Kiểm tra độ rung là gì và tại sao chúng ta cần nó?
Chúng ta thường xuyên bị bao quanh bởi những rung động, một số trong đó ít được chào đón hơn những rung động khác. Nhiều sản phẩm ô tô, hàng không vũ trụ, điện tử và các ngành công nghiệp khác chịu tác động rung lắc mạnh có thể gây hư hỏng nghiêm trọng cho các bộ phận chuyển động. Điều này có thể làm hỏng thiết bị hoặc thậm chí gây nguy hiểm đến tính mạng của khách hàng. Ngăn ngừa thiệt hại do rung động gây ra là mục tiêu của việc kiểm tra độ rung. Trong bài viết hôm nay, chúng ta sẽ tìm hiểu tổng quan về lĩnh vực này và xem COMIT có thể giúp bạn tối ưu hóa quá trình kiểm tra như thế nào.
Kiểm tra độ rung là gì?
Kiểm tra độ rung là gì? Kiểm tra độ rung là quá trình đo lường, phân tích và đánh giá các thông số liên quan đến độ rung của một thiết bị, máy móc, hệ thống hoặc cấu trúc. Nó được sử dụng để đảm bảo rằng các thành phần hoạt động trong một khoảng rung an toàn và không gây ảnh hưởng đến hiệu suất, tuổi thọ hoặc an toàn của thiết bị.
Quá trình kiểm tra độ rung thường bao gồm việc sử dụng các cảm biến rung để thu thập dữ liệu về tốc độ rung, gia tốc rung và định hướng rung của thiết bị hoặc hệ thống. Các thông số này được đo và ghi lại trong quá trình vận hành bình thường hoặc thông qua các bài kiểm tra đặc biệt.
Dữ liệu thu thập được từ kiểm tra độ rung sau đó được phân tích để xác định tình trạng hoạt động của thiết bị, xác định các vấn đề có thể xảy ra và đưa ra đánh giá về hiệu suất, sự ổn định và tuổi thọ của các thành phần. Các phân tích thường bao gồm đánh giá mức độ rung, so sánh với các tiêu chuẩn và ngưỡng an toàn, và xác định các tần số và vị trí chính xác của các vấn đề rung.
Kiểm tra độ rung được áp dụng trong nhiều lĩnh vực, bao gồm công nghiệp sản xuất, năng lượng, giao thông vận tải, xây dựng và nhiều lĩnh vực khác. Nó giúp đảm bảo an toàn, tăng cường hiệu suất và tránh sự cố không mong muốn trong hoạt động của các thiết bị và hệ thống.
Tại sao cần kiểm tra độ rung?
Kiểm tra độ rung được cho là rất quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp. Để hiểu vì tại sao cần kiểm tra độ rung, trước tiên chúng ta lấy một ví dụ về máy bay. Máy bay dễ bị rung động ở mức độ cao khi cất cánh và hạ cánh, một mức độ dao động nhất định trong suốt chuyến bay và độ rung hoặc chấn động ngày càng cao trong tình trạng nhiễu loạn. Tất cả những điều này có thể ảnh hưởng đến cấu trúc của thân máy bay, cũng như hệ thống đẩy và điều khiển chuyến bay. Bất kỳ lỗi nào trong kết cấu hoặc độ cộng hưởng cao đều có thể gây hư hỏng các bộ phận chuyển động của máy bay, tiềm ẩn nguy hiểm cho hành khách. Trong trường hợp này, kiểm tra độ rung là phương pháp cần giúp chống lại rủi ro này và đảm bảo an toàn cho người dùng.
Bằng cách thực hiện các thử nghiệm độ rung, có thể dự đoán mức độ rung mà vật thể được thử nghiệm có thể chịu được và ngăn ngừa thiệt hại mà nó có thể gây ra. Cùng với các thử nghiệm môi trường khác, thử nghiệm độ rung rất quan trọng để chứng minh độ tin cậy của sản phẩm trong quá trình phát triển, sản xuất và kiểm soát chất lượng. Một số tiêu chuẩn được quốc tế công nhận (MIL-STD 810, ISO, IEC, BS EN 60068-2-27, DO-160) được đưa ra để điều chỉnh các quy trình kiểm tra độ rung.
Hệ thống kiểm tra độ rung là gì?
Hệ thống kiểm tra độ rung là gì? Hệ thống kiểm tra độ rung là một bộ thiết bị cần thiết để thực hiện các kiểm tra độ rung. Nó được thiết kế để theo dõi và phân tích các thông số rung như tốc độ rung, gia tốc rung và định hướng rung để đánh giá tình trạng hoạt động của các thiết bị và xác định các vấn đề có thể xảy ra.
