Gépészet | Felsőoktatás » Rezgésanalízis alapok

Rezgésanalízis alapok Dennis Shreve, IRD Mechanalysis Hányszor tapintotta már meg a gépét, hogy megnézze, jól működik-e? Egy kis tapasztalattal kifejlődik egy érzék, hogy mi normális és mi nem normális a gép rezgésében. Természetes, hogy a gépek állapotát a rezgések szintjével kapcsoljuk össze. Természetesen az is normális, hogy a gépek rezegnek. Még ha a berendezések a legjobb működési állapotúak is, van némi rezgésük a kis, jelentéktelen hibák miatt. Ezért minden gépnek lesz egy olyan rezgésszintje, amit normálisnak tekinthetünk. Amikor a gépek rezgése növekedik, vagy túlzottan nagy lesz, általában néhány mechanikai hiba az oka pl. egyensúlyozatlanság, egytengelyűségi hiba, elhasználódott fogaskerekek, vagy csapágyak, lazaság, stb. Mivel nem mindenkinek van tapasztalata az érzeten alapuló gépállapot vizsgálatban, műszert fejlesztettek ki az aktuális rezgésszintek mérésére. A rezgésmérők lehetővé teszik azon

problémák detektálását, amelyek az emberi érzékek -tapintás, hallás- határán állnak, és pontos, könnyen értékelhető méréseket adnak. Mi a rezgés, és mi az oka? A rezgést úgy lehetne definiálni, mint a gépnek, vagy egy alkatrészének ciklikus, vagy oszcilláló mozgását a nyugalmi pozícióhoz viszonyítva. A rezgés miatt a gépben erők jönnek létre. Ezeknek az erőknek:  változhat az iránya az időben, mint ahogy erő keletkezik a forgó kiegyensúlyozatlanságnál  amplitúdója vagy intenzitása az időben változhat, mint ahogy egyensúlyozatlan mágneses erők jönnek létre egy indukciós motorban a motor armatúrája és állórésze közötti egyenlőtlen légrés miatt  súrlódás a forgó és az álló gépalkatrészek között  ütközési ok, mint ahogy a fogaskerék fogai kapcsolódnak, vagy ahogy a működő csapágy gördülőtestei ütköznek áthaladva a csapágy hibáin  az ok, amelyet általában erők generálnak,

mint az áramlási turbulencia a folyadékszállításnál (ventilátorok, levegőztetők, szivattyúk) vagy gyulladási turbulencia gázturbinákban, kazánokban. Néhány a legközönségesebb problémák közül, amelyek rezgések okoznak: tengelykapcsolók, csapágyak, fogaskerekek egytengelyűségi hibája; a mozgó alkatrészek egyensúlyozatlansága; a csapágy gördülőtesteinek romlása/hibája; fogaskerekek elhasználódása; aerodinamikai vagy hidraulikai problémák ventilátoroknál, levegőztetőknél és szivattyúknál; elektromos problémák (egyensúlyozatlan mágneses erők) a motorban; rezonancia; a forgó alkatrészek excentricitása, mint a "V" szíjhajtások vagy fogaskerekek. A rezgés és a gép élete Az első kérdése az lehet: Miért aggódjak a gép rezgése miatt? Általában a gépet egyszer működésbe hozzák, megbízhatóan működik. Idővel a gép megáll használat közben egy vagy több kritikus alkatrész végső hibájánál, majd

elszállítják a szervízbe. És a legáltalánosabb alkatrészhiba, ami a gép romlásához vezet: a csapágy. A következő kérdése az lehet: Milyen hosszú életűek lesznek a csapágyak? A csapágy-gyártó a csapágyak élettartamát a következő képlet alapján becslik: L10 Élet (órában) = (16666/RPM)×(alapterhelés/tényleges terhelés)3 ahol RPM= a gép forgási sebessége fordulat/percben A képlet tartalmazza a statikus terhelést a rotor tömegén keresztül és a dinamikus terhelést, amely az egyensúlyozatlanságból, egytengelyűségi hibából stb. adódik, az erőket, amelyek a rezgést okozzák. Az egyenlettel kapcsolatban: a rotorsebesség 1800 RPM-ről 3600 RPM-re történő duplázása a csapágy élettartamát felére csökkenti, és a csapágyra eső terhelést felére csökkentve az élettartam nyolcszorosára növelhető. A csapágyélettartam ilyenfajta becslése nem veszi figyelembe az olyan tényezőket, mint a nem megfelelő kenés, a

