Как да разбера дали вибрациите са причинени от дисбаланс или неправилно подравняване?

Unbalance produces a dominant peak at exactly 1× RPM (shaft speed) in the radial direction, with stable phase and amplitude that rises with speed (unbalance force ∝ speed²). Misalignment produces significant 2× RPM component (often equal to or larger than 1×), strong axial vibration, and 180° phase shift across the coupling.

Какви са честотите на дефектите на лагерите (BPFO, BPFI, BSF, FTF)?

Това са характерни честоти, генерирани, когато търкалящ елемент преминава върху дефект на специфичен компонент на лагера. BPFO (Честота на преминаване на топката във външната част на лагера), BPFI (Честота на преминаване на топката във вътрешната част на лагера), BSF (Честота на въртене на топката), FTF (Основна честота на въртене). Те зависят от геометрията на лагера и скоростта на вала.

Какво е добро ниво на вибрации за въртящи се машини?

ISO 10816-1 класифицира тежестта на вибрациите по клас машини. За типични промишлени машини (клас II, 15-75 kW): Зона A (добра) 7.1 mm/s.

Може ли Balanset-1A да се използва за вибрационен анализ?

Yes. The Balanset-1A includes a 2-channel vibration analyzer with full FFT spectrum display (F8 — Charts mode, 'F5-Spectrum (Hz)' tab) and a vibrometer for overall/1× comparison (F5 mode). Both channels can be used simultaneously for radial+axial comparison.

Каква е разликата между времевата форма на вълната и FFT спектъра?

Времевата форма на вълната показва амплитудата на вибрациите във времето — сложна, когато има множество повреди. FFT разлага това на отделни честотни компоненти, създавайки спектър, където всеки пик съответства на специфичен източник.

Какво причинява субхармонична вибрация (0,5×)?

Субхармониците при 0,5× RPM обикновено показват силно механично разхлабване, маслен вихър в лагерите на плъзгачите или напукани валове. Пикове от половин порядък възникват от удари, случващи се през всяко второ завъртане.

Анализ на вибрациите — Спектърна диагностика Ръководство

📌 Канонична референтна статия - vibromera.eu

От основите на FFT до диагностиката на повреди: научете се да четете вибрационни спектри, да изчислявате честоти на дефекти в лагери, да оценявате тежестта според ISO 10816 и да диагностицирате дисбаланс, несъосност, хлабина, дефекти в лагери и зъбни предавки — с интерактивни инструменти и Balanset-1A.

Диагностичният работен процес в това ръководство е същият, който Vibromera влага в Balanset-1A: FFT спектър, оценка на степента съгласно ISO 10816/20816 и насочвано двуравнинно балансиране в едно преносимо устройство.

Интерактивни диагностични калкулатори

Основни инструменти за вибрационен анализ — честоти на дефекти в лагерите, честота на зацепване на зъбните колела, оценка на тежестта и преобразуване на мерни единици

🔵 Калкулатор за честотите на лагерните дефекти

Бърз избор — Общ лагер Предварително зададената геометрия следва класическите конструкции на SKF/FAG (конструкция E за NU, ISO/J2 за конусни 30xxx). Броят на търкалящите се тела варира по производител и поколение — за критични диагностики въведете реалната геометрия на вашия лагер от неговия технически лист.

Скорост на вала (обороти в минута)

Брой търкалящи елементи (n)

Диаметър на топката/ролката, Bd (мм)

Делителен диаметър, Pd (mm)

Ъгъл на контакт, α (градуси)

BPFO — Външна пътека

—

BPFI — Вътрешна пътека

—

BSF — Въртене на сачма/ролка

—

FTF — Клетка (Сепаратор)

—

1× вал = — Hz | Съотношение BPFO/BPFI: —

📏 ISO 10816 Интензивност & RPM↔Hz & GMF

Скорост на вибрациите (mm/s RMS)

Клас на машината

Добро

Б Приемливо

C Аларма

D Опасност

🔄 Конвертор за обороти в минута ↔ Hz

об/мин

Честота (Hz)

1× = 25.00 Hz | 2× = 50.00 Hz | 3× = 75.00 Hz | Период = 40.00 мс

⚙️ Честота на зацепване на зъбното колело (GMF)

Обороти на вала (задвижваща предавка)

Брой зъби (задвижващо зъбно колело)

Брой зъби (задвижвано зъбно колело) — по избор, за предавателно число

Честота на зацепване на зъбните колела (GMF)

—

2× ГМФ

—

3× ГМФ

—

Предавателно число

—

Скорост на задвижващия вал

—

об/мин

Идентифициране на повреди с един поглед

Всяка механична повреда създава характерен "пръстов отпечатък" във вибрационния спектър

⚖️

Дисбаланс

1×

Доминиращ пик при скоростта на вала. Радиален. Сила ∝ скорост². Стабилна фаза.

🔧

Несъосност

2× (+ 1×, 3×)

Силен втори хармоник. Висока аксиална вибрация. 180° фаза през съединителя.

🔩

Хлабина

1×, 2×, 3×…n×

„Гора“ от хармоници. Може да показва 0.5× субхармоници.

🔵

Дефект на лагера

BPFO/BPFI/BSF

Несинхронни пикове. Странични ленти при 1×. Повишаване на нивото на шума.

⚙️

Повреда на предавката

ГМФ ± 1×

Честота на зацепване на зъбните колела със странични ленти при скорост на вала.