Hệ thống kiểm tra độ rung thường bao gồm các cảm biến rung được đặt gần các điểm quan trọng trên thiết bị hoặc hệ thống, và các bộ thu sóng để thu thập dữ liệu rung. Dữ liệu thu thập được sau đó được chuyển đến các thiết bị giám sát hoặc hệ thống phân tích để xử lý và đưa ra đánh giá
Vai trò của hệ thống kiểm soát rung động
Trong bộ thử nghiệm, hệ thống kiểm soát độ rung (hay còn gọi là bộ điều khiển) là trung tâm não bộ của quá trình thử nghiệm độ rung. Cùng với phần mềm kiểm tra độ rung trên PC, hệ thống sẽ kiểm soát từng bước kiểm tra độ rung.
Trước khi tiến hành kiểm tra độ rung, người dùng nhập các thông số yêu cầu của quá trình kiểm tra vào phần mềm. Hệ thống phải đảm bảo rằng đối tượng được thử nghiệm nhận được tác động chính xác được chỉ định. Để làm được điều đó, bộ điều khiển rung phải đảm bảo một vòng điều khiển khép kín.
Cơ chế phản hồi vòng kín trong thử nghiệm rung động được bắt đầu khi bắt đầu thử nghiệm. Trước khi chạy thử nghiệm ở công suất tối đa với các thông số do người dùng chỉ định, bộ điều khiển sẽ gửi tín hiệu nhỏ hơn đến máy lắc để ghi lại những thay đổi và biến dạng đối với tín hiệu do THD gây ra của các thành phần hệ thống khác nhau (máy lắc, bộ khuếch đại, cảm biến, và chính bộ điều khiển). Sau đó, bộ điều khiển thực hiện các chỉnh sửa cần thiết để tín hiệu phản hồi tương ứng chính xác với nhiệm vụ và chạy thử nghiệm toàn diện.
Một chức năng quan trọng khác của hệ thống kiểm soát độ rung là đảm bảo rằng việc kiểm tra độ rung được xác định trước là an toàn cho người vận hành, thiết bị và đối tượng được kiểm tra. Vì mục đích đó, bộ điều khiển rung tốt sẽ thực hiện một số bước kiểm tra trước khi bắt đầu để xác nhận rằng các thông số máy lắc, hệ thống và cảm biến nằm trong giới hạn đã thiết lập. Bên cạnh đó, bộ điều khiển cần có cơ chế dừng khẩn cấp hiệu quả để tránh hư hỏng máy rung trong quá trình thử nghiệm.
Cần cố gắng cung cấp khả năng tự động hóa tối đa cho quá trình kiểm tra độ rung. Người dùng sẽ cần nhập các thông số kiểm tra ban đầu vào phần mềm trực quan, chọn thông số máy lắc và cảm biến từ cơ sở dữ liệu thuận tiện, chọn loại kiểm tra hoặc trình tự kiểm tra cần thiết và nhấn Bắt đầu. Người vận hành có sự tham gia tối thiểu trong quá trình thử nghiệm – họ có thể kiểm soát trực quan tiến trình thử nghiệm trên bảng thử nghiệm và quan sát dữ liệu trên các biểu đồ được thiết kế tốt mà họ lựa chọn. Khi hoàn thành kiểm tra, phần mềm sẽ tạo một báo cáo kiểm tra đầy đủ dựa trên mẫu hiện có hoặc do người dùng xác định.
Vì vậy, khó có thể đánh giá quá cao tầm quan trọng của hệ thống kiểm soát độ rung trong bộ thử nghiệm độ rung. Hệ thống kiểm soát độ rung được lựa chọn cẩn thận chắc chắn sẽ giúp trải nghiệm kiểm tra độ rung của bạn trở nên dễ dàng và hiệu quả hơn.
Bạn chọn thiết bị cho bài kiểm tra độ rung như thế nào?
Khi bạn chọn thiết bị để kiểm tra độ rung, có một số câu hỏi bạn cần lưu ý. Đầu tiên và quan trọng nhất, việc lựa chọn bộ phận rung cụ thể phải phụ thuộc vào yêu cầu và thông số kỹ thuật của nhiệm vụ của bạn. Người dùng phải biết các tiêu chuẩn hoặc thông số kỹ thuật để đảm bảo rằng đối tượng được kiểm tra đúng cách. Bạn phải chắc chắn rằng:
- Máy lắc: Có dải tần tương ứng với thông số kỹ thuật thử nghiệm và khối lượng vật thể tối đa nằm trong khả năng của máy lắc;
- Bộ khuếch đại: Tương thích với máy lắc
- Cảm biến: Có độ nhạy cho phép đo chính xác ở mức thấp nhất và cao nhất trong bài kiểm tra, có thể đo gia tốc tối đa trong quá trình thử nghiệm
- Bộ điều khiển rung: Cùng với tất cả các tính năng được mô tả trong các đoạn trên, nó có thể thực hiện tất cả các loại thử nghiệm độ rung mà bạn yêu cầu cho dự án của mình, có đủ số lượng kênh đầu vào và đầu ra.
