Phương pháp kiểm tra độ rung

Trong quá trình phát triển sản phẩm mới hoặc xây dựng cấu trúc mới, việc đảm bảo rằng chúng đáp ứng các kỳ vọng của người sử dụng cuối cùng là một yếu tố quan trọng. Chúng phải có khả năng chịu đựng áp lực hàng ngày từ việc thực hiện các chức năng dự kiến thông thường và tuân thủ các tiêu chuẩn chất lượng quan trọng. Đồng thời, bạn cũng cần có khả năng theo dõi liên tục tình trạng của chúng để đảm bảo khả năng sử dụng lâu dài. Phương pháp kiểm tra độ rung là một trong những phương pháp hiệu quả nhất để đánh giá sức khỏe và độ bền của các thành phần, bất kể có kích thước nhỏ như các bộ phận máy riêng lẻ hay lớn như vệ tinh và cụm xe. Thông qua việc thực hiện kiểm tra độ rung, bạn có thể xác định và định vị các lỗi có thể xuất hiện trong các bộ phận này, tìm hiểu cách các loại vật liệu khác nhau phản ứng dưới áp lực của môi trường và đảm bảo rằng sản phẩm được thiết kế và sản xuất để hoạt động một cách ổn định trong môi trường hoạt động cụ thể của nó. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cung cấp thông tin chi tiết về độ rung và hướng dẫn về cách thực hiện kiểm tra độ rung, bao gồm cả các công cụ có thể cần thiết để thực hiện quy trình này một cách hiệu quả.

Rung động là gì?

Rung động là một hiện tượng vật lý tự nhiên mà mọi vật thể, bao gồm cả các thiết bị cơ khí và các cấu trúc vững chắc, có thể trải qua. Ví dụ, các tòa nhà thường chịu đựng rung động khi chúng phải đối mặt với các lực ngoại tác như động đất và gió. Điều này dẫn đến sự biến đổi và dao động của các phần tử cấu trúc. Sự rung động cũng xuất hiện trong thế giới tự nhiên và trong các hệ thống sống. Sinh vật cũng có thể trải qua sự rung động khi chúng tương tác với các yếu tố ngoại lực như sự va chạm hoặc áp lực. Điều này có thể dẫn đến biến đổi và dao động trong các cơ quan và tế bào của sinh vật. Về cơ bản, rung động là sự thay đổi hoặc dao động của các phần tử vật lý hoặc cơ bản của các hệ thống do tác động của các lực ngoại tác, và nó có thể ảnh hưởng đến tính chất và hiệu suất của các vật thể và hệ thống này.

Các loại rung động

Rung động tự do

Rung động tự do là hiện tượng xảy ra khi một vật thể phản ứng tự nhiên với lực quán tính và tạo ra sự biến đổi trong năng lượng của nó. Thường, sự rung động này xuất hiện khi một hệ thống hoặc vật thể bị làm chệch khỏi trạng thái cân bằng và sau đó tự động quay trở lại trạng thái cân bằng ban đầu. Ví dụ dễ thấy về rung động tự do là cách con lắc con quay hoạt động sau khi được kéo lên và thả xuống. Tùy thuộc vào điều kiện ban đầu, rung động có thể kéo dài một thời gian ngắn hoặc lâu dài.

Rung cưỡng bức

Rung cưỡng bức xuất hiện khi một lực ngoại tác tác động vào một hệ thống cơ học hoặc kết cấu và làm thay đổi trạng thái hoặc cấu trúc của nó. Ví dụ rõ ràng về rung động cưỡng bức là khi một tòa nhà phải đối mặt với động đất. Trong trường hợp này, tòa nhà vẫn duy trì tần số của rung động ban đầu cho đến khi năng lượng của nó bị thay đổi một cách cưỡng bức do tác động của động đất. Rung động cưỡng bức có thể gây hỏng hóc và thiệt hại nghiêm trọng đối với các cấu trúc.

Rung động tắt dần

Rung động tắt dần xảy ra khi các lực như lực hấp dẫn hoặc ma sát bắt đầu tác động lên hệ thống rung động và dần dần làm giảm và dẫn đến dừng các dao động cưỡng bức. Điều này thường được thực hiện thông qua việc sử dụng các bộ giảm rung hoặc cơ chế tương tự. Ví dụ, trong ngành công nghiệp ô tô, bộ giảm xóc được tích hợp để hấp thụ và làm giảm rung động khi lái xe trên các bề mặt không đồng đều. Kiểm tra và đánh giá rung động giảm chấn đóng vai trò quan trọng trong đảm bảo rằng các sản phẩm và hệ thống đáp ứng các yêu cầu và tiêu chuẩn kỹ thuật, đồng thời đảm bảo tính an toàn và hiệu suất của chúng.