📊 Пълна диагностична справочна таблица

Разлом	Основна честота	Хармоници	Посока	Фазово поведение	Ключова отличителна черта
Статичен дисбаланс	1×	Ниско / никакво	Радиален (H,V)	Синфазни и двата лагера	Чиста 1× синусоида. Сила ∝ скорост².
Динамичен дисбаланс	1×	Ниско / никакво	Радиален (H,V)	~180° между лагерите	1× доминиращ, лагери извън фаза (двойка).
Паралелна несъосност	2× (≥ 1×)	1×, 3×	Радиален	180° през съединителя	2× често > 1×. Висок радиален при съединителя.
Ъглово несъосие	1×, 2×	3×	Аксиално доминиращ	180° през съединителя (аксиално)	Висока аксиална. Аксиална ≥ 50% от радиалната.
Разхлабеност на компонентите	1×, 2×… 10×+	Много (~10×)	Радиален	Нестабилен	„Гора“ от хармоници. Възможни са 0.5× субхармоници.
Структурна разхлабеност	1× или 2×	Малко над 2×	Вертикално	Нестабилен	Силна вертикална. Реагира на проверка на болта.
Външна писта (BPFO)	BPFO, 2×BPFO…	Множество BPFO	Радиален	Няма данни	Несинхронно. Няма 1× странични ленти.
Вътрешен пръстен (BPFI)	BPFI, 2×BPFI…	Множество BPFI	Радиален	Модулирано при 1×	BPFI хармоници със странични ленти ±1×.
Търкалящ се елемент (BSF)	БСФ, 2×БСФ…	Множество BSF	Радиален	Няма данни	2×BSF често > 1×BSF. Несинхронно.
Клетка (ЧПК)	FTF ≈ 0,4×	2,3× Нечетливи препятствия	Радиален	Няма данни	Основна честота < 1×; хармониците могат да надвишат 1×.
Зъбна мрежа	GMF = N × 1 ×	2,3× ГМФ	Радиално + аксиално	Модулирано при 1×	GMF със странични ленти. N = зъби.
Електрически (мотор)	2× мрежова честота	—	Радиален	Пада при изключване на захранването	100/120 Hz. Тест за незабавно падане.

Интерактивна демонстрация на FFT спектър — 17 сценария на дефекти

Изберете тип повреда, за да видите характерната времева форма на вълната и честотен спектър. Сравнете моделите, за да идентифицирате първопричината.

Базови данни

Дисбаланс

Несъосност

Хлабина

Лагери

Зъбни колела

Други

Нормални работни условия — ниски, стабилни вибрации. Малък 1× пик от остатъчен дисбаланс. Чист спектър.

Времева област (форма на вълната)

Честотен спектър (FFT)

На тази страница

Калкулатори Честоти на лагерите Интензивност на вибрациите по ISO 10816 Конвертор RPM↔Hz Честота на мрежата на зъбното колело Таблица за справка с неизправности Интерактивна демонстрация на FFT Основи на бързото преобразуване на Фурие (FFT) Вибрационни единици Техника на измерване Фазов анализ Дисбаланс (+ спектри) Разцентровка (+ спектри) Разхлабване (+ спектри) Дефекти на лагерите (+ спектри) Обвивка (демодулация) Дефекти на зъбни колела (+ спектри) Електрически повреди Проблеми с ремъчното задвижване Кавитация на помпата Маслен вихър / Маслен камшик Таблица ISO 10816 Мониторинг & тенденции Често задавани въпроси (8 въпроса)

Какво е вибрационен анализ?

Бърз отговор

Анализ на вибрациите е процес на измерване и интерпретиране на механични трептения на въртящи се машини за диагностициране на повреди без разглобяване. Използването FFT (Бързо преобразуване на Фурие), сложният вибрационен сигнал се разлага на отделни честотни компоненти. Всяка повреда създава характерен спектрален "отпечатък": дисбаланс при 1× об/мин, несъосност при 2×, разхлабване като множество хармоници, дефекти на лагерите при несинхронни честоти. Balanset-1A извършва както балансиране, така и спектрален анализ в един преносим инструмент.

Всяка ротационна машина вибрира. При здрава машина вибрацията е ниска и стабилна — нейният нормален «работен подпис». С развитието на дефектите вибрацията се променя по предвидим начин. Измервайки и анализирайки тези промени, можем да установим основната причина, да предвидим повредата и да планираме поддръжката преди катастрофален отказ. Това е основата на прогнозна поддръжка.

FFT: Ядрото на спектралния анализ

Сензор за вибрации (акселерометър) преобразува механичното трептене в електрически сигнал. Показва се с течение на времето, това е вълнова форма — сложна, привидно хаотична крива, когато има множество дефекти. FFT (бързо преобразуване на Фурие) разлага този сложен сигнал на отделни синусоидални компоненти, всеки със собствена честота и амплитуда.

Мислете за FFT като призма, разделяща бялата светлина в дъга. Сложната вълнова форма е «бяла светлина» — FFT разкрива отделните «цветове» (честоти), скрити в нея. Резултатът е вибрационен спектър - основният диагностичен инструмент.

Честота на въртене

f₁ₓ = Обороти / 60 (Hz)

1× = честота на въртене на вала — референтната честота за всички спектрални анализи

Ключови спектрални параметри

Честота (ос X, Hz): Колко често се появяват трептения. Директно свързано с източника. 1× = скорост на вала. 2× = два пъти скоростта на вала.
Амплитуда (ос Y, mm/s RMS): Интензитет на вибрациите при всяка честота. По-високи пикове = повече енергия = по-сериозно състояние.
Хармоници: Целочислени кратни на основната честота: 2× (2-ри), 3× (3-ти), 4× и др. Тяхното присъствие и относителна височина носят диагностична информация.
Фаза (°): Временна зависимост в различни точки на измерване. От съществено значение за разграничаване на дисбаланс (синфазен) от несъосност (180°).