Các loại thử nghiệm rung động
Có sẵn nhiều loại thử nghiệm độ rung nên người dùng có thể chọn các tùy chọn chính xác phù hợp với nhu cầu của mình. Chúng ta có thể chia các bài kiểm tra độ rung thành 3 loại:
- Kiểm định dựa trên các mô hình đơn giản: Sine, Random, Shock
- Các thử nghiệm dựa trên sự kết hợp của các mô hình đơn giản: Sine-on-Random, Random-on-Ngẫu nhiên, Phổ phản ứng sốc (SRS), Lịch sử thời gian nhất thời (TTH), v.v.
- Các thử nghiệm dựa trên việc tái tạo dữ liệu thực: Sao chép dữ liệu hiện trường.
Kiểm tra dựa trên các mô hình đơn giản
Trong số các loại thử nghiệm đầu tiên, thử nghiệm Sine là phổ biến nhất và được thiết lập tốt nhất. Trong thử nghiệm Sine, tín hiệu có hình dạng sin được truyền vào máy rung. Biên độ của tín hiệu Sine có thể được xác định bằng đơn vị gia tốc, vận tốc hoặc độ dịch chuyển, tùy thuộc vào tần số thử nghiệm và các yêu cầu khác của thử nghiệm. Nhiệm vụ và phản hồi có thể được tính toán bằng giá trị biên độ hoặc giá trị hiệu suất trung bình (RMS).
Một phần quan trọng trong thử nghiệm Sine là tìm kiếm và theo dõi cộng hưởng. Điều này cho phép tìm kiếm các cộng hưởng trong đối tượng được kiểm tra và sử dụng chúng để kiểm tra độ bền của các thành phần cụ thể.
Thử nghiệm ngẫu nhiên là một mô hình đơn giản khác, không giống với thử nghiệm Sine, trong đó chứa tất cả các tần số trong một phạm vi xác định. Trong thử nghiệm ngẫu nhiên, các giá trị gia tốc tại thời điểm xác định được phân phối theo luật Gaussian, nhưng tần số trong tín hiệu có biên độ và pha ngẫu nhiên.
Hồ sơ ngẫu nhiên trong phần mềm TestUp
Cách xác định đặc tính của tín hiệu ngẫu nhiên là thông qua kích thước của mật độ phổ công suất, thường được biểu thị theo tần số. Khi chạy thử nghiệm các sản phẩm nối tiếp, điều cần thiết là mỗi đối tượng được thử nghiệm đều nhận được tải như nhau trong khi thử nghiệm. Để chứng minh điều đó, phép thử Ngẫu nhiên phải thấy trước các quy trình lấy trung bình phổ.
Mô hình cơ sở thứ ba là Thử nghiệm sốc. Trong trường hợp này, sản phẩm được thử nghiệm phải chịu một số xung gia tốc, có thể được mô tả bằng chức năng phân tích: nửa hình sin, hình tam giác, hình thang.
Trong hình trên, bạn có thể quan sát biểu đồ tác động sốc alf-sine, với biên độ 10 g và thời gian 10 ms. Biểu đồ cũng hiển thị các xung trước và sau – chuyển động thẳng đứng của máy lắc khi bắt đầu và kết thúc cú sốc, giúp tối đa hóa việc sử dụng chuyển vị của máy lắc.
Các khái niệm trừu tượng trong kiểm tra độ rung có tính đơn giản tương đối và khả năng ứng dụng rộng lớn, điều này đã đóng góp vào sự phổ biến của chúng đối với người dùng. Nhờ tính trừu tượng, các khái niệm này có thể áp dụng cho nhiều lĩnh vực và loại thiết bị khác nhau.
Tuy nhiên, sự trừu tượng hóa cơ bản cũng có nhược điểm là hạn chế khả năng bắt chước các điều kiện hoạt động thực tế của đối tượng được thử nghiệm. Trong một số trường hợp, đặc điểm độ rung thực tế có thể không được chính xác phản ánh trong các mô hình trừu tượng. Điều này có thể gây ra sự sai khác giữa kết quả thử nghiệm và hiện thực hoạt động của thiết bị.
