16 mjerenje vibracija
TRANSCRIPT
1
Ispitivanje proizvodaMjerenje vibracijadoc.dr. Samir Lemeš <[email protected]>
Ispitivanje proizvoda
Mjerenje vibracija
Definicije Mehanički parametri Sistem masa-opruga Vrste signala
Mjerenje vibracija 2/36
Vrste signala Parametri signala Prikaz rezultata
Ispitivanje proizvoda
Definicije
OSCILACIJE su promjene intenziteta neke veličine u odnosu na zadatu referentnu vrijednost, kod kojih se intenzitet mijenja
i j ič
Mjerenje vibracija 3/36
naizmjenično iznad i ispod referentne vrijednosti
VIBRACIJE su oscilacije kod kojih je količina koja osciluje parametar koji definiše kretanje mehaničkog sistema
Ispitivanje proizvoda
Definicije
Vibracije su mehaničke oscilacije oko referentnog položaja
Mogu biti destruktivne ali i korisne Vibracije mašina su rezultat
Mjerenje vibracija 4/36
jdinamičkih sila pokretnih dijelova i izazivaju trošenje i oštećenja
Ispitivanje proizvoda
Uzroci vibracija
Debalans Oštećenja rotacionih
komponenti (ležajevi, osovine, vratila, radna kola pumpi, lopatice turbina,...)
Olabavljeni oslonci Nesaosnost Dejstvo fluida (kavitacija)
Mjerenje vibracija 5/36
Ispitivanje proizvoda
Mehanički parametri
Svi mehanički sistemi sadrže tri osnovne komponente: oprugu, prigušenje i masu
Kad se svaka od
Mjerenje vibracija 6/36
tih komponenti izloži djelovanju konstantne sile, one reaguju konstantnim pomjeranjem, konstantnom brzinom i konstantnim ubrzanjem
2
Ispitivanje proizvoda
Mehanički parametri
ubrzanje brzina pomjeranje
Mjerenje vibracija 7/36
Ispitivanje proizvoda
Sistem masa-opruga
Kad se (teoretski) sistem masa-opruga pokrene, nastaviće kretanje konstantnom f k ij i
Mjerenje vibracija 8/36
frekvencijom i amplitudom
Sistem ima "sinusoidalno" kretanje
Ispitivanje proizvoda
Sistem masa-opruga
Sinusioida je definisana amplitudom D i periodom T
Mjerenje vibracija 9/36
Vlastita frekvencija Ugaona frekvencija
Ispitivanje proizvoda
Sistem masa-opruga
Slobodne neprigušene vibracije
Mjerenje vibracija 10/36
Slobodne neprigušene vibracije Energija je konstantna, ali se mijenja
iz kinetičke u potencijalnu Vlastita (rezonantna)
frekvencija:
Ispitivanje proizvoda
Sistem masa-opruga
Slobodne neprigušene vibracije
Mjerenje vibracija 11/36
Ispitivanje proizvoda
Sistem masa-prigušenje-opruga
Slobodne prigušene vibracije Veće prigušenje smanjuje amplitudu
Mjerenje vibracija 12/36
3
Ispitivanje proizvoda
Prinudne vibracije
Mjerenje vibracija 13/36
Vanjska sila sinusnog karaktera
Amplituda i faza zavise od vanjske sile
Ispitivanje proizvoda
Prinudne vibracije
Realni sistemi su mnogo složeniji
Primjer: sistem dvije mase/opruge/
Mjerenje vibracija 14/36
prigušenja Odziv sistema je
kombinacija odziva pojedinačnih komponenti
Ispitivanje proizvoda
Odziv sistema Sistem s jednim
stepenom slobode Sistem sa više
stepeni slobode
Mjerenje vibracija 15/36
Ispitivanje proizvoda
Vrste signala Stacionarni
Deterministički
Nestacionarni
Kontinuirani
Mjerenje vibracija 16/36
Slučajni Tranzijentni
Ispitivanje proizvoda
Vrste signala
Deterministički signal je signal čije se vrijednosti mogu unaprijed odrediti
Frekventna analiza se koristi da bi se utvrdio uzrok (izvor) vibracija