Единици за измерване на вибрации: Изместване, Скорост, Ускорение

Вибрацията може да се измерва като три различни физични величини. Всяка от тях подчертава различни честотни диапазони, което ги прави подходящи за различни диагностични задачи. Разбирането кога да се използва коя величина е основополагащо за ефективния анализ.

📏 Изместване

µm (от пик до пик) или mil

Най-добър диапазон: 1-100 Hz

Измерва как далеч се движи повърхността. Набляга на ниските честоти — идеален за бавнооборотни машини, анализ на орбитата на вала и датчици за приближение на плъзгащи лагери. 1 mil = 25,4 µm.

📈 Скорост

мм/с (RMS)

Най-добър диапазон: 10-1000 Hz

Измерва как бързо повърхността се движи. стандартен параметър за общ мониторинг на машини съгласно ISO 10816. Плоската честотна характеристика дава еднаква тежест на повечето видове повреди. Balanset-1A измерва в mm/s RMS.

💥 Ускорение

m/s² или g (RMS/пик)

Най-добър диапазон: 500 Hz – 20 kHz

Измерва сила на вибрация. Набляга на високите честоти — идеален за ранни дефекти на лагерите, зацепване на зъбни колела и удари. 1 g = 9,80665 m/s². Използва се за анализ на обвивката/демодулация.

Кога да използвате всеки параметър

Параметър	Единица	Честотен диапазон	Най-добро за	Стандарти
Изместване	µm от пик до пик	1-100 Hz	Бавни машини (< 600 об/мин), орбита на вала, сонди за близост, лагери на плъзгащи се лагери (референтна стойност — не се измерва от Balanset-1A)	ISO 7919 (вибрации на вала)
Скорост	мм/с RMS	10-1000 Hz	Общ мониторинг на машини — дисбаланс, несъосност, хлабавост. Параметър по подразбиране. Собственият (и единствен) параметър на Balanset-1A.	ISO 10816, ISO 20816
Ускорение	g или m/s² RMS	500 Hz – 20 kHz	Ранни дефекти на лагерите, зъбно зацепване, удари, високоскоростни машини (референтна стойност — не се измерва от Balanset-1A)	ISO 15242 (вибрации на лагери)

Преобразуване при една честота

v = 2πf · d | a = 2πf · v = (2πf)² · d

d = преместване (m), v = скорост (m/s), a = ускорение (m/s²), f = честота (Hz). Всички величини трябва да използват една и съща конвенция за амплитуда (всички peak, всички peak-to-peak, или всички RMS) — смесването на преместване peak-to-peak със скорост RMS въвежда грешка от ~2,8×.

💡 Основно правило

Ако имате само един сензор и един параметър за избор — изберете скорост (mm/s RMS). Той обхваща най-широкия диапазон от често срещани неизправности с равна честотна характеристика. Balanset-1A използва това като свой основен параметър. Добавяйте измерване на ускорението само когато трябва да откривате ранни дефекти на лагери или зъбни колела при високи честоти.

Техника на измерване с Balanset-1A

📋 Спецификация за измерване на Balanset-1A

Balanset-1A измерва скорост на вибрациите, mm/s RMS (0.2–80 mm/s). Диапазон на измерване: 5-1000 Hz; сензорът е равномерен в рамките на ±10% до ~550 Hz, с компенсация на спада само на екрана над тази стойност. Спектърът на екрана (настройка "Spectrum, Hz") се простира до 8 kHz — диапазон на визуализация, а не твърдение за точност на измерването. Няма режими за преместване или ускорение, нито обвивка/демодулация — разделите за ускорение, анализ на обвивката и кавитация по-долу са справочен материал.

Разположение на сензора

Качеството на диагностиката зависи изцяло от качеството на измерването. Вибрационните сили се предават през лагерите, така че сензорите трябва да бъдат монтирани върху корпусите на лагерите - възможно най-близо до лагера, върху носещата конструкция (не капаци или охлаждащи ребра).

Подготовка на повърхността: Чиста, равна, без люспи от боя. Магнитната основа трябва да е плътно прилепнала.
Радиално хоризонтално (H): Перпендикулярно на вала, хоризонтална равнина. Често с най-висока амплитуда.
Радиална вертикална (V): Перпендикулярно на вала, вертикална равнина.
Аксиален (А): Успоредно на вала. От решаващо значение за откриване на несъосност.

💡 Двуканален диагностичен трик

Balanset-1A има 2 канала. За диагностика монтирайте и двата сензора на същият лагер — един радиален, един аксиален. Това дава едновременни радиален + аксиален спектър, позволявайки моментално откриване на разцентровка.

Режими на Balanset-1A за диагностика

F8 — Графики → раздел „F5-Spectrum (Hz)“: Пълен дисплей на спектъра чрез FFT. Основният диагностичен режим. Другите раздели на Charts — F2-Overall, F3-1x, F4-Harmonics (1x..Nx), и F6-Orbit — покриват общата вибрация, проследяването на 1×, хармоничните модели и орбитата на вала.
F5 — Виброметър: Бърза оценка. Сравнете V1s (общо RMS) с V1o (1×). Ако V1s ≈ V1o → дисбаланс. Ако V1s ≫ V1o → други повреди.
F6 — Доклади: Архив на измерванията и HTML отчети — използвайте го за съхранение на базови стойности.
F9 — Route Inspection: Направлявани маршрути за измерване с тенденциозни зони по ISO 10816-1 — за редовни обходи за наблюдение.