Do đó, trong các trường hợp đòi hỏi độ chính xác cao và tương đồng chính xác với điều kiện hoạt động thực tế, sử dụng các phương pháp thử nghiệm và mô phỏng thực tế hơn có thể là cần thiết. Điều này đảm bảo rằng kết quả kiểm tra độ rung được áp dụng chính xác và đáng tin cậy cho các tình huống thực tế và giúp đảm bảo an toàn và hiệu suất của các thiết bị và hệ thống.
Các thử nghiệm dựa trên sự kết hợp của các mô hình đơn giản
Sự kết hợp của các mô hình cơ bản đã được giới thiệu trong thử nghiệm rung động nhằm mô phỏng các môi trường vận hành phức tạp hơn. Chúng thường là tổng của 2 mô hình đơn giản; do đó, chúng yêu cầu các quy trình tính toán và thử nghiệm phức tạp hơn một chút.
Chúng ta hãy lấy các bài kiểm tra Sine-on-Random hoặc Random-on-Random làm ví dụ. Các tín hiệu như vậy được tổng hợp dưới dạng tổng của tín hiệu ngẫu nhiên cơ bản và một số âm Sine hoặc Dải ngẫu nhiên được đặt chồng lên nó. Các âm hình sin hoặc dải ngẫu nhiên được xếp chồng lên nhau có thể thay đổi tần số theo thời gian so với tín hiệu Ngẫu nhiên cơ bản. Ví dụ, những mô hình như vậy được áp dụng để thử nghiệm tác động của máy bay hoặc chuyển động của phương tiện.
Sự kết hợp của các khái niệm trừu tượng, trong khi chúng phục vụ để bắt chước các điều kiện hoạt động chặt chẽ hơn, cũng đòi hỏi quá trình xử lý phức tạp hơn, thời gian thử nghiệm dài hơn và tải nặng hơn lên đối tượng được thử nghiệm.
Các thử nghiệm dựa trên việc tái tạo dữ liệu thực
Trong những năm gần đây, các chuyên gia kiểm tra độ rung có xu hướng sử dụng ít trừu tượng toán học hơn so với dữ liệu thực tế. Thử nghiệm FDR (Sao chép dữ liệu trường) cho phép tái tạo tín hiệu được ghi trước trên máy lắc của bạn. Tức là, người ta có thể ghi lại các điều kiện hoạt động thực tế của sản phẩm (mà không cần phải thực hiện bất kỳ sự trừu tượng hóa nào) và sau đó đưa đối tượng được thử nghiệm vào tín hiệu chính xác này.
Mặc dù FDR cũng có những đặc thù và hạn chế nhất định, nhưng theo nhiều cách, cách tiếp cận này tỏ ra phù hợp hơn, ví dụ như trong thử nghiệm độ rung chuyển động của xe, cối xay gió và khi có thể ghi trước dữ liệu thực, v.v.
COMIT – Cung cấp hệ thống kiểm tra độ rung đáng tin cậy
Là một nhà cung cấp hàng đầu về hệ thống kiểm tra độ rung đáng tin cậy, với kinh nghiệm và chuyên môn trong lĩnh vực cung cấp các giải pháp và thiết bị đo kiểm, COMIT cam kết mang đến các giải pháp kiểm tra độ rung chất lượng cao cho khách hàng.
Hệ thống kiểm tra độ rung của COMIT được thiết kế để đáp ứng đầy đủ các yêu cầu và tiêu chuẩn công nghiệp. COMIT cung cấp một loạt các cảm biến rung chất lượng cao và các bộ thu sóng hiệu suất tối đa để thu thập dữ liệu rung chính xác. Các sản phẩm của COMIT đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế và được đánh giá cao về độ chính xác và độ tin cậy.
COMIT cung cấp các giải pháp phân tích dữ liệu rung tiên tiến để đánh giá và phân tích kết quả kiểm tra. sử dụng các công nghệ và phần mềm tiên tiến để xử lý dữ liệu rung và tạo ra báo cáo chi tiết với các thông số đáng tin cậy về độ rung, tần số và vị trí của các vấn đề có thể xảy ra. Điều này giúp khách hàng nắm bắt được tình trạng hoạt động của các thiết bị và hệ thống của mình và đưa ra các biện pháp cần thiết để duy trì hiệu suất và an toàn.
Với cam kết về độ tin cậy và chất lượng, COMIT là đối tác đáng tin cậy cho việc cung cấp hệ thống kiểm tra độ rung hiệu quả và chuyên nghiệp.