Các thông số đo được của rung động

Kiểm tra độ rung đòi hỏi việc phân tích nhiều tham số quan trọng trong miền tần số để đánh giá tình trạng của đối tượng kiểm tra. Dưới đây là mô tả chi tiết về ba tham số quan trọng này:

• Vận tốc: Vận tốc đo lường tốc độ chuyển động của một vật theo một hướng cụ thể trong khoảng thời gian thử nghiệm. Đây là một thông số quan trọng trong việc đánh giá tác động của rung động, đặc biệt là đối với khả năng gây hỏng và hỏng hóc của các thành phần cơ học hoặc cấu trúc. Đối với kiểm tra rung động, vận tốc thường được quan tâm ở cả tần số thấp và cao, vì nó cung cấp thông tin về mức độ dao động của đối tượng và khả năng phá hủy do rung động.

• Gia tốc: Gia tốc đo lường tốc độ thay đổi của vận tốc của một vật theo một hướng cụ thể trong khoảng thời gian nhất định. Phép đo gia tốc thường được thực hiện hiệu quả trong các thử nghiệm rung động tần số cao, vì nó có khả năng nhấn mạnh vào tần số cao hơn và cung cấp thông tin quan trọng về độ mạnh của rung động. Gia tốc có thể được chuyển đổi thành vận tốc hoặc chuyển vị để cung cấp thông tin chi tiết hơn về đối tượng kiểm tra và mức độ tác động của rung động lên nó.
• Độ dịch chuyển: Độ dịch chuyển đo lường khoảng cách mà một điểm hoặc điểm đo đã di chuyển trong khoảng thời gian thử nghiệm. Khác với khả năng tăng tốc, độ dịch chuyển thường được ưu tiên trong việc đánh giá rung động ở tần số thấp hơn. Nó chủ yếu hữu ích cho việc đánh giá các biến đổi rộng hơn và kiểm tra tác động rung động lên cấu trúc hoặc thiết bị trong tần số thấp, nhưng cũng có thể cung cấp thông tin quan trọng về tình trạng và hiệu suất của đối tượng kiểm tra.

Ngoài những thông số đã nêu trước đó, còn có những đặc tính rung động quan trọng khác mà cần đo lường, bao gồm:

• Cường độ: Cường độ rung động đo khoảng cách mà một vật thể di chuyển từ vị trí đứng yên trong quá trình rung. Để xác định cường độ, chúng ta thường phân tích biên độ của rung động. Cường độ là một tham số quan trọng để đánh giá mức độ biến đổi và tác động của rung động lên đối tượng.
• Tính tuần hoàn: Tính tuần hoàn đo số lần mà mô hình biên độ của sóng lặp lại trong một khoảng thời gian xác định. Để xác định tính tuần hoàn, chúng ta thường phân tích tần số sóng của rung động. Tính tuần hoàn cung cấp thông tin về cách mà một mô hình rung động lặp lại và có thể ảnh hưởng đến hiệu suất và ổn định của đối tượng kiểm tra.
• Cộng hưởng: Cộng hưởng xảy ra khi lực tác động lên đối tượng kiểm tra dao động ở cùng tần số với tần số tự nhiên của đối tượng. Sự cộng hưởng này có thể dẫn đến việc truyền lượng năng lượng tối đa vào đối tượng kiểm tra, và điều này có thể làm lộ ra giới hạn của đối tượng kiểm tra. Sự hiểu biết về cộng hưởng là quan trọng để xác định khả năng đối mặt với các tác động tần số cụ thể và để thiết kế và kiểm tra các cấu trúc hoặc thiết bị phục vụ mục đích cụ thể.

Kiểm tra độ rung động là gì?

Kiểm tra độ rung là quá trình phân tích các loại rung động trong hệ thống cơ khí hoặc các thành phần và cấu trúc riêng lẻ để xác định và đánh giá tình trạng tổng quan của đối tượng kiểm tra. Phân tích rung động cho phép các nhà sản xuất và kỹ sư thực hiện những công việc quan trọng sau đây:

• Phát hiện và chẩn đoán khiếm khuyết: Kiểm tra độ rung giúp phát hiện các khiếm khuyết tiềm ẩn trong cấu trúc hoặc hệ thống. Nó có khả năng chẩn đoán các vấn đề như sứt mẻ, hỏng hóc, hoặc độ rung không đều, giúp ngăn ngừa sự cố và thiệt hại sau này.
• Xác định giới hạn và dung sai: Bằng cách đo lường và phân tích độ rung, chúng ta có thể xác định giới hạn và dung sai của sản phẩm hoặc hệ thống. Điều này giúp đảm bảo rằng chúng đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật và chất lượng.
• Đảm bảo tiêu chuẩn sản phẩm: Kiểm tra độ rung đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo rằng sản phẩm đáp ứng các tiêu chuẩn và đặc điểm kỹ thuật được đề ra. Điều này đặc biệt quan trọng trong các ngành công nghiệp như hàng không vũ trụ và y tế.
• Xác nhận tuân thủ tiêu chuẩn chất lượng: Quá trình kiểm tra độ rung giúp xác nhận rằng sản phẩm tuân thủ các tiêu chuẩn chất lượng được đưa ra bởi các tổ chức và cơ quan kiểm định.
• Nâng cao chất lượng và độ bền sản phẩm: Nhờ vào thông tin từ kiểm tra độ rung, các nhà sản xuất và kỹ sư có thể cải thiện thiết kế và chất lượng của sản phẩm, từ đó gia tăng độ bền và khả năng hoạt động của chúng.

Kiểm tra độ rung không chỉ giúp bảo đảm tính an toàn và hiệu suất của các hệ thống và sản phẩm, mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sự tuân thủ tiêu chuẩn và cải thiện chất lượng tổng thể của chúng.

Kiểm tra độ rung động hoạt động như thế nào?

Có hai cách để tiến hành phân tích rung động – trong miền thời gian hoặc miền tần số. Phân tích bạn chọn thực hiện tùy thuộc vào thông tin bạn muốn thu được.

Phân tích miền thời gian

Sóng rung trong miền thời gian được biểu diễn qua biên độ thay đổi theo thời gian. Phân tích dạng sóng này giúp rút ra thông tin tổng quan về thời điểm và cách mà hệ thống phản ứng với các sự biến đổi bất thường. Các kỹ sư tiến hành phân tích miền thời gian bằng cách trích xuất và nghiên cứu các thông số sau:

• Căn bậc hai (RMS): RMS là một chỉ số quan trọng đo lường biên độ trung bình của sóng rung. Nó cho biết mức năng lượng rung động trung bình trong một khoảng thời gian cụ thể và giúp xác định mức độ tổn thương có thể xảy ra.
• Biên độ đỉnh: Biên độ đỉnh là giá trị tối đa của biên độ trong một sóng rung. Nó đưa ra thông tin về độ mạnh và sự biến đổi cục bộ của rung động.
• Kurtosis: Kurtosis đánh giá độ tập trung của dữ liệu xung quanh trung bình. Trong ngữ cảnh này, nó giúp xác định tính chất của rung động, liệu nó có xu hướng tập trung ở một số khoảng thời gian cụ thể hay phân bố đều đặn.
• Độ lệch chuẩn: Độ lệch chuẩn đo lường mức độ biến đổi và không đều đặn của sóng rung. Nó có thể tiết lộ các đỉnh và đáy của biên độ trong thời gian, cho biết sự biến đổi và sự không ổn định.
• Yếu tố đỉnh: Yếu tố đỉnh là tỷ lệ giữa biên độ đỉnh và RMS. Nó cho biết mức độ tập trung của rung động vào một khoảng thời gian cụ thể.
• Độ lệch: Độ lệch đo sự lệch lạc của dữ liệu so với giá trị trung bình. Nó có thể xác định sự biến đổi và sự đối xứng của dữ liệu sóng rung.

Phân tích miền thời gian là công cụ mạnh mẽ để chẩn đoán tình trạng tổng quan của hệ thống hoặc thành phần. Phân tích phổ thường hiệu quả hơn trong việc phát hiện các vấn đề cụ thể, nhưng phân tích miền thời gian cung cấp cái nhìn toàn diện hơn về tình trạng và hiệu suất của hệ thống rung động.