⚠️ V1s срещу V1o — Първа диагностична проверка

Преди балансиране, сравнете V1s с V1o. Ако V1s ≫ V1o (напр. 8 срещу 2 mm/s), повечето вибрации НЕ са от дисбаланс. Балансирането няма да го реши — разгледайте пълния спектър.

Фазов анализ — Диагностичният разграничител

Честотата ви казва какво вибрира; фазата ви казва как. Два дефекта могат да произведат идентични спектри (и двата доминирани от 1×) — само фазовият анализ ги различава. Фазата е ъгловата зависимост между вибрацията в различни точки на измерване, измерена в градуси (0°–360°).

🧭 Фаза → Таблица за справка за диагнозата

Фазова връзка	Точки на измерване	Диагноза	Обяснение
0° (във фаза)	Лагер 1 ↔ Лагер 2 (радиален)	Статичен дисбаланс	Двата лагера се движат синхронно заедно — единично тежко място в центъра на ротора. Корекция в една равнина.
~180° (антифаза)	Лагер 1 ↔ Лагер 2 (радиален)	Динамичен (двойков) дисбаланс	Лагерите се люлеят в противоположни посоки — две тежки точки в различни равнини създават люлееща двойка сили. Необходима е корекция в две равнини.
~90°	Хоризонтално ↔ Вертикално (същият лагер)	Дисбаланс (от всякакъв вид)	Нормално за дисбаланс — векторът на силата се върти заедно с вала, създавайки ~90° между H и V в една и съща точка.
~180°	Напречно на съединителя (радиално)	Паралелна несъосност	Силите на съединяване раздалечават валовете в противоположни радиални посоки. 180° от другата страна на съединителя с висок 2× е отличителният признак.
~180°	Напречно на съединителя (аксиално)	Ъглово несъосие	Валовете редуващо се избутват/дърпат аксиално. 180° аксиално през съединителя с високо 1× и 2× е определящо.
0°	Напречно на съединителя (аксиално)	Не е несъосност	И двете страни се движат в една и съща аксиална посока — вероятно термично разширение, напрежение в тръбите или мека основа. Не е ъглово несъосие.
Хаотичен / нестабилен	Всякакви съгласувани точки	Механична хлабина	Фазовите показания скачат произволно между измерванията – характерно за удари в хлабави съединения. Нестабилна фаза = хлабавост.
Бавно дрейфира	Всяка точка, с течение на времето	Резонанс или термични ефекти	Постепенното изместване на фазата по време на загряване предполага промяна на структурната твърдост с температурата (термична разцентровка).
Постоянен, не-0/180°	Лагер 1 ↔ Лагер 2	Комбиниран статичен + моментен дисбаланс	Фаза между 0° и 180° показва комбинация от статични и двойни компоненти — изисква двуравнинно балансиране.

💡 Измерване на фаза с Balanset-1A

Balanset-1A показва фазата при 1× (показанието F1° в режим на виброметър) с тахометъра като отправна точка. За да сравните фазата между два лагера, измерете всеки лагер в една и съща посока (напр. хоризонтална) с тахометъра на същата отправна маркировка. Разликата в показанията на фазата разкрива типа на дефекта. Не е необходим специален софтуер — просто извадете двете показания.

Неизправност 1: Дисбаланс

Причина: Център на масата, изместен от оста на въртене. Производствени толеранси, натрупване на отлагания, ерозия, счупена лопатка, изгубена тежест.

Спектър: Доминиращ пик точно на 1× RPM. Много ниски хармоници. Радиална вибрация. Дисбалансът сила нараства с квадрата на скоростта; амплитудата на вибрацията нараства със скоростта, като точната зависимост зависи от близостта до резонанс. Фазата е стабилна и повторяема.

Статичен дисбаланс (едноравнинен)

Чист 1× пик, синусоидална форма на вълната. И двата лагера са във фаза. Корекция в една равнина.

Статичен дисбаланс — доминиращ 1× при 25 Hz (1500 об/мин). Минимални хармоници.

Динамичен дисбаланс (двуравнинен / двоен)

Също 1× доминиращ, но лагерите са ~180° извън фаза. Необходима е корекция в две равнини.

Динамичен дисбаланс — 1× доминиращ. Спектърът е подобен на статичния, но фазата се различава при лагерите.

Действие: Изпълнете балансиране на ротора с Balanset-1A. Толеранс от клас G на ISO 1940-1.

Неизправност 2: Несъосност на вала

Причина: Осите на свързаните валове не съвпадат. Могат да бъдат успоредни (изместени) или ъглови (наклонени), обикновено и двете.

Паралелна несъосност (радиална)

Високо 1× и 2× в радиална посока. 2× често ≥ 1×. Фазово изместване от 180° при съединителя.

Паралелно несъосност — радиална посока. Силно 1× и 2× с незначително 3×.

Ъглово несъосие — радиално

1× и 2× присъстват едновременно в радиалната посока — всяка от тях може да доминира, така че само радиалният спектър не е достатъчен за заключение. Аксиалното измерване решава.

Ъглова разцентровка — радиална (R). И 1×, и 2× са повишени (2× > 1× в този пример).