Mjerenje vibracija 17/36
Ispitivanje proizvoda
Vrste signala
Deterministički signali Signal koji se dobije
praćenjem kretanja se može razdvojiti na
Mjerenje vibracija 18/36
komponente i u vremenskom i u frekventnom domenu
4
Ispitivanje proizvoda
Vrste signala
Harmonici: Neki nesinusni signali se mogu razdvojiti u set harmonički vezanih sinusoida
Mjerenje vibracija 19/36
Ispitivanje proizvoda
Vrste signala
Slučajni signali nemaju periodične niti harmonijske komponente
Njihova vrijednost se ne može predvidjeti, ali se može opisati
Mjerenje vibracija 20/36
statističkim parametrima
Ispitivanje proizvoda
Vrste signala
Impulsni (udarni, šok) signal Ako je šok beskonačno kratak, imat će frekventni spektar kontinuirano distribuiran sa frekvencijom
Mjerenje vibracija 21/36
Kako šok ima konačnu dužinu, spektar je ograničen na raspon frekvencija
Ispitivanje proizvoda
Parametri signala
Nivo signala vibracija se može opisati raznim parametrima
Peak (vršna vrijednost) Peak-peak (maksimum-minimum)
Mjerenje vibracija 22/36
p ( ) RMS – Root Mean Square (mjera
energije)
Ispitivanje proizvoda
Parametri signala
Isti parametri u vremenskom domenu se koriste i kod slučajnog signala
Mjerenje vibracija 23/36
Ispitivanje proizvoda
Parametri signala
Kod linearnog kretanja, položaj, brzina i ubrzanje su nezavisne veličine
Kod oscilatornog kretanja, te tri veličine
Mjerenje vibracija 24/36
su međusobno povezane
5
Ispitivanje proizvoda
Parametri signala
Mjerenje vibracija 25/36
Ispitivanje proizvoda
Parametri signala
Mjerenje vibracija 26/36
Ispitivanje proizvoda
Parametri signala
Kako je integraciju lakše izvršiti elektronski nego deriviranje, najčešće se mjeri ubrzanje
Jedinice:
Mjerenje vibracija 27/36
pomjeranje: m brzina: m/s ubrzanje: m/s2
1 g = 9,80665 m/s2
Ispitivanje proizvoda
Parametri signala
Mjerni lanac za mjerenje vibracija
Mjerenje vibracija 28/36
Kvaliteta mjernog lanca je jednaka kvaliteti najslabije karike u lancu
Ispitivanje proizvoda
Prikaz rezultata
Rezultati mjerenja mogu biti prikazani u linearnoj ili logaritamskoj skali
Mjerenje vibracija 29/36
Ispitivanje proizvoda
Prikaz rezultata
Logaritamski prikaz frekvencija daje precizniji pregled kod malih vrijednosti
Mjerenje vibracija 30/36
6
Ispitivanje proizvoda
Prikaz rezultata
Logaritamska skala za amplitudupokriva veći raspon amplituda, a daje više detalja za male vrijednosti
Mjerenje vibracija 31/36
Ispitivanje proizvoda
Prikaz rezultata
Često se umjesto logaritamske skale koristi skala u decibelima (dB)
Mjerenje vibracija 32/36
Ispitivanje proizvoda
Prikaz rezultata
Skala u decibelima podrazumijeva neku referentnu vrijednost nivoa vibracija
Međunarodni
Mjerenje vibracija 33/36
standard: 10-6 m/s2
Ispitivanje proizvoda
Prikaz rezultata
Frekventni prikaz rezultata izmjerenih u vremenskom domenu
FFT – Fast Fourier Transformation
Mjerenje vibracija 34/36
Ispitivanje proizvoda
Prikaz rezultata
FFT se vrši da bi se lakše uočile dominantne frekvencije
Pikovi ufrekventnom
Mjerenje vibracija 35/36
domenu predstavljajudominantnefrekvencijevibracija
Ispitivanje proizvoda
Prikaz rezultata
FFT – Fast Fourier Transformation
Mjerenje vibracija 36/36