Phân tích miền tần số

Việc chuyển đổi thông tin về bước sóng vào miền tần số thông qua thuật toán biến đổi Fourier nhanh (FFT) giúp chúng ta phân tách bước sóng thành tất cả các tần số thành phần của nó. Phương pháp này mang lại sự hiểu biết sâu sắc hơn so với việc xem xét bước sóng trong miền thời gian. Có hai cách để tiến hành phân tích miền tần số:

• Phân tích chung: Tín hiệu rung động thay đổi theo thời gian, do đó, phương pháp phân tích đồng thời nhiều phổ sử dụng kỹ thuật Gabor-Wigner-Wavelet rất hữu ích để thu được cái nhìn chi tiết hơn về các vấn đề tiềm ẩn trong hệ thống. Bằng cách này, chúng ta có thể xem xét cách tín hiệu thay đổi theo thời gian và tần số, giúp phát hiện các đặc điểm động của nó.
• Phân tích phương thức: Phương pháp này nghiên cứu các đặc tính động của một hệ thống hoặc thành phần trong miền tần số. Sử dụng phần mềm máy tính, chúng ta có thể trực quan hóa các chế độ rung động khác nhau mà đối tượng thử nghiệm trải qua. Bằng cách điều chỉnh các biến số như độ cứng hoặc khối lượng, chúng ta có thể hiểu được cách đối tượng thử nghiệm phản ứng với các kích thích khác nhau và dự đoán tương lai.

Phân tích miền tần số là công cụ quan trọng trong việc hiểu và đánh giá tác động của rung động lên hệ thống và thành phần cơ khí. Nó giúp phát hiện và giải quyết các vấn đề, từ các biến đổi tần số đến sự tương tác động học của các yếu tố quan trọng trong thiết kế và hiệu suất của sản phẩm.

Phương pháp kiểm tra rung động

Có ba phương pháp kiểm tra độ rung – hình sin, ngẫu nhiên và hỗn hợp. Mỗi cái đều tiết lộ điều gì đó khác nhau về đối tượng thử nghiệm, vì vậy điều quan trọng là phải xác định cẩn thận thử nghiệm nào bạn cần tiến hành trước khi bắt đầu.

Kiểm tra rung động hình sin

Phương pháp kiểm tra độ rung theo hình sin, còn được gọi là kiểm tra độ rung theo sóng hình sin, là một phương pháp truyền thống và đơn giản nhưng vô cùng hữu ích trong lĩnh vực kiểm tra độ rung của các sản phẩm và hệ thống cơ khí. Tên gọi của phương pháp này xuất phát từ biểu đồ mô tả dao động hình sin, một hình dạng sóng rất phổ biến trong toán học và vật lý. Phương pháp này hoạt động bằng cách áp dụng các rung động có hình dạng sóng hình sin lên đối tượng thử nghiệm. Có hai cách chính để thực hiện kiểm tra độ rung theo hình sin:

• Áp dụng một âm tập trung duy nhất: Trong trường hợp này, một sóng rung động có hình dạng sóng hình sin và tần số nhất định được áp dụng lên đối tượng thử nghiệm. Quá trình này giúp xác định tần số tự nhiên và các đặc tính rung động của đối tượng.
• Quét rung động trên dải tần số: Thay vì chỉ áp dụng một tần số duy nhất, phương pháp này sử dụng một dãy tần số khác nhau để tạo ra các sóng rung động. Quá trình này giúp hiểu rõ hơn về cách đối tượng thử nghiệm phản ứng với các tần số khác nhau và có thể phát hiện các tần số cộng hưởng.

Phương pháp kiểm tra độ rung theo hình sin cho phép nghiên cứu cách sản phẩm hoạt động trong các điều kiện kiểm soát được, tuy nhiên, nó không thể hoàn toàn mô phỏng được môi trường và điều kiện thực tế. Do đó, phương pháp này thường được ưa chuộng trong việc kiểm tra các sản phẩm có rủi ro thấp, như các sản phẩm gia đình nhỏ hoặc các ứng dụng công suất trung bình.

Kiểm tra rung động ngẫu nhiên

Phương pháp kiểm tra độ rung động ngẫu nhiên là một phương pháp kiểm tra tiên tiến, trong đó sử dụng biến ngẫu nhiên để tái tạo môi trường kiểm tra mà không thể dự đoán trước được, tạo ra một bước tiến quan trọng trong việc đảm bảo độ bền và độ an toàn của sản phẩm. Thường, quá trình thử nghiệm độ rung ngẫu nhiên thực hiện bằng cách sử dụng máy lắc hoặc thiết bị tạo sóng động, cho phép người vận hành tạo ra các rung động ngẫu nhiên hoặc theo các khoảng thời gian ngẫu nhiên trên đối tượng thử nghiệm. Quá trình này cung cấp cái nhìn sâu sắc về khả năng chịu đựng của sản phẩm trong các điều kiện thực tế và đáng tin cậy. Ví dụ, nếu sản phẩm bị hỏng nhanh chóng trong quá trình thử nghiệm độ rung động ngẫu nhiên, nhà sản xuất có thể dễ dàng cải thiện độ bền của sản phẩm.

