FI95837C - Procedure for measuring vibration - Google Patents

Procedure for measuring vibration Download PDF

Info

Publication number
FI95837C
FI95837C FI945237A FI945237A FI95837C FI 95837 C FI95837 C FI 95837C FI 945237 A FI945237 A FI 945237A FI 945237 A FI945237 A FI 945237A FI 95837 C FI95837 C FI 95837C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
signal
time
acceleration
values
curve
Prior art date
Application number
FI945237A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI95837B (en
FI945237A0 (en
Inventor
Sulo Olavi Lahdelma
Original Assignee
Insinoeoeritoimisto Mitsol Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Insinoeoeritoimisto Mitsol Oy filed Critical Insinoeoeritoimisto Mitsol Oy
Priority to FI945237A priority Critical patent/FI95837C/en
Publication of FI945237A0 publication Critical patent/FI945237A0/en
Publication of FI95837B publication Critical patent/FI95837B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI95837C publication Critical patent/FI95837C/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

9583795837

MENETELMÄ VÄRÄHTELYJEN MITTAAMISEKSI FÖRFARANDE FÖR MÄTNING AV VTBRATIONENMETHOD OF MEASUREMENT OF VIBRATIONS FÖRFARANDE FÖR MÄTNING AV VTBRATIONEN

Tämän keksinnön kohteena on menetelmä värähtelyjen mittaamiseksi, jossa anturilta tule-S vaa signaalia käsitellään sekä sitä derivoidaan ja sitä integroidaan ajan suhteen sähköisiä tai mekaanisia laitteita käyttäen. Tarkoituksena on muodostaa eriasteisten yleistettyjen aikaderivaattojen ja yleistettyjen aikaintegraalien tehollisarvojen painotettu summa, kun niiden asteluku on erisuuri kuin kokonaisluku ts. suljetaan pois tavanomaiset aikaderivaatat ja ai-kaintegraalit.The present invention relates to a method for measuring oscillations, in which the signal from the sensor is processed, derivatized and integrated with respect to time using electrical or mechanical devices. The purpose is to form a weighted sum of the rms values of generalized time derivatives of different degrees and generalized time integrals when their degree is different from the integer, i.e., conventional time derivatives and time integrals are excluded.

1010

Perinteisesti värähtelyjen mittauksissa on rajoituttu x, x, x eli siirtymän nopeuden ja kiihtyvyyden tehollisarvojen tai maksimiarvojen käyttöön [1], Laakerivikoja tutkittaessa on käytetty kiihtyvyyden aikaderivaattaa x‘paremman signaalin kohinasuhteen aikaansaamiseksi [2], Tunnetaan myös menetelmä [3], jossa signaalista muodostetaan eriasteisia paino-15 tettuja tehollisarvoja, joihin sisältyy myös kiihtyvyyden ensimmäistä aikaderivaattaa kor- kemapiasteisten siirtymän tavanomaisten aikaderivaattojen x^, jossa n on kokonaisluku, painotettuja tehollisarvoja sekä painotettuja tehollisarvoja, jotka saadaan integroimalla siirtymää haluttuja kertoja ajan suhteen, kun integroidun siirtymäsignaalin x astelukua ' kuvaava indeksi m on kokonaisluku eli kyseessä on tavanomainen integrointi. Lisäksi pa- 20 tenttihakemuksessa [4] esitetään menetelmä, jossa signaalista muodostetaan myös siirtymän minkä tahansa asteisen aikaderivaatan painotettuja maksimiarvoja, joiden asteluku on eri kuin siirtymän, nopeuden, kiihtyvyyden tai sen ensimmäisen aikaderivaatan sekä painotettuja maksimiarvoja, jotka saadaan siirtymän minkä tahansa asteisen aikaintegraalin avulla.Traditionally, measurements of oscillations have been limited to x, x, x, i.e. the use of rms or maximum values of displacement speed and acceleration [1]. Acceleration time derivative x'has been used to study a better signal-to-noise ratio [2]. A method is also known [3] weighted rms values, which also include the first time derivative of the acceleration, the weighted rms values of the conventional time derivatives x 1 of the higher-degree displacement, where n is an integer, and the weighted rms values obtained by integrating the displacement induced by the desired times is an integer, that is, it is a normal integration. In addition, the patent application [4] discloses a method in which the signal is also formed into weighted maximum values of a time derivative of any degree different from the transition, velocity, acceleration or its first time derivative, and weighted maximum values obtained by a time integral of any degree.