kenőanyagban lévő szennyezőanyag, vagy a helytelen csapágytárolásból, vagy beszerelési technikából adódó hiba. Világossá válik, hogy a csapágyterhelésnek (beleértve a rezgéskeltőktől adódó terhelést, mint pl. az egyensúlyozatlanság, tengelykapcsolati hiba) meghatározó szerepe van a csapágy élettartamára és végül a berendezés élettartamára. Továbbmenve: a rezgés mennyisége, amelyet a gép mutat, egyenesen arányos a gerjesztett erők mennyiségével. Más szavakkal, ha az egyensúlyozatlansági erőt megduplázzuk az eredő rezgésamplitúdó szintén megduplázódik. Vagy ha az egyensúlyozatlanságot okozó erőt felére csökkentjük, a gerjesztett rezgés is a felére fog lecsökkenni. Azért fontos a gép rezgését minimálisra csökkenteni, mert:  A növekedő dinamikus terhek csökkentik a gép élettartamát  A géprezgés amplitúdója egyenesen arányos a dinamikus terheléssel. Ha duplázzuk az erőt, duplázzuk a rezgést 

Csökkentve a dinamikus terheléseket a rezgésszintek is csökkennek, és hosszabb működési időre számíthatunk a hiba megjelenéséig Természetesen más okok is vannak, amiért igyekszünk elérni az alacsony rezgésszintet azonkívül, hogy növeljük a hibák közötti idő nagyságát. Precíziós berendezések esetében a rezgésszint alacsony szinten tartása szükséges ahhoz, hogy a termékeket elfogadható méretbeli és felszíni tűréssel készítsék el a végső minőséghez. Irodaházakban és kórházakban a fűtés, légkondícionálás, keringtetés és egyéb gépek alacsony rezgésszintje szükséges az emberek nyugalma érdekében. Néhány kivétellel elmondható, hogy a gépek állapotának romlásával a következő két esemény valamelyike (esetleg mind a kettő) bekövetkezik:  A gép által keltett dinamikus erők intenzitása a géprezgés növekedésével megnő. Az elhasználódás, a korrózió vagy lepedék felrakódása a rotorra növelheti

az egyensúlyozatlansági erőket. Az alapozás megszilárdítása növelheti a beállítási hibákat (erőket, vetemedést, csőfeszültségeket stb.)  A gép fizikai integritása (merevsége) a rezgés növekedése miatt lecsökken. Lazítva/nyújtva az ékszíjakat hegesztési varrat törés, alaptörés, cementhabarcsromlás, elhasználódásból adódó csapágyhézag növekedés, rotorfellazulás a tengelyen lesz az eredmény, ez csökkenti a dinamikus erők elviselését lehetővé tevő merevséget. A géprezgések növekedése így pozitív mutatója a kifejlődő problémáknak. Ezzel kapcsolatban minden mechanikai és működési probléma rezgést gerjeszt a maga sajátos módján. Mint eredmény, ki lehet mutatni a problémák kiváltó okát egy egyszerű méréssel és a rezgéskarakterisztikák figyelésével. A rezgések jellemzői: A rezgés definíciója: a gépnek, vagy egy alkatrészének ciklikus, vagy oszcilláló mozgása a nyugalmi/semleges pozícióhoz

viszonyítva. Amikor rezgés fordul elő 4 alkotórész van, ami befolyásolja a rezgés jellemzőit.  A létező erő, mint az egyensúlyozatlanság vagy tengely-beállítási hiba  A rezgő rendszer tömege, amit m-mel jelölünk  A rezgő rendszer merevség, amit k-val jelölünk  A rezgő rendszer ellenállási jellemzője, amit c-vel jelölünk A meglévő erő rezgést próbál okozni, a szilárdság, a tömeg és az ellenállás pedig megakadályozni próbálja az erőt és kontrollálni/minimalizálni a rezgést. Talán egy rugóval felfüggesztett tömeg mozgásával lehet legegyszerűbben a rezgést és mérhető jellemzőit demonstrálni. Ez egy elfogadott analógia, mivel minden gépnek és komponenseinek van tömege, rugószerű tulajdonságai (merevség) és ellenállása. A tömeg mozgása a felső és az alsó holtpont között a kiinduló pontra nézve vertikális irányban egy körre hasonlít, és minden -rezgés meghatározásához- szükséges