Thử nghiệm độ rung động ngẫu nhiên có ứng dụng rộng rãi cho tất cả các loại sản phẩm và thành phần, tuy nhiên, nó đặc biệt quan trọng đối với các sản phẩm có rủi ro cao trong các ứng dụng đòi hỏi độ bền cao, chẳng hạn như thiết bị quân sự hoặc linh kiện máy bay. Điều này giúp đảm bảo rằng sản phẩm hoạt động một cách an toàn và hiệu quả trong môi trường khắc nghiệt và không thể dự đoán được.

Kiểm tra rung động tổng hợp

Một số ứng dụng đặc thù đòi hỏi mức độ kiểm tra chi tiết và phức tạp hơn so với kiểm tra độ rung đơn giản dựa trên hình sin hoặc ngẫu nhiên. Các phương pháp tổng hợp phổ biến bao gồm thử nghiệm độ rung động tổng hợp, bao gồm cả thử nghiệm hình sin trên ngẫu nhiên (sine-on-random) và thử nghiệm ngẫu nhiên trên ngẫu nhiên (random-on-random). Tuy nhiên, khả năng kết hợp các phương pháp này để tạo ra các phương pháp kiểm tra độ rung phức tạp và đa dạng là không giới hạn.

Phương pháp tổng hợp này cho phép kiểm tra mô hình sản phẩm trong một loạt các điều kiện rung động, từ các sóng hình sin đơn giản đến các mô phỏng tương tự với môi trường ngẫu nhiên phức tạp hơn. Điều này giúp đảm bảo rằng sản phẩm hoạt động đáng tin cậy trong nhiều tình huống khác nhau và có khả năng chịu đựng các tác động đa dạng của môi trường.

Thử nghiệm môi trường kết hợp

Các yếu tố môi trường như nhiệt độ, độ ẩm và độ cao có ảnh hưởng quan trọng đến độ rung của các vật thể. Bằng cách kiểm soát và điều chỉnh các biến môi trường trong quá trình kiểm tra độ rung, bạn có khả năng tạo ra một môi trường kiểm tra phản ánh một cách chính xác các điều kiện trong thế giới thực.

Thông qua việc kết hợp các yếu tố môi trường trong thử nghiệm, bạn có thể tạo ra môi trường kiểm tra đa dạng và có tính thực tế cao hơn, giúp đảm bảo rằng sản phẩm hoạt động đáng tin cậy và hiệu quả trong mọi tình huống và môi trường. Điều này hỗ trợ trong việc đáp ứng đòi hỏi đa dạng của ứng dụng thực tế và đảm bảo sự tin cậy của sản phẩm trong các điều kiện môi trường thay đổi.

Lợi ích của kiểm tra độ rung động

Việc kiểm tra độ rung là một phần quan trọng và không thể thiếu trong quá trình nghiên cứu và phát triển sản phẩm bất kể loại hình sản phẩm là gì. Dưới đây là một số lợi ích quan trọng của việc thực hiện kiểm tra độ rung:

• Tăng độ tin cậy và tuổi thọ: Kiểm tra độ rung giúp xác định khả năng của sản phẩm hoạt động đáng tin cậy trong điều kiện khắc nghiệt và đảm bảo tuổi thọ của nó. Điều này giúp tăng sự tin cậy của sản phẩm và giảm nguy cơ hỏng hóc.
• Giảm chi phí sản xuất: Bằng cách loại bỏ các bộ phận hoặc thiết kế không cần thiết dựa trên kết quả kiểm tra độ rung, bạn có thể giảm chi phí sản xuất, bao gồm cả chi phí đóng gói, vận chuyển, và bảo trì.
• Thiết kế cho môi trường hoạt động: Kiểm tra độ rung giúp bạn điều chỉnh thiết kế sản phẩm để phù hợp với môi trường hoạt động cụ thể mà nó sẽ được sử dụng. Điều này đảm bảo rằng sản phẩm hoạt động tốt trong mọi tình huống.
• Hợp lý hóa quy trình bảo trì: Thường xuyên kiểm tra độ rung hợp lý hóa quy trình bảo trì và dự đoán khi nào cần thực hiện bảo trì. Điều này giúp tránh sự cố không mong muốn và giảm thiểu thời gian dừng máy.
• Tuân thủ tiêu chuẩn chất lượng: Việc kiểm tra độ rung giúp công ty của bạn tuân thủ các tiêu chuẩn chất lượng quan trọng và đảm bảo rằng sản phẩm đáp ứng những yêu cầu cao cấp của khách hàng và thị trường.

