مشخصات ارتعاشات
توضیحات و گذری بر مبانی ارتعاشات و آنالیز ارتعاش تجهیزات
عامل به وجود آورنده ی ارتعاش بدون توجه به نوع آن، نیرویی است که مقدار و یا جهت آن متغییر است و مشخصات ارتعاش حاصله تابع این نیرو خواهد بود. در نتیجه هر عامل، ارتعاش با مشخصات خاص خود را ایجاد می کند. با بازگشت به مثال نوسانات جرم و فنر می توانیم با رسم حرکت وزنه نسبت به زمان، مشخصات ارتعاش را به تفصیل مطالعه کنیم.
حرکت وزنه از موقعیت خنثی به طرف حد بالای حرکت و برگشت آن به طرف پایین و عبور از موقعیت خنثی به حد پایین حرکت و بازگشت مجدّد به موقعیت خنثی، یک سیکل حرکت کامل را نمایش می دهد. این سیکل تمامی مشخصات لازم برای اندازه گیری ارتعاش را دارا است. مهم ترین مشخصات ارتعاش عبارت اند از:
- فرکانس یا تواتر، که معیاری از نرخ حرکت در واحد زمان است.
- دامنه، که معیاری از شدت ارتعاش(لرزش) است.
- فاز، که توالی حرکت را نسبت به یک مرجع مشخص می سنجد.
دامنه ی ارتعاش را می توان از طریق سه پارامتر مختلف بیان کرد:
- جابه جایی
- سرعت
- شتاب
فرکانس ارتعاشات
مدت زمان لازم برای انجام یک سیکل حرکت ارتعاشی را پریود ارتعاش می نامند. مثلا اگر یک ماشین (سیستم وزنه و فنر مثال پیش) یک سیکل ارتعاش را در ثانیه تکمیل کند، پریود ارتعاش آن یک شصتم ثانیه است. مشخصه ای که در اندازه گیری و انالیز ارتعاش بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد، فرکانس ارتعاش است. فرکانس، تعداد سیکل هایی است که در طول یک مدت زمان مشخص انجام می شود. فرکانس با فرمول ساده زیر با پریود ارتعاش در ارتباط است:
معمولا فرکانس ارتعاش را با تعداد سیکل های ارتعاشی (یا در واقع تعداد نوسان) که در مدت یک دقیقه انجام می شود، بیان می کنند. در این صورت واحد فرکانس را CPM، تعداد نوسانات در دقیقه می گویند.
استفاده از واحدهای CPM ارتباط این مشخصه ی مهم ارتعاش را به مشخصه ی مهم دیگری برای ماشین های دوّار به نام 2RPM تسهیل می کند. واحد دیگری که برای فرکانس به کار می رود، تعداد نوسان یا سیکل ها در یک ثانیه می باشد. این واحد را هرتز که با HZ نمایش می دهند. یک هرتز مساوی 60 سیکل در دقیقه یا CPM 60 است . در فرمول زیر نحوه ی تبدیل HZ به CPM و برعکس مشخص گردیده است.
CPM=HERTZ*60
جابه جایی ارتعاش
میزان کل جا به جایی و یا حرکت قطعه ای را که در حال نوسان است جا به جایی 1 یا PP می نامند میزان جابه جایی را معمولا با واحد Mils بیان می کنند که یک Mils برابر یک هزارم اینچ است که در صنعت یک توزن نامیده می شود.
25/4Mils =1Microns
D sin Wnt , 
d = میزان جابه جایی
متغیر D= حداکثر جابه جایی (Peak)
Wn = ضریب زاویه
t = زمان
f = فرکانس
سرعت ارتعاش
از آن جا که وزنه در حالت نوسان در حال حرکت می باشد، بنابراین بایستی با یک سرعتی حرکت کند. ولی سرعت وزنه ثابت نبوده و به طور پیوسته در حال تغییر می باشد. در حد بالایی حرکت سرعت صفر است زیرا وزنه ناچار است متوقف شود تا بتوانند جهت حرکت خود را به طرف پایین تغییر دهد. میزان سرعت وزنه در هنگام عبور از موقعیت تعادل حداکثر می شود. سرعت حرکت وزنه یک مشخصه ارتعاشی است ولی از آن جا که مرتبا در حال تغییر است، حداکثر سرعت برای اندازه گیری انتخاب می شود. واحد اندازه گیری سرعت در سیستم انگلیسی اینج بر ثانیه (in/sec) و در سیستم متریک میلی متر بر ثانیه (mm/sec) است.
که رابطه بین سرعت و فرکانس ارتعاشی با فرمول زیر بیان می شود:
V = سرعت ارتعاشی 
= اختلاف فاز
شتاب ارتعاشات
در قسمت سرعت ارتعاش ذکر کردیم که سرعت قطعه در حدود بالایی و پایینی حرکت به صفر می رسد، می بایست برای به دست آوردن سرعت برای حرکت به سمت انتهای دیگر مسیر، شتاب بکند. شتاب در واقع نرخ تغییرات سرعت با زمان است.
با مراجعه به ملاحضه می کنیم که شتاب حرکت در حدود بالا و پایین حداکثر بوده و در موقعیت خنثی که سرعت حداکثر است، شتاب صفر خواهد بود.
شتاب ارتعاش را معمولا با واحد g نمایش می دهند. g شتاب ثقل زمین است که در سیستم متریک m/sec2 9/8 و در سیستم انگلیسی in/sec2 386/087 می باشد.
که رابطه بین شتاب و فرکانس ارتعاشی با فرمول زیر بیان می شود:
a =- AW2 Sin (wt + )
چه ارتباطی میان جابه جایی سرعت و شتاب وجود دارد؟
