Rung động là gì?
Rung là chuyển động lặp đi lặp lại (dao động) của một vật thể qua lại quanh vị trí cân bằng.
- Vỏ động cơ rung lắc nhẹ
- Một chiếc quạt làm cho ống dẫn kêu vo vo
- Cây cầu đung đưa trong gió
- Điện thoại reo (rung có chủ ý)
Tất cả những điều này đều là rung động: chuyển động đổi hướng và lặp lại theo thời gian.
Tại sao độ rung lại quan trọng (tác động trong thế giới thực)
Độ rung có thể là:
- Vô hại/bình thường (động cơ đang chạy có rung lắc)
- Khó chịu (ồn ào, khó chịu)
- gây tổn hại (bu lông lỏng, mối hàn nứt, hỏng vòng bi, mỏi)
Trong các hệ thống công nghiệp, độ rung là một trong những chỉ số ban đầu hữu ích nhất về:
- mất cân bằng
- sự lệch lạc
- lỏng lẻo
- vấn đề về ổ trục/bánh răng
- vấn đề cộng hưởng
Các thuật ngữ rung động chính (“từ vựng về rung động”)
1) Biên độ (độ rung lớn như thế nào)
Biên độ mô tả kích cỡ của chuyển động. Tùy thuộc vào những gì bạn đo, biên độ có thể là:
- Sự dịch chuyển (nó di chuyển được bao xa) - µm, mm
- Vận tốc (nó di chuyển nhanh như thế nào) - mm/s
- Gia tốc (tốc độ thay đổi nhanh như thế nào) — m/s² hoặc g
2) Tần số (tốc độ dao động)
Tần số là bao nhiêu chu kỳ mỗi giây, đo bằng Hz.
- 10 Hz = 10 chu kỳ mỗi giây
- Tần số cao hơn thường tạo cảm giác “ồn ào” hơn và có thể liên quan đến một số loại lỗi nhất định.
3) Pha (quan hệ thời gian)
Giai đoạn cho bạn biết khi một tín hiệu rung đạt cực đại so với một tín hiệu rung khác.
Nó rất hữu ích để chẩn đoán sự mất cân bằng, sai lệch và định hướng đa cảm biến.
3 cách chính để mô tả độ rung (độ dịch chuyển, vận tốc và gia tốc)
Bạn có thể đo độ rung như:
A) Độ dịch chuyển
Tốt nhất cho: chuyển động tần số thấp và chuyển động kết cấu (lắc lư chậm, lỏng lẻo ở tốc độ thấp)
Đơn vị: ừm, mm
B) Vận tốc
Tốt nhất cho: Mức độ rung tổng thể trong nhiều máy quay
Đơn vị: mm/s (thường là RMS)
Vận tốc rất phổ biến trong giám sát tình trạng vì nó tương quan tốt với nhiều vấn đề cơ học phổ biến trên một dải rộng.
Có liên quan: Cảm biến vận tốc rung
C) Gia tốc
Tốt nhất cho: các sự kiện có tần suất cao hơn như hư hỏng và tác động của vòng bi
Đơn vị: m/s² hoặc g
Cảm biến gia tốc (gia tốc kế) cực kỳ phổ biến vì chúng nhỏ gọn, băng tần rộng và linh hoạt.
Các loại rung động (cách các kỹ sư phân loại nó)
1) Rung tự do và rung cưỡng bức
- Rung động tự do: một hệ thống rung động sau khi bị xáo trộn (giống như một lò xo bạn kéo và thả ra)
- Rung cưỡng bức: đầu vào liên tục gây ra rung động (động cơ quay, lưới bánh răng, nhiễu loạn luồng không khí)
2) Rung động giảm chấn và không giảm chấn
- Bị ẩm: độ rung giảm dần (hệ thống trong thế giới thực)
- Không bị giảm chấn: rung động tiếp tục mãi mãi (mô hình lý tưởng)
3) Rung định kỳ và ngẫu nhiên
- Định kỳ: lặp lại có thể dự đoán được (máy quay)
- Ngẫu nhiên: không thể đoán trước, phổ rộng (nhiễu loạn, rung chuyển trên đường)
4) Cộng hưởng (hiệu ứng “khuếch đại”)
cộng hưởng xảy ra khi tần số cưỡng bức khớp với tần số tự nhiên của hệ thống, khiến biên độ rung động tăng lên đáng kể.