Ъглово несъосие — аксиално

Аксиална вибрация ≥ 50% от радиалната, обикновено доминирана от 1× с повишени 2× и 3×. Фазова разлика от 180° през съединителя в аксиална посока. Това е ключовото различаващо измерване.

Ъглова разцентровка — аксиална (A). Доминираща 1× със силни 2× и 3× в аксиална посока.

Действие: Балансирането НЯМА да помогне. Спрете машината и извършете центровка на вала. След това проверете отново вибрациите.

Неизправност 3: Механична хлабина

Причина: Загуба на структурна твърдост — разхлабени болтове, пукнатини във фундамента, износени лагерни легла, прекомерни хлабини.

Разхлабване на компонентите

„Гора“ от хармоници — 1×, 2×, 3×, 4×… до 10×+ с намаляваща амплитуда. Може да показва 0.5× субхармоници.

Разхлабване на компонент — множество хармоници от 1× до 10×. Обърнете внимание на субхармониката в областта 0.4–0.5×.

Структурна разхлабеност

1× и/или 2× доминиращи. Малко висши хармоници. Силна вертикална вибрация.

Структурна разхлабеност — доминират 1× и 2×. Минимални висши хармоници.

Действие: Проверете и затегнете монтажните болтове. Проверете основата. Винаги проверявайте хлабината. преди балансиране.

Неизправност 4: Дефекти на търкалящите лагери

Причина: Питинг, лющене, износване на пътеките на търкаляне, търкалящите елементи или сепаратора.

Честоти на дефекти на лагери

BPFO = (n/2)(1 − Bd/Pd·cos α) · f_s
BPFI = (n/2)(1 + Bd/Pd·cos α) · f_s
BSF = (Pd/2Bd)(1 − (Bd/Pd·cos α)²) · f_s
FTF = ½(1 − Bd/Pd·cos α) · f_s

n = търкалящи елементи | Bd = диаметър на топката | Pd = делителен диаметър | α = ъгъл на контакт | f_s = Обороти/60

Дефект на външната писта (BPFO)

Серия от пикове при BPFO, 2×BPFO, 3×BPFO… Няма странични ленти 1× (стационарен пръстен). Най-често срещаната повреда на лагера.

Дефект на външната писта — хармоници на BPFO при несинхронни честоти. Няма странични ленти.

Дефект на вътрешния пръстен (BPFI)

BPFI хармоници с ±1× странични ленти (въртящ се пръстен, модулация на зоната на натоварване). Моделът на страничната лента е ключовият идентификатор.

Дефект на вътрешния пръстен — BPFI хармоници с ±1× странични ленти (по-малки пикове, ограждащи основните пикове).

Дефект на търкалящия елемент (BSF)

BSF хармоници. 2×BSF често доминират. Несинхронни. Често са съпроводени с повреди по пътеката.

Дефект на търкалящия елемент — BSF хармоници. Забележете, че 2×BSF е най-висок (повреда на два елемента).

Дефект на клетката (FTF)

Субсинхронна основна честота (FTF ≈ 0.4× скоростта на вала); нейните хармоници могат да достигнат над 1×. Ниска честота. Често съпътства други повреди на лагерите.

Дефект на сепаратора — основната честота FTF е субсинхронна (под 1×); нейните хармоници могат да достигнат над 1× скоростта на вала.

Прогресия на дефекта на лагера (4 етапа)

Етап 1 — Подповърхностен: Ултразвукова / акустично-емисионна зона (приблизително 20–60 kHz). Не се вижда при стандартен FFT. Открива се чрез енергия на пиковете / обвивка.

Етап 2 — Ранен дефект: Ударите възбуждат собствените честоти на лагера (приблизително 500–2000 Hz); дискретните честоти на дефекти (BPFO, BPFI) се появяват с ниска амплитуда към края на този етап. Balanset-1A надеждно улавя дискретните честоти на дефекти (десетки до стотици Hz) от края на Етап 2 нататък.

Етап 3 — Напреднал: Множество хармоници. Развиват се странични ленти. Шумовото дъно се повишава.

Етап 4 — Напреднал: Широколентов шум. Честотите на лагерите могат да изчезнат в шум. Спешна подмяна.

Анализ на обвивката (демодулация) — ранно откриване на дефекти в лагерите

Стандартният анализ на спектъра чрез FFT открива дефекти на лагерите от края на Етап 2 нататък. Преди това ударите на лагера са твърде слаби — и с твърде висока честота — за да се появят над шумовия фон. Анализ на обвивката (наричано още демодулация или високочестотно откриване, HFD) разширява откриването до много по-ранни етапи.

Как работи

Когато търкалящ се елемент удари дефект, той генерира кратък ударен импулс, който възбужда високочестотни структурни резонанси (обикновено 5–20 kHz). Тези резонанси "звънят" за кратко при всеки удар. Анализът на обвивката работи в три стъпки:

Лентов филтър: Изолирайте високочестотната резонансна лента (напр. 5–15 kHz), където ударите звънят.
Изправяне и обвивка: Извлечете модела на амплитудна модулация — "обвивката", която следва пиковете на звъненето.
FFT на обвивката: Приложете FFT към сигнала на обвивката. Резултатът показва честота на повторение на ударите — което е равно на честотите на дефектите на лагерите (BPFO, BPFI, BSF, FTF).