Phương pháp kiểm tra độ rung đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo rằng sản phẩm của bạn đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng cao và có khả năng hoạt động đáng tin cậy trong mọi tình huống.

Công dụng kiểm tra độ rung động

Sự lựa chọn đúng công cụ kiểm tra là quan trọng nhất để đảm bảo việc thu thập dữ liệu độ rung chính xác và có chất lượng cao cho ứng dụng của bạn. Hầu hết các hệ thống kiểm tra độ rung liên quan đến một trong những loại cảm biến sau đây:

• Gia tốc kế: Cảm biến gia tốc kế đo và ghi lại gia tốc của đối tượng thử nghiệm. Chúng thường được gắn vào đối tượng hoặc bề mặt mà đối tượng nằm trên đó, như một bàn lắc. Cảm biến này thích hợp cho việc đo các rung động đối với các sản phẩm hoặc cấu trúc đang chuyển động hoặc dao động.
• Load Cell: Các load cell được sử dụng để đo lực tác động lên đối tượng thử nghiệm. Chúng thường được tích hợp vào thiết bị hoặc kết cấu mà đối tượng thử nghiệm được đặt lên. Load cell hữu ích khi bạn muốn kiểm tra tác động cơ học đến sản phẩm hoặc cấu trúc.
• Tế bào Mô-men xoắn: Tế bào mô-men xoắn được sử dụng để đo và ghi lại mô-men xoắn đối với đối tượng thử nghiệm. Chúng thường được áp dụng trong các ứng dụng đòi hỏi kiểm tra về xoắn, chẳng hạn như việc đánh giá độ bền của các chi tiết quay.
• Máy đo sức căng: Các máy đo sức căng được sử dụng để đo độ căng hoặc biến dạng của các vật liệu hoặc sản phẩm trong quá trình kiểm tra độ rung. Chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi kiểm tra sự đàn hồi hoặc sự thay đổi trong cấu trúc vật lý.

Quá trình chọn lựa công cụ kiểm tra phù hợp sẽ phụ thuộc vào mục tiêu kiểm tra, loại sản phẩm hoặc cấu trúc đang được thử nghiệm, và yêu cầu cụ thể của ứng dụng. Việc sử dụng cảm biến phù hợp giúp đảm bảo tính chính xác và đáng tin cậy của quá trình kiểm tra độ rung.

Máy lắc

Một hệ thống máy lắc được sử dụng để kiểm tra một vật thể bằng cách áp dụng cho nó các cú sốc động có dạng sóng hình sin, ngẫu nhiên và nhất thời. Các hệ thống máy lắc tiêu biểu bao gồm các bộ phận sau đây, hoạt động cùng nhau để thu thập dữ liệu:

• Hệ thống kiểm soát độ rung (VCS): Hệ thống này được sử dụng để khởi động và điều khiển chuyển động của máy lắc dựa trên loại thử nghiệm mà người vận hành muốn thực hiện. VCS chịu trách nhiệm quản lý và tuân thủ chính xác các yêu cầu độ rung trong quá trình kiểm tra.
• Bộ khuếch đại công suất hoặc nguồn điện thủy lực: Bộ khuếch đại công suất hoặc nguồn điện thủy lực cung cấp năng lượng cần thiết để di chuyển máy lắc trong suốt thời gian thử nghiệm được định sẵn. Chúng đảm bảo rằng máy lắc hoạt động một cách ổn định và liên tục trong suốt quá trình kiểm tra.
• Cảm biến gia tốc (gia tốc kế): Các cảm biến gia tốc đo lường gia tốc của đối tượng thử nghiệm và truyền tín hiệu điều khiển đến VCS. Nhờ các cảm biến này, dữ liệu về độ rung của đối tượng thử nghiệm được thu thập và ghi lại để phân tích và đánh giá sau đó.

Hệ thống máy lắc đảm bảo rằng quá trình kiểm tra độ rung diễn ra một cách hiệu quả và chính xác, cho phép thu thập thông tin quan trọng về tính chất độ rung của sản phẩm hoặc cấu trúc đang được kiểm tra.