jellemzője megvan. A rugós tömeg mozgását folytatva a rendszer egyszerűen ismételni fogja ezeket a mérhető jegyeket. A rezgés meghatározására szükség van jellemzőinek leírására: frekvencia, elmozdulás, sebesség, gyorsulás és fázis. Rezgési frekvencia - Annak az időnek a mennyiségét, amire egy teljes kör megtételéhez szükség van a rezgés periódusának hívjuk. Ha például egy gép 60 teljes fordulatot tesz meg percenként, a rezgésperiódusa a perc egy-hatvanad része. A frekvencia mérése egyszerűen azoknak a fordulatoknak a mérése, amelyek egy bizonyos időperiódus alatt fordulnak elő, pl. fordulat/másodperc (CPS) vagy fordulat/perc (CPM). A frekvenciának a rezgésperiódushoz kapcsolódó összefüggését a következő egyszerű képlet írja le: Frekvencia= 1/periódus idő A rezgés frekvenciája a rezgési periódus inverze. Ha egy kör megtételéhez a másodperc 1/60-ad részére van szükség, akkor a frekvencia 60

körülfordulás/másodperc, azaz 60 CPS. A valóságban a rezgés detektáláshoz és analizáláshoz nem szükséges maghatározni a rezgés frekvenciáját a rezgéshullám idejének vizsgálatával, a rezgésperiódus jegyzésével, majd a periódus inverzének vételével. Majdnem minden adatgyűjtő és analizátor rendelkezik egy közvetlen frekvencia-leolvasóval. Bár a frekvenciát ki lehet fejezni CPS-ben is, a gyakorlatban a Hertz-et (Hz) használják helyette. A mértékegységet Heinrich Rudolf Hertz, a XIX. századi fizikus tiszteletére nevezték el így, aki az elektromágneses kisugárzás felfedezésével szerzett hírnevet. A 60 CPS-es rezgést így 60 Hzcel fejezzük ki Bár a frekvenciát lehet Hz-ben mérni és kifejezni, sokszor mégis fordulat/percben - CPM-ben mérünk. A frekvencia CPM-ben történő kifejezése sokkal könnyebbé teszi az összehasonlítást a gép forgó részének sebességével, amit általában fordulat/percben RPM-ben fejeznek ki. Ha a

gépünk 3600 RPM-mel működik, sokkal kifejezőbb ha azt tudjuk, hogy a rezgés 3600 CPM-es (1×RPM) mint azt, hogy 60 Hz-es. A CPM és a Hz könnyen átalakítható egymásba. Ha a frekvencia Hz-ben van megadva, a következő módon alakíthatjuk át CPM-be: CPM= Hertz × 60 másodperc (1/perc) Ha a frekvencia CPM-ben van megadva Hz-re a következő módon számíthatjuk át: Hertz= CPM / 60 másodperc (1/másodperc) A frekvencia jelentősége Szó szerint mechanikai és működtetési hibák százai tudnak túlzott rezgést okozni a berendezésnél. Általában amikor egy rezgési probléma felmerül, részletes analízis szükséges a pontos ok meghatározásához. Ez az az eset, amikor a frekvencia ismerete nagyon hasznos diagnosztikai eszköz. A rezgéseket okozó erők általában a forgó motor alkatrészein keresztül hatnak/jönnek létre. Mivel ezeknek az erőknek változik az irányuk, vagy az amplitúdójuk a gép alkatrészeinek forgási sebességével (RPM)

párhuzamosan, ebből következik, hogy a legtöbb problémának lesz frekvenciája pontosan kapcsolódik a forgási sebességhez. Hogy illusztráljuk a frekvencia fontosságát, tegyük fel, hogy a gépünk, ami egy 2400 RPM-mel működő ventilátorból és egy 3600 RPM-es szíjhajtású motorból áll, erősen rezeg 2400 CPM-nél (1×ventilátor RPM). Világosan látható, hogy a hiba oka a ventilátor és nem a motor vagy a szíj Ezen egyszerű tények ismeretével, több száz egyéb rezgést okozó probléma kiszűrhető. A tipikusan 1 x RPM-nél jelentkező hibák: egyensúlyozatlanság, excentrikus csiga, tengelybeállítási hiba, tengelygörbület, lazaság, vetemedés (lágy talpazat vagy csőfeszültség), rossz szíjak, (ha a szíj RPM), rezonancia, váltakozó erők vagy elektromos problémák. Így azzal, hogy meghatároztuk, hogy a nagy rezgés 2400 CPM-nél (1× ventilátor RPM) van, a több száz lehetséges okot 10-re csökkentettük. Józan ésszel a lehetséges