2525

Tunnetuissa tehollisarvojen mittauksissa on puutteena se, että niitä käytettäessä päädytään täysin virheelliseen tulokseen silloin, kun joudutaan suorittamaan mittauksia sellaisilla taajuusalueilla, joilla koneiden sallitut värähteytasot [5] eivät ole vakioita minkään tavanomai- 2 95837 sen aikaderivaatan tai minkään tavanomaisen aikaintegraalin suhteen. Maksimiarvomittaus-ten sovellutusalue rajoittuu puolestaan iskumaisten ilmiöiden mittaamiseen, jolloin päädytään vääriin tuloksiin koneiden kuntoa arvioitaessa, kun on kyse harmonisista tai satunnais-värähtelyistä. Kyseisen ongelman uudelle ratkaisulle on tunnusomaista se, mitä ilmenee 5 patenttivaatimuksen tunnusmerkkiosasta.A disadvantage of the known rms measurements is that they lead to a completely erroneous result when measurements have to be made in frequency ranges where the permissible vibration levels [5] of the machines are not constant for any conventional 2 95837 time derivative or any conventional time integral. The scope of application of maximum value measurements, in turn, is limited to the measurement of impact phenomena, which leads to erroneous results when assessing the condition of machines in the case of harmonic or random oscillations. The new solution to this problem is characterized by what appears from the characterizing part of claim 5.

Seuraavassa keksintöä kuvataan yksityiskohtaisesti viittaamalla kuvioihin, joissaThe invention will now be described in detail with reference to the figures, in which

Kuvio 1 esittää eräitä teollisuudessa käytettyjä värähtelyn voimakkuuden arvostelukäy-10 rästöjä [5], 1, 2, 3, 4 ovat siirtymän, 5, 6, 7, 8 ovat nopeuden ja 9, 10, 11, 12 ovat kiihtyvyden voimakkuuden arvostelemiseen tarkoitettuja käyriä, joissa värähtelyn voimakkuus on pystyakselilla ja taajuus on vaaka-akselilla.Figure 1 shows some of the vibration intensity evaluation curves used in industry [5], 1, 2, 3, 4 are the displacement curves, 5, 6, 7, 8 are the speed curves and 9, 10, 11, 12 are the acceleration intensity evaluation curves, where the intensity of the oscillation is on the vertical axis and the frequency is on the horizontal axis.

Kuvio 2 13 esittää anturia, josta signaali johdetaan mittalaitteeseen 14, joka suorittaa 15 signaalin käsittelyn.Fig. 2 13 shows a sensor from which the signal is fed to a measuring device 14 which performs signal processing.

3 4 (4 51294213 4 (4 5129421

Kuvio 3 15 esittää logantmiasteikolle välille 4 x 10 Hz - 10 Hz piirrettyä xv ‘ ’ käyrää, joka vastaa kuvion 1 mukaista käyrän 12 osaa mainitulla taajuusalueella.Fig. 3 15 shows an xv ′ ′ curve plotted on a logantine scale between 4 x 10 Hz and 10 Hz, corresponding to a part of the curve 12 according to Fig. 1 in said frequency range.

Tätä käyrän osaa on merkitty 16.This part of the curve is marked 16.

2020

Keksinnön mukainen menetelmä perustuu oivallukseen, että vaikka mikään siirtymän tavanomaisista aikderivaatoista tai aikaintegraaleista ei ole vakio jollakin taajuusalueella, niin jokin siirtymän yleistetyistä aikaderivaatoista tai yleistetyistä aikaintegraaleista voi silti olla vakio kyseisellä taajuusalueella. Tätä tietoa käyttäen värähtelyn voimakkuuden arvostelu 25 helpottuu ratkaisevasti ja samalla voidaan, kuten alan ammattimies helposti huomaa, soveltaa yksinkertaisia tehollisarvomittauksia värähtelyn voimakkuuden arvostelemiseen.The method according to the invention is based on the realization that although none of the conventional time derivatives or time integrals of a transition is constant in a frequency range, one of the generalized time derivatives or generalized time integrals of the transition may still be constant in that frequency range. Using this information, the evaluation of the vibration intensity 25 is decisively facilitated and at the same time, as will be readily appreciated by one skilled in the art, simple rms measurements can be applied to evaluate the vibration intensity.