Защо обвивките разпознават по-рано

В суровия спектър, слабо въздействие при BPFO може да произведе 0,1 mm/s – невидимо сред машинния шум от 2 mm/s. Но същото това въздействие възбужда резонанс при 8 kHz, където няма друг източник на вибрации. След демодулация, моделът на повторение на BPFO се очертава ясно от чист фон.

Свързани параметри

Енергия на шипа (SE): Общо измерване на енергията на високочестотния удар. Скаларна трендова стойност. Подходящо за скрининг "go/no-go".
gSE / HFD / PeakVue: Специфични за доставчика имена за параметри, получени от обвивката. Всички базирани на един и същ принцип.
Анализ на обвивката на ускорението: Balanset-1A измерва в скорост (mm/s). За пълен анализ на обвивката е идеален специализиран анализатор с вход за ускорение и възможност за лентово филтриране. Въпреки това, FFT на Balanset-1A все още може ефективно да открива дискретни честоти на дефекти в лагерите в стандартния спектър на скоростта от края на Етап 2 нататък.

Спектър на обвивката на дефекта на вътрешната пътечка — хармониците на BPFI се виждат ясно от демодулирания високочестотен сигнал. Сравнете със спектъра на необработената скорост, където те може да са скрити в шум.

Действие: Проверете смазването. Планирайте подмяна на лагера. Увеличете честотата на наблюдение.

Неизправност 5: Дефекти на зъбните колела

Причина: Износени, ямковидни или счупени зъби. Ексцентрицитет на зъбното колело. GMF = брой зъби × обороти на вала / 60.

Ексцентричност на зъбното колело

GMF със странични ленти при ±1× скорост на вала. 1× на зъбното колело може също да бъде повишен.

Ексцентрицитет на зъбното колело — GMF при 500 Hz с ±1× странични ленти. Повишено 1×.

Износване/повреди на зъбите на зъбното колело

Множество GMF хармоници с плътни странични ленти. Тежестта нараства с броя на страничните ленти и тяхната амплитуда.

Износване на зъбно колело — GMF и 2×GMF с множество странични ленти на интервали от 1×.

Действие: Проверете маслото на скоростната кутия за метални частици. Насрочете проверка. Следете тенденцията на страничните ленти на GMF.

Неизправност 6: Електрически неизправности (Двигатели)

Електромагнитните повреди причиняват вибрации в 2× мрежова честота (100 Hz при мрежи 50 Hz, 120 Hz при 60 Hz). Критичен тест: вибрацията изчезва мигновено при прекъсване на захранването. Механичните повреди отшумяват постепенно.

Ексцентричност на статора: 2× мрежова честота, постоянна амплитуда.
Дефекти на роторната пръчка: Странични ленти около работната скорост 1× на разстояние, равно на честотата на преминаване на полюсите (плъзгане × брой полюси — обикновено 0,5–2 Hz, затова е необходима фина честотна разделителна способност, за да се разделят). Може да се появи и честота на преминаване на прътите на ротора (брой прътове × скорост на вала) със странични ленти при 2× честотата на мрежата.
Меко стъпало: Вибрацията се променя, когато отделните крачета на двигателя се разхлабят.

Неизправност 7: Проблеми с ремъчното задвижване

Причина: Износени, неправилно подравнени или неправилно опънати ремъци. Ремъчните задвижвания генерират вибрации в честота на преминаване на ремъка, което обикновено е субсинхронна честота (под 1× скорост на вала), тъй като ремъкът е по-дълъг от обиколката на ролката.

Честота на ремъка

f_колан = (π · D · об/мин) / (60 · L)

D = диаметър на шайбата (m) | L = дължина на ремъка (m) | RPM = обороти на шайбата

Общи подписи на колани

Износване / дефект на ремъка: Пикове при честота на ремъка (f_колан) и неговите хармоници (2×, 3×, 4× f_колан). Основната честота се появява под 1× скоростта на вала — субсинхронният пик е ключовият индикатор; по-високите хармоници могат да се разпростират над 1×.
Несъосност на ремъчната предавка: Повишена аксиална вибрация при 1× и 2× скорост на вала. Подобно на несъосността на вала, но ограничено до машина с ремъчно задвижване.
Неправилно натягане: Висока 1× вибрация, която се променя драстично с регулирането на опъването на ремъка. Преопънатите ремъци увеличават натоварването на лагерите; разхлабените ремъци причиняват пляскане и пикове на честотата на ремъка.
Резонанс: Собствената честота на ремъка ("трептене") може да бъде възбудена, ако резонансът на обхвата на ремъка съвпадне с работната скорост. Вижда се като широк пик при собствената честота на ремъка.

Дефект на ремъчна предавка — основната честота на ремъка е субсинхронна; нейните хармоници достигат до и над 1× скоростта на вала (25 Hz).

Действие: Проверете състоянието на ремъка, опъването и подравняването на шкивите. Сменете износените ремъци. При повтарящи се проблеми проверете подравняването на шкивите с лазерен инструмент или линийка.

Неизправност 8: Кавитация на помпата

Причина: Парните мехурчета се образуват и колабират бурно, когато локалното налягане падне под парното налягане на течността — обикновено на всмукателната точка на помпата. Всяко колабиране на мехурче създава микроудар. Хиляди колабирания в секунда генерират характерен широколентов шум.