okok számát is tovább tudjuk csökkenteni. Először, mivel a frekvencia nincs kapcsolatban a szíjhajtás forgási sebességével (RPM), a szíjproblémák kiszűrhetők a lehetséges okok közül. Másodszor, mivel ez nem egy alternáló mozgást végző gép, mint egy kompresszor vagy egy belső égésű motor, az alternáló erők szintén kizárhatók. Végül, mivel a frekvencia nincs kapcsolatban a hajtómotorral, az elektromos problémák sem jöhetnek szóba. A magas rezgést előidéző okok százait hétre csökkentettük azzal a kis tudással, hogy a rezgés frekvenciája a ventilátor 1×RPM-jénél látható. A rezgésanalízis valójában a hibaokok kizárásának sorozata. További tesztek és mérések a lehetséges okokat tovább szűkíthetik Bár elég nyilvánvalónak tűnik, hogy ismerjük a rezgési frekvenciát, és a frekvenciának a gépalkatrészek forgási sebességéhez való viszonyát, mégis általában ez az első lépés az analízisben.

Természetesen nem minden probléma jelentkezik a gép egyszeres forgási frekvenciáján. Néhány probléma, mint például a lazaság, tengely-beállítási hiba, rezonancia és az alternáló erők a kétszeres, háromszoros néha többszörös forgási frekvencián gerjesztenek rezgéseket. A fogaskerék problémák általában a fogkapcsolódási frekvencián jelentkez-nek, azaz a fogszám a fogaskeréken × a percenkénti fordulatszám / 60 frekvencián. A ventilátorok és szivattyúk aerodinamikai és hidraulikai problémái általában az üzemi fordulatszám és a ventilátor lapátszám, vagy járókerék lapátszám szorzatán jelentkeznek. Tehát nem minden probléma eredményez olyan frekvenciát, ami közvetlenül következik a gép forgási sebességéből. Az áramlás során, vagy a csapágy gördülőelemeinek hibájából keletkezett rezgés jó példa erre. Rezgésamplitúdó Mint azt korábban is említettük, a rezgési frekvencia egy diagnosztikai eszköz,

amely segít azonosítani a specifikus mechanikai és működési hibákat. (Akármennyire szükséges is a frekvencia analízise, a hiba detektálás a rezgés magnitúdójától függ, amit a rezgésamplitúdóval fejezünk ki.) Az amplitúdót kifejezhetjük a következőkkel: elmozdulás, sebesség vagy gyorsulás Elmozdulás- A rezgéselmozdulás egyszerűen az a teljes távolság, amelyet a rezgő rész megtesz az egyik végponttól a másikig. Ezt a távolságot "peak-to-peak (csúcstól-csúcsig) elmozdulás"nak is nevezik A csúcstól-csúcsig elmozdulást általában mikrométerben (mikronban) adják meg, ahol 1 mikrométer = 0.001 milliméter Az ipari forgó gépek mérésére alkalmas elektronikus műszerek nem álltak rendelkezésre az 1940-es évek végéig, 50-es évek elejéig, bár a rezgésvizsgálat jelentőségére és fontosságára már évtizedekkel azelőtt rájöttek. Amíg az elektronikus mérőműszereken be nem vezették, addig a gép rezgéseket

mérő eszközök mechanikus elven működtek és a kis elmozdulásokat mechanikus erősítő egységekkel (karokkal) tették leolvashatóvá. Ezekkel az eszközökkel az egyetlen paraméter, amit mérni lehetett a csúcstól-csúcsig elmozdulás volt. Az lett az eredménye, hogy az első leírásokban és rezgési szabványokban a rezgések egysége elmozdulásban volt megadva. Az elmozduláson alapuló rezgési szabványtáblázat első ízben T.C Rathborne cikkében jelent meg 1939-ben "Rezgési tűrések" címmel a Power Plant Engineering című újságban. Bár a maga nemében egyedülálló volt, a rezgés frekvenciája limitálta felhasználhatóságát. Az a tény, hogy a rezgéserősség az elmozdulástól és a frekvenciától függ, érthetővé válik, ha észrevesszük, hogy a géphibák nagy részét rezgési és kifáradási problémák okozzák. Például nézzük meg mi történik akkor, ha egy darab drótot újra ki és behajlítunk. Végül is fáradás