Yleistetyn derivaatan x^ spektrin komponentti x/°^ saadaan lausekkeesta «The component x / ° ^ of the spectrum of the generalized derivative x ^ is obtained from the expression «

IIII

3 95837 x,(a) = (2πίί)αχ,, (1) jossa χ, on siirtymäspektrin i:s komponentti, fj on sen taajuus ja reaaliluku a > 0. Vastaavasti yleistetyn aikaintegraalin x^a spektrin komponentti x/a saadaan lausekkeesta 53 95837 x, (a) = (2πίί) αχ ,, (1) where χ, is the i-th component of the transition spectrum, fj is its frequency and the real number a> 0. Correspondingly, the spectral component x / a of the generalized time integral x ^ a is obtained from 5

Ia , ^ xi = ( Γ-r) xi . (2)Ia, ^ xi = (Γ-r) xi. (2)

Se, että edellä käytettiin lähtökohtana siirtymäspektriä, ei ole mitenkään rajoittava tekijä. Periaatteessa oltaisiin voitu yhtä hyvin lähteä liikkeelle nopeus- tai kiihtyvyysanturin antamasta signaaleista, jolloin lähtökohtana olisi ollut vastaavasti nopeus- tai kiihtyvyysspektri.The fact that the transition spectrum was used as a starting point above is by no means a limiting factor. In principle, it would have been equally possible to start from the signals given by the speed or acceleration sensor, in which case the starting point would have been the speed or acceleration spectrum, respectively.

10 Yleistettyjen aikaderivaattojen tai yleistettyjen aikaintegraalien tehollisarvot voidaan määrittää, joko suoraan analogiapiirejä käyttäen tai käyttämällä apuna taajuusanalyysia. Seu-raavassa tarkastellaan keksinnön perusteita käytännön esimerkin valossa.10 The rms values of generalized time derivatives or generalized time integrals can be determined, either directly using analog circuits or with the aid of frequency analysis. The following is a review of the principles of the invention in the light of a practical example.

Mikäli halutaan tehdä kuvion 1 käyrän 12 mukaiset kiihtyvyysmittaukset taajuusalueella 3 4 2 15 4 x 10 Hz - 10 Hz, niin havaitaan, että kiihtyvyysarvot yksikössä G (=9.80665 m/s ), jotka sallitaan, alenevat 1 G -> 10"1 G eli yksi kymmenesosaan, eivätkä eri taajuuksilla esiintyvät kiihtyvyystasot ole vikojen vaarallisuusasteen kannalta samanarvoisia puheena 3 3 olevalla taajuusalueella. Taajuudella 4x10 Hz 1 G:tä vastaa jerkin arvo 246468 m/s ja 4 3 taajuudella 10 Hz 0.1 G:tä vastaa jerkin arvo 61617 m/s . Näin ollen käyrän 12 mukainen 3 4 (4) (5) 20 jerkin arvo ei ole vakio välillä 4 x 10 Hz -10 Hz. Vastaava tilanne on x ja x koh-·; dalla.If it is desired to make acceleration measurements according to curve 12 in Figure 1 in the frequency range 3 4 2 15 4 x 10 Hz - 10 Hz, then it is observed that the acceleration values in G (= 9.80665 m / s) that are allowed decrease by 1 G -> 10 "1 G i.e. one to one tenth, and the acceleration levels at different frequencies are not equivalent in terms of the degree of hazard in the frequency range 3 3 in question. Thus, the value of 3 4 (4) (5) 20 jerks according to curve 12 is not constant between 4 x 10 Hz and 10 Hz, and the corresponding situation is at x and x.