Đây là lý do tại sao một chiếc máy có thể có vẻ “ổn” ở tốc độ này nhưng lại rung mạnh ở tốc độ khác.
Nguyên nhân gây rung thường gặp ở máy móc
Thiết bị quay (động cơ, quạt, máy bơm, hộp số)
- Mất cân bằng (khối lượng không tập trung)
- Sai lệch (trục không thẳng hàng)
- lỏng lẻo (giá đỡ, bu lông, đế, vòng bi)
- Hư hỏng vòng bi (mòn, rỗ)
- Sự cố về thiết bị (mòn răng, vấn đề về lưới)
- Trục cong hoặc độ lệch tâm
- Sự cố về điện (lực điện từ động cơ)
Cấu trúc và đường ống
- Rung động do dòng chảy gây ra ( nhiễu loạn không khí / chất lỏng)
- Hỗ trợ yếu hoặc khung giằng kém
- Sự cộng hưởng của ống dẫn, ống dẫn, tấm
Cách đo độ rung (tổng quan thực tế)
1) Cảm biến (phổ biến nhất)
- Gia tốc kế (đo gia tốc)
- Cảm biến vận tốc / đầu dò vận tốc (đo tốc độ rung trực tiếp)
- Cảm biến dịch chuyển (đầu dò dòng điện xoáy, LVDT, laser)
2) Dụng cụ làm gì với tín hiệu
- Trình diễn dạng sóng thời gian (độ rung thay đổi như thế nào theo thời gian)
- Tính toán RMS / đỉnh / đỉnh tới đỉnh
- Chuyển đổi sang miền tần số bằng cách sử dụng FFT (tìm tần số chiếm ưu thế)
- Xu hướng thay đổi theo tuần/tháng để bảo trì dự đoán
Đơn vị rung và số liệu chung
Đơn vị chung
- Dịch chuyển: Sọ, mm
- Vận tốc: mm/s
- Tăng tốc: m/s² hoặc g (1 g ≈ 9,81 m/s²)
chuyển đổi đơn vị: https://quickconver.com/category/length-converter/
Số liệu chung
- RMS: chỉ số ổn định của năng lượng tổng thể (rất phổ biến)
- Đỉnh cao: ghi lại chuyến tham quan tối đa
- Đỉnh đến đỉnh: thường được sử dụng cho các phép đo kiểu dịch chuyển
Rung và ồn (chúng có liên quan với nhau, không giống nhau)
- Rung là chuyển động cơ học
- Tiếng ồn là sự thay đổi áp suất trong không khí
Rung động thường gây ra tiếng ồn (cấu trúc phát ra âm thanh), và giảm rung động thường làm giảm tiếng ồn.
Cách giảm độ rung (phương pháp cấp cao)
- Sự cân bằng bộ phận quay
- Căn chỉnh trục đúng cách
- Siết chặt các giá đỡ / cải thiện độ cứng của đế
- Thay thế vòng bi/bánh răng bị mòn
- Thêm vào giảm chấn vật liệu hoặc chất cách điện
- Thay đổi tốc độ hoạt động để tránh cộng hưởng
- Thiết kế lại cấu trúc (làm cứng, giằng, thêm khối lượng, thay đổi tần số tự nhiên)
Câu hỏi thường gặp: Rung động là gì?
1) Có phải mọi rung động đều là vấn đề không?
Không. Nhiều máy có độ rung cơ bản bình thường. Chìa khóa là thay đổi xu hướng, các thành phần tần số bất thường hoặc mức độ nghiêm trọng tổng thể ngày càng tăng.
2) Cách đơn giản nhất để theo dõi độ rung trong công nghiệp là gì?
Một cách tiếp cận phổ biến là gia tốc kế cung cấp cho máy theo dõi độ rung tính toán RMS và xu hướng nó theo thời gian (thường có cảnh báo).
3) Tại sao các kỹ sư lại sử dụng tốc độ rung (mm/s) thường xuyên như vậy?
Vận tốc thường là một chỉ số chung mạnh mẽ về tình trạng của máy quay và được sử dụng rộng rãi để xác định xu hướng mức độ rung động tổng thể.
4) Nói một cách đơn giản, cộng hưởng là gì?
Cộng hưởng là khi một hệ thống bị “đẩy” ở tần số tự nhiên của nó, làm cho độ rung tăng lên lớn hơn nhiều—giống như đẩy một chiếc xích đu vào đúng thời điểm.
Để lại một câu trả lời