Trong quá trình kiểm tra độ rung, bạn có thể lựa chọn giữa ba loại máy lắc khác nhau, mỗi loại có ưu điểm và ứng dụng riêng của nó:

• Máy lắc rung cơ học: Máy lắc rung cơ học là loại máy lắc phổ biến nhất và được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các ngành công nghiệp. Thiết kế đơn giản giúp chúng dễ vận hành và đáng tin cậy. Tuy nhiên, chúng có hạn chế về khả năng điều chỉnh dao động và tốc độ rung.
• Máy lắc Servo-Thủy Lực (SH): Máy lắc SH hoạt động bằng cách sử dụng thủy lực để kích hoạt một bàn rung, tạo ra các rung động cho đối tượng thử nghiệm. Vì chúng có khả năng điều chỉnh nhiều hơn so với máy lắc cơ học, nên chúng thích hợp cho các ứng dụng tầm trung và đòi hỏi tính chính xác cao hơn.
• Máy lắc điện động (ED): Máy lắc ED thường được sử dụng trong các ứng dụng tiên tiến như sản xuất hàng không và vũ trụ. Chúng có khả năng tinh chỉnh cao và có thể đạt tốc độ rung cao, giúp tái tạo các điều kiện kiểm tra khó khăn hơn.

Làm thế nào để biết nên sử dụng công cụ nào

Để đảm bảo sự chính xác và toàn diện trong quá trình kiểm tra, việc lựa chọn công cụ thích hợp là một phần quan trọng và đòi hỏi sự cân nhắc kỹ lưỡng. Dưới đây, chúng ta sẽ xem xét một số yếu tố quan trọng cần xem xét khi quyết định công cụ nào phù hợp nhất cho nhiệm vụ kiểm tra của bạn.

• Loại kiểm tra: Đầu tiên và quan trọng nhất, bạn cần xác định loại kiểm tra mà bạn đang thực hiện. Có thể đó là một kiểm tra động, tĩnh, hình thức sóng, hoặc ngẫu nhiên. Sự hiểu biết về loại kiểm tra này sẽ định hình lựa chọn của bạn.
• Tốc độ lấy mẫu: Để đảm bảo thu thập dữ liệu chính xác, bạn cần xem xét tốc độ lấy mẫu cần thiết. Quá nhanh hoặc quá chậm đều có thể ảnh hưởng đến kết quả cuối cùng của kiểm tra. Chọn công cụ có khả năng thích nghi với tốc độ lấy mẫu cần thiết.
• Mức độ rung: Mức độ rung cần thiết để tái tạo điều kiện kiểm tra mong muốn là một yếu tố quan trọng khác. Công cụ bạn chọn phải có khả năng tạo ra rung theo yêu cầu và theo đúng mức độ cần thiết.
• Dải tần số động: Đánh giá dải tần số của đối tượng thử nghiệm. Điều này giúp bạn xác định khả năng của công cụ trong việc thu thập dữ liệu ở các mức tần số khác nhau. Đảm bảo rằng công cụ có khả năng thu thập dữ liệu trong dải tần số này.
• Vận tốc tối đa: Nếu nhiệm vụ của bạn đòi hỏi vận tốc tối đa, hãy xác định giới hạn tốc độ của công cụ và đảm bảo rằng nó đáp ứng yêu cầu của bạn.
• Tần số tối đa: Đối với các ứng dụng đòi hỏi tần số cao, hãy xem xét khả năng của công cụ để đạt được tần số tối đa mong muốn. Điều này đặc biệt quan trọng trong việc kiểm tra sóng hình thức.
• Môi trường hoạt động điển hình: Khám phá môi trường hoạt động thông thường của sản phẩm hoặc cấu trúc bạn đang kiểm tra. Điều này đảm bảo rằng công cụ có khả năng hoạt động đáng tin cậy trong điều kiện tương tự.
• Thời gian thử nghiệm: Đánh giá thời gian cần thiết cho kiểm tra và xem xét khả năng của công cụ để duy trì kiểm tra trong khoảng thời gian này. Điều này đặc biệt quan trọng nếu bạn cần thực hiện kiểm tra liên tục hoặc kéo dài.

Nếu bạn gặp khó khăn trong việc tìm kiếm một công cụ phù hợp sẵn có cho nhiệm vụ kiểm tra của bạn, hãy xem xét tùy chỉnh một giải pháp. Hợp tác với một nhà sản xuất uy tín như COMIT có thể giúp bạn tạo ra một giải pháp kiểm tra độ rung đáp ứng đặc thù của bạn, đồng thời đảm bảo sự đáng tin cậy trong quá trình kiểm tra của bạn.