Mikäli otetaan käyttöön yleistetty derivaatta x^ = χ(4·512942) ^ niin sen arvot säilyvät 3 4 vakiona koko taajuusalueella 4x10 Hz - 10 Hz, kun kiihtyvyysarvot alenevat käyrän 12 4 95837 mukaisesti G —> 0.1 G. Tämä käy ilmi seuraavista laskelmista, x^ = χ(4512942) ^oa 1.119613773 x 1012 m/sa vastaava pystyrivillä A olevat kiihtyvyysarvot, jotka on laskettu 500 Hz välein ja ne ovat täysin sopusoinnussa pystyrivillä B olevien kiihtyvyysarvojen kanssa, mitkä on määritetty analyyttisesti käyrän 12 avulla.If the generalized derivative x ^ = χ (4 · 512942) ^ is used, then its values remain constant 3 4 in the whole frequency range 4x10 Hz - 10 Hz, when the acceleration values decrease according to the curve 12 4 95837 G -> 0.1 G. This can be seen from the following calculations, x ^ = χ (4512942) ^ oa 1.119613773 x 1012 m / s corresponding to the acceleration values in vertical row A calculated at 500 Hz intervals and fully consistent with the acceleration values in vertical row B as determined analytically by curve 12.

55

A BA B

Hz 1012 m/sa m/s2 m/s2 4000 1.119613773 9.80665 9.80665 4500 " 7.294195 7.294195 10 5000 ” 5.59747 5.59747 5500 ” 4.40529 4.40529 6000 ” 3.54008 3.54008 6500 ” 2.89507 2.89507 7000 ” 2.40315 2.40315 15 7500 ” 2.02062 2.02062 8000 ” 1.71811 1.71811 8500 ” 1.47532 1.47532 9000 ” 1.27793 1.27793 9500 ” 1.11558 1.11558 20 10000 ” 0.980665 0.980665 (4 512942)Hz 1012 m / s m / s2 m / s2 4000 1.119613773 9.80665 9.80665 4500 "7.294195 7.294195 10 5000” 5.59747 5.59747 5500 ”4.40529 4.40529 6000” 3.54008 3.54008 6500 ”2.89507 2.89507 7000” 2.40315 2.40315 15 7500 ”2.040 ”1.47532 1.47532 9000” 1.27793 1.27793 9500 ”1.11558 1.11558 20 10000” 0.980665 0.980665 (4 512942)

Kuvioon 3 on piirretty x -käyrä eli käyrä 15 ja kuvion 1 mukainen käyrän 12 3 4 osanen eli käyrä 16 välille 4x10 Hz-10 Hz käyttäen logaritmista asteikkoa. Vikojen ; · vaarallisuuden kannalta käyrät 15 ja 16 sisältävät saman informaation. Merkittävänä etuna 25 käyrän 15 kohdalla on se, että sen arvot eivät riipu taajuudesta, jolloin värähtelyjen voimakkuuden tulkitseminen helpottuu ratkaisevasti ja jolloin voidaan käyttää yksinkertaisia χ(4.512942) ^ tehollisarvon mittauksia. Analogisella tavalla voidaan osoittaa χΙα tarpeellisuus värähtelyn voimakkuutta arvioitaessa.Figure 3 shows an x-curve, i.e. curve 15, and a part of curve 12 3 4 according to Figure 1, i.e. curve 16, between 4x10 Hz and 10 Hz using a logarithmic scale. Faults; · For hazards, curves 15 and 16 contain the same information. A significant advantage of the curve 15 at 15 is that its values do not depend on the frequency, whereby the interpretation of the intensity of the oscillations is decisively facilitated and simple measurements of the rms value of χ (4.512942) ^ can be used. In an analogous way, the need for χΙα can be demonstrated when estimating the intensity of the oscillation.

