Pochopení fázové analýzy vibrací

Definice: Co je vibrační fáze?

Fáze je měření, které popisuje časový vztah mezi dvěma signály nebo častěji načasování vibračního signálu vzhledem ke specifickému referenčnímu bodu na rotující hřídeli. Je to míra, „kde“ vibrace probíhají ve vztahu k rotaci hřídele. Fáze se obvykle měří ve stupních, od 0° do 360°, což představuje jednu celou otáčku hřídele.

Zatímco amplituda nám říká, „jak silně“ stroj vibruje, a frekvence nám říká, „jak rychle“, fáze nám říká, „jak se pohybuje“. Díky tomu je fáze mocným nástrojem pro rozlišení mezi různými poruchami, které se mohou vyskytnout na stejné frekvenci.

Jak se měří fáze?

Pro měření fáze jsou potřeba dva signály:

1. Vibrační signál: Toto je primární signál z akcelerometru nebo bezdotykové sondy, která měří vibrace stroje.
2. Referenční signál: Jedná se o časovací impuls, který se vydává jednou za otáčku a tachometrOtáčkoměr je namířen na reflexní pásku nebo drážku pro pero na hřídeli a pokaždé, když tato referenční značka projde kolem senzoru, generuje přesný impuls.

Analyzátor vibrací poté měří časové zpoždění mezi impulsem otáčkoměru a prvním kladným vrcholem vibračního signálu na specifické frekvenci (obvykle 1x rychlost chodu). Toto časové zpoždění převede na úhel, což je fázový údaj. Fázový údaj 90° znamená, že vibrační vrchol se objeví čtvrtinu otáčky poté, co referenční značka projde otáčkoměrem.

Diagnostická síla fázové analýzy

Fáze není jen číslo; poskytuje důležité informace o charakteru pohybu. Odečtením fázových hodnot na různých místech stroje může analytik potvrdit nebo vyloučit specifické diagnózy.

Potvrzení nevyváženosti

Klasický případ jednoduché nevyváženosti bude vykazovat podobné fázové hodnoty (obvykle v rozmezí ±30°) při měření ve stejném radiálním směru (např. horizontálním) na obou ložiskách rotoru. To naznačuje, že se celý rotor pohybuje společně, je „tažen“ stejným směrem ve stejnou dobu těžkým místem.

Diagnostika nesprávného zarovnání

Fáze je jedním z nejpřesnějších způsobů diagnostiky nesouososti hřídele. Pokud se měření axiální fáze provádějí na obou stranách spojky, Fázový posun o 180° (±30°) je učebnicový ukazatel úhlového vychýlení. Tato hodnota ukazuje, že když se jedna hřídel pohybuje dovnitř (kladná axiální osa), druhá hřídel se pohybuje ven (záporná axiální osa), což je jasným znakem otočného pohybu spojky.

Rozlišování nevyváženosti od ohnuté hřídele

Jak nevyváženost, tak ohnutý hřídel mohou způsobit vysoké vibrace s otáčkami 1x RPM. Fázová analýza je dokáže rozlišit. Odečtením axiálních fázových hodnot na obou koncích stejného hřídele motoru nebo čerpadla indikuje fázový rozdíl 180°, že je hřídel ohnutá. Konce se při otáčení „oblouku“ pohybují v opačných směrech.

Identifikace strukturálních uvolnění nebo prasklých základů

Pokud jsou fázové hodnoty nepravidelné, nestabilní nebo neopakovatelné, často to naznačuje mechanické uvolnění. Pokud se fázové hodnoty při porovnání paty stroje s jeho základní deskou výrazně změní, signalizuje to uvolněný kotevní šroub nebo prasklý základ.

Potvrzení rezonance

Jakmile rychlost stroje projde rezonancí (kritickou rychlostí), fáze vibrace 1x se charakteristicky posune o 90° přesně v bodě rezonančního vrcholu a při průchodu celou rezonanční oblastí se posune o plných 180°. Toto je definitivní způsob, jak potvrdit rezonanční stav.

Kritický nástroj pro vyvažování

Fáze je také nezbytná pro vyvažování rotoruFázový údaj přímo indikuje úhlovou polohu „těžkého místa“ na rotoru vzhledem k referenční značce. To technikovi sděluje, kam přesně umístit korekční závaží, aby se vyrovnala nevyváženost.

Stručně řečeno, bez fázového měření pracuje vibrační analytik pouze s částí obrazu. Fázová analýza poskytuje klíčový kontext o tom, jak se stroj pohybuje, což umožňuje mnohem vyšší stupeň diagnostické jistoty.

← Zpět na hlavní index