miatt fog eltörni a hajlítás területén (*ahol az elmozdulás a legkisebb - a fordító megjegyzése). Sok esetben pontosan ez történik a gépalkatrészeknél is; az ismételt hajlítási ciklusoktól nagy rezgési erők keletkeznek. Két módon lehet csökkenteni a kifáradási hibák eléréséhez szükséges időt. Az egyik, hogy csökkentjük a távolságot (elmozdulást), amit a drót hajlik (minél nagyobbat hajlik a drót alkalmanként, annál hamarabb fárad el). A másik, hogy növeljük a percenkénti, vagy másodpercenkénti hajlítások számát. Így a rezgéserősség függ az elmozdulástól és a frekvenciától is. Bár az elmozdulás mérése régóta használatos a gépállapot mérésében, az hogy a frekvenciát is ismerni kell, az elmozdulás mérését kényelmetlenné tette, amikor gépek százain mérések ezreit hajtották végre. A rezgések ráadásul nem mindig egyszerűek, vagy nem csak egy frekvencián jelentkeznek, és az összetettebb esetekben

szinte lehetetlen az elmozdulást használni a gép általános állapotának meghatározásához. Minden rezgéskeltő hozzájárul a gép alkatrészeinek fáradásához, és az általános állapotot csak az összes frekvencia-összetevő számbavételével lehet meghatározni. Ez csak a rezgéssebesség mérésével lehet teljes. Sebesség - A géphibák többségét kifáradási rezgések okozzák. A kifáradáshoz szükséges idő nagyságát a elhajlott tárgy távolsága (elmozdulása) és a kilengés mértéke is meghatározza. Mivel a sebesség az elmozdulás és a frekvencia egyik függvénye a rezgéssebességek mérése szolgáltathatja a kifáradások közvetlen mérését. Sebesség = Elmozdulás × Frekvencia A rezgéssebesség a gépnek vagy alkatrészének mozgási sebessége az oszcilláló mozgás közben. Mivel a tömeg mozog, valamilyen sebességének is kell lennie az elmozdulás és a frekvencia függvényében. A tömeg sebessége állandóan változik A felső

és az alsó állásban a sebesség zérus, a tömegnek egyszer meg kell állnia, mielőtt az ellenkező irányba fordulna. A sebesség akkor éri el a csúcsát, amikor a semleges pozíción megy át. A sebesség ténylegesen a rezgés meghatározója, de mivel állandóan változik mozgása során, a legnagyobb "csúcs" értéket vesszük figyelembe a mérésnél (*Magyarországon az effektív értéket - a fordító megjegyzése). Metrikus rendszerben a sebességet mm/s-ben adjuk meg. A sebességmérésnek a következő előnyei vannak az elmozdulásméréssel szemben:  A sebesség közvetlen mutatója a kifáradásnak, mivel az elmozdulást és a frekvenciát is számításba veszi.  Nem szükséges ismerni a frekvenciát, hogy megbecsüljük a rezgés nagyságát, mivel a frekvencia már része a sebességnek.  Az átlagsebesség mérése a gép általános állapotát mutatja, hogy a rezgés egyszerű-e (egy frekvencia) vagy összetett (több mint egy

frekvencia).  A felsorolt okok miatt lett a rezgéssebesség a rezgésen alapuló gépvizsgálatok ipari szabványa. Figyelmeztetésül: a sebesség nem alkalmazható kizárólagosan abszolút rezgési tűréshatárok létrehozására. Más szavakkal: nincs abszolút rezgésszint határ a folyamatos működés és a kényszerleállás között. A megelőző karbantartási program feladata az, hogy felfedezzük és azonosítsuk a problémákat, a hibák megjelenése előtt, és nem azt nézni, hogy a gép mennyre rezeg. Rezgési gyorsulás- A rezgő test sebessége és gyorsulása állandóan változik. A mozgás utolsó fázisában a sebesség zérus, mivel a pontnak meg kell állnia az irányváltozáshoz. Természetesen minden alkalommal, amikor a tömeg megáll, fel kell gyorsulnia, hogy elérje azt a sebességet, amivel tovább megy a következő határértékig. A rezgési gyorsulás egy másik fontos jellemző a rezgés amplitúdójának és magnitúdó-jának