li 95837 sli 95837 s

Kun muodostetaan siirtymän aikaderivaattojen x^ ja siirtymän aikaintegraalien χΙα , jossa a voi olla mikä tahansa positiivinen ei kokonaislukuarvoja saava reaaliluku, painotettujen tehollisarvojen summa S, saadaan yksi lukuarvo, jota voidaan käyttää koneiden kunnon arvioimisessa niillä taajuusalueilla, joilla mikään tavanomaisista aikaderivaatoista tai tavan-5 omaisista aikaintegraaleista ei ole vakio vikojen vaarallisuusasteen suhteen, mutta joilla näin on asianlaita yleistettyjen aikaderivaattojen x^ ja yleistettyjen aikaintegraalien x^a suhteen. Painokertoimet voidaan määrittää kokeellisesti tai laskemalla. Niiden avulla saadaan eri mittausparametrien avulla saadut tehollisarvot vikojen vaarallisuusasteen suhteen paremmin yhteismitallisiksi.When the sum of the weighted rms values of the transition time derivatives x 1 and the transition time integrals χΙα, where a can be any positive non-integer real value, is formed, one numerical value is obtained that can be used to estimate the condition of machines in the frequency ranges with any of the conventional the time integrals are not constant with respect to the degree of hazard of the faults, but are so with respect to the generalized time derivatives x ^ and the generalized time integrals x ^ a. Weighting factors can be determined experimentally or by calculation. They make the rms values obtained with different measurement parameters more common in terms of the degree of hazard of the faults.

95837 695837 6

VIITEJULKAISUJA - ANFÖRDA PUBLIKATIONERREFERENCE PUBLICATIONS - ANFÖRDA PUBLIKATIONER

1. LAHDELMA S., Värähtelyvalvonnan menetelmät ja mittalaitteet. Helsinki 1988. Insi-nöörijäijestöjen Koulutukeskus, Julkaisu 83-88, Systemaattinen käytön-ja kunnonvalvonta. 7 s.1. LAHDELMA S., Methods and measuring devices for vibration monitoring. Helsinki 1988. Insi-nöörijäijestojen Koulutukeskus, Publication 83-88, Systematic use and condition monitoring. 7 s.

2. SMITH, J.D., Vibration monitoring of bearings at low speeds. Tribology international 15 (June 1982) 3, s. 139-144.2. SMITH, J.D., Vibration monitoring of bearings at low speeds. Tribology international 15 (June 1982) 3, pp. 139-144.

3. Pat. SF. 91327. Menetelmä värähtelyjen voimakkuuden mittaamiseksi. Insinööritoimisto Mitsol Oy, Finland. (Sulo Lahdelma). App. 922395, 26.05.1992. (28.02.1994). 15 p.3. Pat. SF. 91327. Method for measuring the intensity of vibrations. Insinööritoimisto Mitsol Oy, Finland. (Sulo Lahdelma). App. 922395, 26.05.1992. (28.02.1994). 15 p.

4. Patenttihakemus nro 944590.4. Patent Application No. 944590.

5. BOYCE, MP., How to achieve online availability of centrifugal compressors. Chemical Engineering 85 (June 5 1978) 13, s. 115-127.5. BOYCE, MP., How to achieve online availability of centrifugal compressors. Chemical Engineering 85 (June 5 1978) 13, pp. 115-127.

6. VDI2056 Beurteilungsmasstäbe fur mechanische Schwingungen von Maschinen. VDI-RICHTLINEN, Oktober 1964. 12 s.6. VDI2056 Inurteilungsmasstäbe fur mechanische Schwingungen von Maschinen. VDI-RICHTLINEN, October 1964. 12 p.

7. ISO 2372 Mechanical vibration of machines with operating speeds from 10 to 200 rev/s-Basis for specifying evalution standards. International Standard, First edition-1974-11-01.7. ISO 2372 Mechanical vibration of machines with operating speeds from 10 to 200 rev / s-Basis for specifying evalution standards. International Standard, First edition-1974-11-01.

9 s.9 s.