Спектрална сигнатура

Широколентова енергия: За разлика от механичните дефекти (които произвеждат дискретни пикове), кавитацията генерира повишен, неравномерен шумов фон, разпределен в широка честотна лента — на диаграмата по-долу, от около 200 Hz до края на показания диапазон. Спектърът прилича на «гърбица» или повдигнато плато, а не на остри пикове.
Случайни, непериодични: Няма хармоници, няма връзка със скоростта на вала. Шумът звучи като "чакъл" или "пращене" – чува се дори без инструменти.
Нискочестотни ефекти: Силната кавитация може също да причини нестабилност при 1× и широколентов нискочестотен шум от турбулентността на потока.

Кавитация на помпата — широколентов високочестотен шум (повдигнат под над 200 Hz). Няма отделни пикове — контраст с дефекти на лагерите, които показват специфични честоти.

Действие: Увеличете всмукателното налягане (понижете помпата, отворете всмукателния клапан, намалете загубите в смукателната тръба). Проверете NPSH (нетна положителна всмукателна напорна височина)._{наличен} спрямо NPSH_{изисква се}. Намалете скоростта на помпата, ако е възможно. Кавитацията причинява бързо увреждане от ерозия — не я пренебрегвайте.

Неизправност 9: Маслен вихър и маслен камшик (плъзгащи лагери)

Причина: Нестабилност на маслен филм в плъзгащи (втулкови) лагери. Клинът на масления филм принуждава вала да описва орбита в хлабината на лагера при субсинхронна честота. Това се различава от дефектите на търкалящите лагери и се проявява само в гладки/плъзгащи лагери. Дисплей на орбитата на вала — то F8 — Графики → раздел F6-Orbit на Balanset-1A — е класическият начин за наблюдение на поведението на плъзгащите лагери.

Маслен вихър

Честота: Приблизително 0,42× до 0,48× скорост на вала (често цитирана като ~0,43×). Това е субсинхронен пик, който проследява скоростта на вала — ако оборотите се увеличат, честотата на вихрушката се увеличава пропорционално.
Спектър: Единичен пик при ~0.43×, който се измества със скорост. Амплитудата може да е умерена.
Състояние: Предвестник на маслен камшик. Обикновено не е веднага разрушителен, но показва нестабилност.

Маслен камшик

Честота: Заключва се върху първата критична на ротора собствена честота (критична скорост). За разлика от вихренето, тя НЕ следи скоростта на вала — честотата остава постоянна с промяната на оборотите.
Спектър: Голям субсинхронен пик при първата критична скорост на ротора. Амплитудата може да бъде много висока — разрушителна.
Състояние: Опасно. Необходими са незабавни действия. Може да доведе до разрушаване на лагера и повреда на вала.

Маслен вихър — субсинхронен пик при ~0,43× скорост на вала (≈ 10,7 Hz за 1500 об/мин). Различен от 0,5× хлабавост.

⚠️ Маслена вихрушка срещу разхлабване — как да се различат

И двете произвеждат субсинхронни пикове, но: Маслен вихър се намира при ~0.42–0.48× (не точно половин ред), докато разхлабеност генерира пикове точно на 0.5×, 1.5×, 2.5× — точни половин-редови дроби. И двете следват скоростта на вала при нейната промяна; тази, която не скоростта на проследяване е масло камшик, която се заключва към първата критична честота на ротора. Маслена вихрушка (oil whirl) се проявява само в плъзгащи (втулкови) лагери — ако машината има търкалящи лагери, не може да е маслена вихрушка.

Действие: При маслен вихър: проверете хлабината на лагера, вискозитета на маслото и натоварването. Увеличете натоварването на лагера или променете вискозитета на маслото. При маслен удар: незабавно намалете скоростта под критичния праг. Консултирайте се със специалист по динамика на ротора.

ISO 10816 Интензивност на вибрациите — таблица за класификация

ISO 10816-1 (общата част от серията ISO 10816, заменена от ISO 20816, но все още широко цитирана) определя зони на тежест на вибрациите за четири класа машини. Вибрацията се измерва като скорост в mm/s RMS върху корпусите на лагерите. Таблицата по-долу показва всички граници на зоните за всичките четири класа — използвайте я като бърза справка при оценка на измерванията. Обърнете внимание, че ISO 10816-3 (сега ISO 20816-3), който обхваща промишлени машини над 15 kW, работещи при 120–15 000 RPM, използва различна схема — две групи машини с класове на твърда или гъвкава опора — вместо показаните тук Класове I–IV.

📋 Зони на тежест на вибрациите по ISO 10816-1 — Машинни класове I–IV (mm/s RMS)

Клас на машината	Zone A Добър	Zone B Приемливо	Zone C Сигнал	Зона D Опасност
Клас I Малки машини ≤ 15 kW (помпи, вентилатори, компресори)	≤ 0,71	0,71 – 1,8	1,8 – 4,5	> 4,5
Клас II Средни машини 15–75 kW (без специална основа)	≤ 1,12	1,12 – 2,8	2,8 – 7,1	> 7,1
Клас III Големи машини > 75 kW (твърда основа)	≤ 1,8	1,8 – 4,5	4,5 – 11,2	> 11.2
Клас IV Големи машини > 75 kW (гъвкава основа, например стоманена рамка)	≤ 2,8	2,8 – 7,1	7.1 - 18	> 18

📌 Как да използвате тази таблица

Стъпка 1: Определете класа на вашата машина по мощност и тип фундамент.
Стъпка 2: Измерете общата скорост на вибрациите (mm/s RMS) на всеки корпус на лагера в радиална посока.
Стъпка 3: Намерете зоната. Zone A = новопусната в експлоатация или отлично. Zone B = неограничена дългосрочна експлоатация. Zone C = приемливо само за ограничени периоди — планирайте поддръжка. Зона D = възниква повреда — спрете машината възможно най-скоро.

