozumieć jako prędkość, jednostką jest mm/s i jest powszechnie stosowana do oceny drgań maszyn wirujących o średniej prędkości;
Przyspieszenie wibracyjne: rozumiane jako przyspieszenie ruchu, w mm/s², jest powszechnie stosowane do oceny drgań maszyn wirujących o dużej prędkości. Prędkość drgań w praktyce inżynierskiej jest efektywną wartością prędkości, która charakteryzuje energię drgań.
Prędkość drgań w praktyce inżynierskiej jest efektywną wartością prędkości, która charakteryzuje energię drgań. Przyspieszenie jest wykorzystywane jako wartość szczytowa do scharakteryzowania wielkości siły uderzenia w wibracjach.
Prędkość opisuje prędkość ruchu, a prędkość wibracji to prędkość wibracji, czyli amplituda, którą można wygenerować w ciągu jednej sekundy. Urządzenia o tej samej amplitudzie mogą mieć różne stany drgań, dlatego wprowadzana jest prędkość drgań.
Przemieszczenie, prędkość i przyspieszenie to parametry pomiarowe służące do pomiaru drgań. Koncepcyjnie pomiar przemieszczenia jest bezpośrednim odzwierciedleniem profilu naprężenia na śrubach mocujących łożysko i innych częściach mocujących. Przykładowo, analizując przemieszczenie łożyska ślizgowego turbiny parowej, możemy poznać położenie i tarcie wału obrotowego w łożysku; Prędkość odzwierciedla naprężenie zmęczeniowe łożyska i innych powiązanych konstrukcji, co jest jedną z ważnych przyczyn awarii sprzętu wirującego; Przyspieszenie natomiast odzwierciedla łączny wpływ różnych sił działających w urządzeniu.
Wyrazem tych trzech jest krzywa sinusoidalna z różnicą fazową odpowiednio 90 stopni i 180 stopni. W terenie przemieszczenie jest najlepszą metodą pomiaru w przypadku sprzętu wolnoobrotowego (prędkość mniejsza niż 1000 obr/min). Dla urządzeń o małych przyspieszeniach i dużych przemieszczeniach powszechnie przyjmuje się metodę kompromisową, czyli pomiar prędkości. W przypadku sprzętu o dużej prędkości lub wysokiej częstotliwości przyspieszenie może być bardzo duże, nawet jeśli przemieszczenie jest małe, a prędkość umiarkowana, dlatego ważne jest stosowanie pomiarów przyspieszenia.
Ważne jest również zrozumienie działania czujnika i sposobu jego wykorzystania, np. przemieszczenie mierzone czujnikiem wiroprądowym jest zupełnie inne niż przemieszczenie mierzone przez akcelerometr poprzez dwa zintegrowane wyjścia. Czujniki wiroprądowe mierzą względny ruch pomiędzy łożyskiem a wałem; Akcelerometry mierzą drgania w górnej części łożyska, które następnie przekształcane są w przemieszczenie. Jeżeli całe łożysko wibruje bardzo mocno, a ruch względny pomiędzy wałem a łożyskiem jest bardzo mały, to czujnik wiroprądowy nie jest w stanie odzwierciedlić takiego stanu, natomiast akcelerometr tak. Dwa czujniki mierzą dwa różne zjawiska.
Mając to na uwadze, można zrozumieć, dlaczego wielu doświadczonych inżynierów wykorzystuje kombinację czujników prądów wirowych i akcelerometrów do obserwacji zarówno wibracji łożyska względem podłoża, jak i wibracji wału względem łożyska, co zapewnia pełniejszy stan sprzętu.
W przypadku wibracji o pojedynczej częstotliwości prędkość szczytowa jest 2πf razy większa od wartości szczytowej przemieszczenia, a szczyt przyspieszenia jest 2πf razy większa od prędkości szczytowej. Oczywiście należy zwrócić uwagę na wartość szczytową wykorzystywaną do przemieszczenia, wartość efektywną prędkości i wartość szczytową przyspieszenia. Należy również zauważyć, że przemieszczenie mierzone w terenie jest względnym drganiem wału i klocka, a prędkość i przyspieszenie mierzą drgania bezwzględne klocka. Zakładając, że prędkość drgań wynosi 5mm/s, możesz samodzielnie obliczyć, że jeśli są to drgania o niskiej częstotliwości, to ich przemieszczenie będzie bardzo duże, ale przyspieszenie będzie bardzo małe; Przemieszczenie drgań o wysokiej częstotliwości jest niezwykle małe, a przyspieszenie bardzo duże. Dlatego w obszarze niskich częstotliwości stosuje się zazwyczaj przemieszczenie, w obszarze średnich częstotliwości stosuje się prędkość, a w obszarze wysokich częstotliwości stosuje się przyspieszenie.
Jednakże zakres zastosowań również się pokrywa. Wartość przemieszczenia odzwierciedla zakres drgań urządzenia w przestrzeni, dlatego przyjmuje się jego wartość międzyszczytową. Wartość skuteczna prędkości jest proporcjonalna do energii wibracji, a jej wielkość reprezentuje wielkość energii wibracji. Przyspieszenie jest proporcjonalne do siły, powszechnie stosowanej jako jego szczyt, jego wielkość wskazuje na maksymalną siłę uderzenia w drganiach, a sprzęt o dużej sile uderzenia jest bardziej narażony na zmęczenie i uszkodzenia.