« li«Li

Claims (1)

95837 PATENTTIVAATIMUS Menetelmä värähtelyjen mittaamiseksi, jossa anturilta (13) tulevaa signaalia käsitellään sekä sitä derivoidaan ja sitä integroidaan ajan suhteen sähköisiä (14) tai mekaanisia laitteita käyttäen eriasteisten painotettujen tehollisarvojen aikaansaamiseksi, tunnettu siitä, että signaalista muodostetaan siirtymän yleistettyjen aikaderivaattojen ja siirtymän yleistettyjen aikaintegraali-en, joiden asteluku on erisuuri kuin kokonaisluku, painotettuja tehollisarvoja. •« 95837 Förfarande för mätning av vibrationer, vid vilket en signal som kommer frän en givare (13) be-handlas samt deriveras och integreras beträfFande tiden med utnyttjande av elekrtoniska (M) eller mekaniska apparater för att fa till stand viktade efFektvärden av olika grad, känne-t e c k n a t därav, att av signalen bildas viktade efFektvärden av förskjutningens allmänna tidsderivator och av förskjutninges allmänna tidsintegraler,vilkas grad är olik än ett heltat. 1 11 ·95837 CLAIMS A method for measuring oscillations, in which a signal from a sensor (13) is processed, derivatized and integrated with time using electrical (14) or mechanical devices to obtain weighted rms values of varying degrees, characterized in that the signal is transformed into , with a degree different from the integer, weighted rms values. • «95837 For the purpose of vibration, for which the signal is provided by a commercial device (13) without the use of a single derivative and with an integral part of the electronic (M) or mechanical apparatus for a stand-by type of effect , känne-t ecknat därav, att av signalen bildas viktade efFektvärden av förskjutningens allmänna tidsderivator och av förskjutninges allmänna tidsintegraler, vilkas grad är olik än et heltat. 1 11 ·
FI945237A 1994-11-08 1994-11-08 Procedure for measuring vibration FI95837C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI945237A FI95837C (en) 1994-11-08 1994-11-08 Procedure for measuring vibration

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI945237A FI95837C (en) 1994-11-08 1994-11-08 Procedure for measuring vibration
FI945237 1994-11-08

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI945237A0 FI945237A0 (en) 1994-11-08
FI95837B FI95837B (en) 1995-12-15
FI95837C true FI95837C (en) 1996-03-25

Family

ID=8541747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI945237A FI95837C (en) 1994-11-08 1994-11-08 Procedure for measuring vibration

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI95837C (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI95837B (en) 1995-12-15
FI945237A0 (en) 1994-11-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Feldbusch et al. Vibration analysis using mobile devices (smartphones or tablets)
CA1311542C (en) Method of operating a machine for the stress relief of workpieces by vibration
EP3432036A1 (en) Seismic sensor and earthquake detection method
US4078434A (en) Method and apparatus for determining the parameters of natural vibration of a system
FI95837C (en) Procedure for measuring vibration
CN109085375A (en) A kind of the key phase pulse signal monitoring method and device of rotating machinery
CN108414217B (en) Gear box noise test system
JPH0915106A (en) Soundness evaluation system for block structure
FI94558B (en) Method for measuring impact phenomena
JPH08278230A (en) Method for identifying oscillation and vibration of crank shaft
JPH11256441A (en) Method of and apparatus for detecting periodical defect in test piece moving in longitudinal direction
Subekti et al. Preventive maintenance of taper bearing using Arduino in the application of industry 4.0
JPH09178546A (en) Damage detector for belt
CN109850713A (en) A kind of elevator detection method, device, system, equipment and storage medium
SU1273850A1 (en) Method of detecting flaws in squirrel-cage winding of rotor of induction electric motor
Ganeriwala et al. Using operating deflection shapes to detect faults in rotating equipment
CN107356319A (en) A kind of dual-polarization state optical fiber vibration sensing Time-Domain Detection Method
RU2546983C2 (en) Method for determining dynamic errors of micromechanical inertial sensors and inertial measurement modules on their basis
Chen et al. A Method for Diagnosing the Performance of the Dropping Mechanism in the High-Precision Absolute Gravimeter
Smith Rolling Element Bearing Diagnostics with Lasers, Microphones and Accelerometers
SU1476304A2 (en) Method of determining irregularity of filament
CN110414398A (en) A kind of periodic detection method of vibrating controller random signal
SU528510A1 (en) Accelerometer vibration test method
JPH06300826A (en) Motor inspecting apparatus
SU1723482A2 (en) Device for testing condition of rolling bearings

Legal Events

Date Code Title Description
BB Publication of examined application
MA Patent expired