kifejezéséhez. Valójában a gyorsulás csak a sebesség változását mutatja A rezgő tömeg hullámalak ábrázolására utalva, a gyorsulás akkor éri el a maximumát, vagy csúcsértékét, amikor a sebesség nulla. Ahogy a tömeg sebessége nő a sebességváltozás értéke, vagy a gyorsulás úgy csökken. A semleges pozícióban, ahol a tömeg eléri a maximum, vagy csúcsértékét - a gyorsulás nulla. Amint a tömeg átmegy a semleges helyzeten lassulnia kell, hogy elérje az alsó határértéket. Az alsó határértéknél a sebesség változása (gyorsulás) ismét a csúcsértéken van Mivel a gyorsulás értéke állandóan változik, a gyorsulás maximumát méréssel választjuk ki. A rezgési gyorsulás valójában a rezgéssebesség (mm/s) változásának mértéke, ezért a mértékegysége mm/sec/sec. Nemzetközi egyezmény szerint a gépek rezgéssebességének mértékét g-ben adják meg, ahol g a tengerszintnél jelentkező gravitációs erő által

keltett gyorsulást jelenti. Ezért a 980665 cm/sec/sec, 386.087 in/sec/sec és a 321739 feet/sec/sec mint alap gyorsulási érték lett megállapítva a tengerszintnél lévő gravitációs érték alapján. Mint eredmény az 1-g mért gyorsulás hozzávetőleg 9,81 m/sec2 (386 in/sec/sec). (Megjegyezhetjük, hogy a Föld gravitációs erejének csekély köze van a gép rezgésének amplitúdójához. A mechanikai és/vagy működtetési problémás berendezés a tartózkodási helytől függetlenül fog rezegni; legyen akár a Földön, vagy a gravitációmentes űrben. A rezgési gyorsulás amplitúdójának g-ben történő kifejezése csak a kényelemnek és a könnyebb érthetőségnek köszönhető.) Néhány irányelvnek szüksége van a mért gyorsulás rezgésamplitúdójának g-ben történő megbecsülésére. A gyorsulási mérések becslése hasonlít az elmozdulásmérések becsléséhez, amelyben szükséges tudni a rezgés jellegzetes frekvenciáját. Mikor

használjuk az elmozdulást, a sebességet és a gyorsulást Bár a géphibák nagy része kifáradás , ami közvetlenül következik a sebességből, két másik mechanizmusa is van a géphibáknak. A stressz (nyomás, feszültség, igénybevétel) és az erő Ez a két paraméter közvetlenül kapcsolatban van az elmozdulással és a gyorsulással. A törékenység miatt a gépalkatrészek elrepedhetnek, eltörhetnek ha egy bizonyos határon túl hajlítjuk vagy görbítjük. Az elmozdulás magas amplitúdója okozhatja alapcsavarok, hegesztési varratok vagy beton alapok, talapzatok törését, nem a kifáradás miatt, hanem egyszerűen azért, mert a képlékenységi küszöbön túli hajlítóterhelés érte szerkezetüket. Az igénybevételi hibákban jelentkező magas elmozdulási amplitúdók tipikusan nagyon alacsony frekvencián fordulnak előáltalában 600 CPM (10 Hz) alatt. Tehát azokban az esetekben, amikor előre látható, hogy a frekvencia 600 CPM (10 Hz) alatti

lesz, az elmozdulásmérés ajánlott. Általános szabályként elfogadhatjuk, hogy a kifáradási hibák megközelítően 600 CPM (10 Hz) és 120 000 CPM (2000 Hz) között jelentkeznek. Ezért amikor a rezgési sebességet erre a tartományra becsüljük, a sebességmérés ajánlott. Talán a legegyszerűbb módja, hogy demonstráljuk az erőt (és egyben a gyorsulást) mint a hiba okát, ha a tárgyat megütjük egy kalapáccsal. A behatás nem okozhat jelentős elmozdulást vagy sebességet; de az okozott kár számottevő lehet. Mivel az erő = tömeg × gyorsulás, nyilvánvaló hogy a rezgési gyorsulás egyenesen arányos az erővel; és mivel a gyorsulás csökkenése arányos a frekvencia négyzetével, nagyon nagy erők fordulhatnak elő magas frekvenciákon amellett, hogy az elmozdulási és sebességi amplitúdók egészen alacsonyak lehetnek. A nagy erők általában a gépalkatrészek felszíni deformációját okozzák - fogaskerekek fogainál, csapágyak