Запомнете: тенденциите са по-важни от абсолютните стойности. Машина, работеща при 2,4 mm/s (Зона B за Клас II), която преди е била на 1,2 mm/s, се е удвоила — разследвайте причината, дори и да остава «приемлива». Режимът на вибромер (F5) на Balanset-1A показва общата скорост V1s за незабавна оценка на зоната.

⚠️ ISO 10816 срещу ISO 20816

Стандартът ISO 10816 беше официално заменен от ISO 20816 (публикуван 2016–2022 г.). Границите на зоните остават сходни за повечето типове машини, но ISO 20816 добавя критерии за оценка на изместването и разширява специфичните за машината части. На практика стойностите на ISO 10816 остават стандартът за отправна точка в индустрията. Както Balanset-1A, така и повечето индустриални програми за вибрации все още използват зони по ISO 10816.

От измерване към мониторинг

Анализ на тенденциите

Един единствен спектър е моментна снимка. Силата на вибрационния анализ е анализ на тенденциите — проследяване на промените във времето.

Създайте базова линия: Измерете ново или известно изправно оборудване. Запазете спектрите — на Balanset-1A F6 — Доклади архивът съхранява измерванията и HTML отчетите.
Установете интервали: Критично: седмично. Стандартно: месечно. Спомагателно: тримесечно.
Осигурете повторяемост: Същите точки, същите посоки, същите условия на работа.
Проследяване на промените: Двукратно увеличение спрямо изходното ниво е значително, дори ако е в ISO зона А.
Използвайте маршрути за измерване: На Balanset-1A F9 — Route Inspection направлява повторяеми измервателни обходи и сравнява тенденциите на показанията спрямо зоните на ISO 10816-1.

Алгоритъм за вземане на решения

Получете качествен спектър (F8 диаграми, радиални + аксиални).
Определете най-високия връх – това е доминиращият проблем.
Съответствие с типа на дефекта:
- 1× доминира → Дисбаланс → Баланс с Balanset-1A.
- 2× доминира + висока аксиална → Несъосност → Прецентрирайте валовете.
- Много хармоници → Разхлабване → Проверете и затегнете.
- Несинхронни пикове → Лагер → План за подмяна.
- GMF + странични ленти → Скоростна кутия → Проверете маслото, огледайте скоростната кутия.
Първо отстранете доминиращата повреда — вторичните симптоми често изчезват.

← Обратно към Решения

Често задавани въпроси — Анализ на вибрациите

▸ Какво е вибрационен анализ?

Процесът на измерване и интерпретиране на механични трептения за диагностициране на повреди в машините без разглобяване. FFT разлага сложните вибрации на честотни компоненти. Всяка повреда създава характерен спектрален "отпечатък" – дисбаланс при 1× RPM, несъосност при 2×, хлабавост като множество хармоници, дефекти на лагери при несинхронни честоти.

▸ Как да различа дисбаланса от несъосността?

Дисбаланс: доминиращ пик 1×, радиален, стабилна фаза, амплитуда, нарастваща със скоростта (сила ∝ скорост²). Несъответствие: значителен компонент 2× (често ≥ 1×), висока аксиална вибрация, фазово изместване от 180° от двете страни на съединителя.

▸ Какви са честотите на дефектите на лагерите?

Честоти, генерирани при преминаване на търкалящи елементи върху дефекти. BPFO = външен пръстен, BPFI = вътрешен пръстен, BSF = сачма/ролка, FTF = клетка. Те НЕ са целочислени кратни на скоростта на вала. Използвайте калкулатора за честота на лагерите по-горе.

▸ Какво е добро ниво на вибрации?

ISO 10816-1 зони за Клас II (15–75 kW): A < 1,12, B < 2,8, C < 7,1, D > 7,1 mm/s RMS. Тенденциите имат по-голямо значение — увеличение 2× спрямо базовата стойност е значимо дори в Зона A.

▸ Може ли Balanset-1A да извършва вибрационен анализ?

Да. 2-канален анализатор на спектъра чрез FFT (F8 — Charts, раздел «F5-Spectrum (Hz)»), вибромер (F5). Монтирайте и двата сензора радиално+аксиално на един лагер за незабавно откриване на разцентроване.

▸ Форма на вълната във времето срещу FFT спектър?

Формата на вълната показва амплитуда спрямо времето — сложно, когато множество дефекти се припокриват. FFT се разлага на отделни честоти (като призма, разделяща светлината). Всеки спектрален пик = един източник на вибрации.

▸ Колко често трябва да измервам вибрациите?

Критично: седмично. Стандартно: месечно. Спомагателно: тримесечно. След поддръжка: незабавно. Последователността е ключова — едни и същи точки, посоки, условия.

▸ Какво причинява 0,5× (субхармонична) вибрация?

Силно механично разхлабване, маслен вихър в плъзгащи лагери или пукнат вал. Пикове от половин порядък (0,5×, 1,5×) възникват от удари на всеки втори оборот. Сериозно състояние — необходимо е незабавно внимание.

Първо диагностицирай — после балансирай

Balanset-1A е едновременно 2-канален вибрационен анализатор и прецизен полеви балансьор. Идентифицирайте дефекта по спектъра, след което го отстранете — всичко с един уред.

Преглед на оборудването →

Вибрационен анализ на машини – Диагностични спектрални сигнатури на често срещани повреди