Полигармоническая вибрация и Гармоническая вибрация
1 Вибрация это колебательное движение тела относительно положения равновесия. Количество полных колебаний в единицу времени называется частотой.
Частота измеряется в Герцах (Гц или Hz). Применяются кратные килоГерц (кГц) и очень редко МегаГерц (МГц).
Вибрация, которая состоит из одной частотной составляющей, называется моногармонической (гармоническая). На практике более часто встречается полигармонический сигнал, сигнал имеющий большое число частотных составляющих, при этом принято говорить о полосе частот.
2 Для количественной оценки вибрации применяют следующие значения:
двойная амплитуда - размах колебаний, применяется для оценки, когда смещение деталей машин является критическим с точки зрения допустимых механических напряжений и зазоров;
среднее квадратическое значение - соответствует колебательной энергии, характеризует разрушительное действие колебаний.
Другие значения - пиковое и среднее, редко применяются в современной виброметрии.
Ранее изложенное, для гармонической вибрации изображено на графике ниже.
Для полигармонической вибрации изображено далее.
3 Ранее при изучении вибрации, рассматривалось механическое движение - вибросмещение объекта.
Очевидно, что оно не может быть единственным параметром вибрации.
Не менее применимы для изучения - виброскорость и виброускорение.
Виброскорость - производная по времени от вибросмещения. Характеризует колебательную мощность
P=m*v,
где P, m, v - мощность, масса объекта, скорость механического колебания, соответственно.
Виброускорение - в свою очередь, производная по времени от виброскорости. Характеризует инерционную силу, которая воздействует на объект при вибрации
F=m*a,
где F, a - инерционная сила и виброускорение, соответственно.
В практике измерения вибрации применяют единицы: мкм, мм/с, м/с2(иногда - g, 1g=9,8м/с2) для вибросмешения, виброскорости и виброускорения, соответственно.
Вибросмещение (виброперемещение) измеряется при низкочастотной вибрации с верхней границей частотных составляющих 100-200 Гц. Эти измерения актуальны в строительной виброакустике, при проведении балансировки роторов, при исследовании машин с малыми зазорами между узлами и деталями, при исследовании упругих деформаций и прогнозе усталостных разрушений.
Виброускорение измеряется при наличии широкополосной вибрации, в диапазоне 100 -10000 Гц. Применяется при виброакустической диагностике.
Виброскорость, самый "измеряемый" параметр вибрации. Причина в том, что он характеризует колебательную энергию. Амплитуда составляющих виброскорости в достаточно широкой полосе частот (10-1000 Гц) равномерна, что упрощает измерение и повышает достоверность. По уровню виброскорости определяют техническое состояние машин, их узлов и деталей. Кроме того, виброскорость измеряется в промышленной санитарии.
Примечание: двойную амплитуду правильнее ( по ГОСТу) называть размахом, т.е. размах виброперемещения, размах виброскорости и размах виброускорения. Два последних применяются очень редко.