gördülőtesteinél. A nagy erők a kenőanyag film megrongálódását is eredményezheti a súrlódás, hőfejlődés és (végső hiba) következtében. A magas frekvenciáknál előforduló rezgési erők fontossága miatt a gyorsulási mérések (g) végzését 120 000 CPM (2000 Hz) felett ajánljuk. Talán a legáltalánosabb magas frekvenciás hibaforrások a fogkapcsolódási frekvenciák a nagy sebességű fogaskerék hajtásoknál. Fázis A frekvencia (Hz/CPM) és az amplitúdó (elmozdulás, sebesség, gyorsulás) mellett a harmadik jellemző, ami szükséges a gép rezgésének leírásához: a fázis. A fázist, tekintettel a rezgésre, úgy definiálják, mint a rezgő rész pozícióját egy adott pillanatban, egy fix ponthoz, vagy másik rezgő elemhez viszonyítva. A fázisnak egy másik meghatározása: a rezgő körnek az a pontja, ahol egy rész vagy egy tárgy egy másik részhez viszonyítva mozog. A fázis fogalma gyakran megzavarja a kezdőket a rezgés

detektálásban, analízisben; bár praktikus szempontból a fázis egyszerűen egy megfelelő maghatározása két egység vagy rezgő rendszer relatív mozgásának. A fázis egysége a fok, ahol egy teljes rezgési kör 360°-kal egyenlő Ahhoz, hogy bemutassuk a fázist, vegyünk két rezgő tömeget azonos amplitúdóval és frekvenciával. Amíg az A tömeg a felső ponton található, készen a lefelé induló mozgásra, addig ugyanabban a pillanatban B tömeg az alsó ponton található, készen a felfelé irányuló mozgásra. A fázis ennek az összehasonlításnak a kifejezésére szolgál. A két tömeg egyszeri körülfogását ábrázolva látható, hogy a csúcsok pontjai fél körrel, vagy 180°-kal vannak elválasztva. A két tömeg 180°-os fáziseltérésben van. A fázis jelentősége Általában a rutinellenőrzések, vagy a megelőző karbantartási program vizsgáló szakasza során nem veszünk fel fázisjeleket. Amikor a hibákat kimutattuk az összehasonlító

fázismérés értékes információkat adhat a speciális problémák helyének meghatározásában. Használható az olyan problémák megkülönböztetésére mint: egyensúlyozatlanság, tengelygörbeség, tengelykapcsolóés csapágybeállítási hiba, lazaság, torzulás a puha alapozástól és a csőfeszültségtől, rezonancia, váltakozó erők, excentrikus csigák vagy fogaskerekek. A különböző gépalkatrészek relatív mozgásának meghatározása a lehetséges hibák listáját nagy mértékben lecsökkentheti. Sok mód van a géprezgések fázisának vizsgálatára, a kapható rezgésanalitikai műszerek fajtájától függően. Két fő fázismérési eljárás létezik, amit a hordozható analizátorok és adatgyűjtők alkalmaznak: stroboszkóp lámpás és digitális fázisszög kijelzős (referencia inputból). A fázismérés nem csak a relatív mozgás meghatározásához fontos eszköz, de az egyensúlyozásnak is alapvető eszköze. Irodalom: 1.Rathborne, TC:

Vibration Tolerances, Power Plant Engineering, 1939 november 2.Berry, James E: Technical Associates of Charlotte, Inc; Charlotte, NC; Vibration Signature Analysis I. Copyright 1993 3.International Standards Organisation, ISO Standard 2372, Mechanical Vibrations Of Machines With Operating Speeds From 10 to 200 Rev/Sec- Basis For Specifying Evaluation Standards, 1974 4.International Standards Organisation, ISO Standard 2954, Requirements For Instruments For Measuring Machinery Vibration, 1974