Ứng dụng của phân tích rung động

Phân tích độ rung là điều cần thiết cho các sản phẩm trong tất cả các ngành công nghiệp. Một số ví dụ về các ứng dụng công nghiệp thực tế bao gồm:

• Hàng không vũ trụ:  Tên lửa và tàu thăm dò chịu lực rung động cực độ từ khi cất cánh đến khi hạ cánh. Ví dụ: Hệ thống phóng vào không gian (SLS) của NASA  phải trải qua thử nghiệm phương thức rộng rãi để xác định tần số tự nhiên của tên lửa trước khi nó có thể phóng. Phân tích này giúp bộ điều khiển phân biệt tần số tự nhiên của tên lửa với các rung động bên ngoài, đây là thông tin quan trọng để vận hành hiệu quả khi ở trên quỹ đạo.
• Ô tô:  Kiểm tra các bộ phận của xe trước khi lắp đặt giúp nhà sản xuất giảm thiểu hoặc thậm chí loại bỏ nguy cơ hệ thống bị lỗi.
• Hàng không:  Thử nghiệm độ rung trên diện rộng giúp các nhà sản xuất máy bay phát hiện sai sót trong các bộ phận, ngăn ngừa các lỗi hệ thống tiềm ẩn có thể chuyển thành tai nạn trong quá trình vận hành.
• Kỹ thuật dân dụng:  Các kỹ sư xây dựng sử dụng thử nghiệm độ rung để xác định các lỗ hổng cấu trúc tiềm ẩn trong cầu, tòa nhà và đường ống.
• Hàng tiêu dùng:  Sản phẩm gia dụng cần đáp ứng được nhu cầu sử dụng hàng ngày. Kiểm tra độ rung giúp thiết lập giới hạn của các sản phẩm này và đảm bảo an toàn cho người dùng cuối.
• Phòng thủ:  Bằng cách sử dụng thử nghiệm độ rung, các nhà sản xuất quốc phòng có thể đảm bảo rằng hệ thống thiết bị và vũ khí được vận chuyển an toàn và hiệu quả trong các tình huống chiến đấu.
• Sản xuất thiết bị điện tử:  Các nhà sản xuất thiết bị điện tử tiến hành thử nghiệm độ rung trên nguyên mẫu để xác định các hư hỏng và khuyết tật tiềm ẩn.
• Bảo trì thiết bị:  Kiểm tra độ rung cho phép bạn theo dõi tình trạng của máy móc công nghiệp và tất cả các bộ phận của nó, bao gồm các bộ phận phức tạp như răng bánh răng chia lưới, thiết bị đốt và trục quay.
• Sản xuất thiết bị y tế:  Sự cố của thiết bị bệnh viện thực sự là vấn đề sinh tử. Bằng cách thử nghiệm sản phẩm trước khi tung ra thị trường, nhà sản xuất có thể ngăn chặn sự cố xảy ra ở các thiết bị cứu sinh quan trọng.

Các tiêu chuẩn quan trọng để kiểm tra độ rung

Các ngành công nghiệp và tổ chức đã thiết lập nhiều tiêu chuẩn và quy định kiểm tra độ rung để đánh giá kết quả có thể chấp nhận được. Dưới đây là một số tiêu chuẩn quan trọng:

• MIL-STD-810: Đây là một tiêu chuẩn quân sự quan trọng, và đặc biệt là Phương pháp 514 của tiêu chuẩn này đã được cập nhật lần cuối vào năm 2019. MIL-STD-810 xác định các phương pháp kiểm tra độ rung có thể chấp nhận được cho các thiết bị và sản phẩm chắc chắn, đặc biệt trong môi trường quân sự.
• Chương Trình Thử Nghiệm ISTA: Hiệp hội Vận chuyển An toàn Quốc tế (ISTA) đã phát triển các chương trình thử nghiệm vận chuyển để đảm bảo rằng các sản phẩm có khả năng chịu áp lực từ tần số cao trong quá trình vận chuyển. Các chương trình này giúp đảm bảo tính an toàn và độ bền của sản phẩm trong quá trình vận chuyển đối với các ngành công nghiệp khác nhau.
• ISO 10816: Chỉ thị này do Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế (ISO) xác định các tiêu chuẩn cụ thể cho các ứng dụng kiểm tra độ rung trong nhiều ngành công nghiệp. ISO 10816 giúp xác định cách kiểm tra và đánh giá độ rung của thiết bị và hệ thống trong các môi trường khác nhau, đảm bảo rằng chúng hoạt động đáng tin cậy và an toàn.

Sự tuân thủ các tiêu chuẩn này không chỉ đảm bảo sự đáng tin cậy của sản phẩm mà còn thể hiện cam kết của tổ chức đối với chất lượng và an toàn.

Hy vọng thông tin trong bài viết đã giúp bạn biết được phương pháp kiểm tra độ rung. Nếu bạn quan tâm đến sản phẩm của chúng tôi, xin vui lòng truy cập vào trang website COMIT và Fanpage của chúng tôi.