Pochopení frekvence ve vibrační analýze

Definice: Co je vibrační frekvence?

Frekvence je mírou toho, jak často se opakující se událost opakuje v dané časové jednotce. Ve vibrační analýze kvantifikuje, „jak rychle“ objekt kmitá nebo vibruje. Je to nejdůležitější parametr pro diagnostiku příčiny problému se strojním zařízením. Zatímco amplituda nám říká *závažnost* vibrací, frekvence nám říká *zdroj*.

Diagnostická síla frekvence

Základním principem vibrační diagnostiky je, že různé mechanické a elektrické komponenty generují vibrace na specifických, předvídatelných frekvencích, když začnou selhávat. Identifikací frekvencí přítomných ve vibračním podpisu stroje může analytik přesně určit komponentu, která problém způsobuje. Je to analogické s tím, jak lékař používá stetoskop k poslechu specifických zvuků, které naznačují různé zdravotní stavy.

Každá potenciální porucha má charakteristický frekvenční podpis:

• Problém s celou rotační sestavou, jako například nevyváženost, zobrazí se na frekvenci otáčení hřídele (1x rychlost chodu).
• Problém související s vyrovnáním dvou hřídelí, například nesouosost, se obvykle objeví při dvojnásobné rychlosti běhu (2x).
• Vada na valivém tělese ložisko bude generovat frekvence na základě své přesné geometrie a otáček hřídele.
• Problémy s ozubená kola vytvoří signály na frekvenci záběru ozubeného kola (GMF), což je počet zubů vynásobený rychlostí ozubeného kola.

Jednotky frekvence

Frekvence se vyjadřuje v několika různých jednotkách a je důležité je všechny znát:

1. Hertz (Hz)

Toto je standardní mezinárodní jednotka (SI) pro frekvenci. Jeden hertz se rovná jednomu cyklu za sekundu. Toto je nejběžnější jednotka používaná v technickém a vědeckém kontextu.

2. Cykly za minutu (CPM)

CPM se široce používá v průmyslové údržbě, protože přímo souvisí s rychlostí otáčení strojů, která se obvykle měří v otáčkách za minutu (RPM). Vzhledem k tomu, že jedna minuta má 60 sekund, je převod jednoduchý:

CPM = Hz × 60

Například vibrace o frekvenci 30 Hz se rovnají 1 800 CPM.

3. Objednávky

Řády jsou násobky primární rychlosti stroje. Samotná rychlost je 1. řádu. Vibrace s dvojnásobnou rychlostí je 2. řádu, trojnásobná je 3. řádu a tak dále. To je obzvláště užitečné pro analýzu strojů, které mění rychlost, protože řády zůstanou konstantní, i když se změní absolutní frekvence v Hz nebo CPM. Například nevyváženost bude vždy 1. řádu, bez ohledu na rychlost stroje.

Jak se určuje frekvence?

Frekvence přítomné ve vibračním signálu jsou identifikovány pomocí Rychlá Fourierova transformace (FFT)Akcelerometr shromažďuje nezpracovaný signál časového průběhu a algoritmus FFT tento signál zpracovává a vytváří frekvenční spektrum. Toto spektrum je graf, který jasně zobrazuje všechny jednotlivé frekvence tvořící komplexní vibrace, což analytikovi umožňuje identifikovat vrcholy a přiřadit je k potenciálním zdrojům poruch.

Vztah mezi frekvencí, rychlostí a zrychlením

Pro danou úroveň vibrační energie jsou amplitudy posunutí, rychlosti a zrychlení vysoce závislé na frekvenci. Proto se pro různé frekvenční rozsahy preferují různé měrné jednotky:

• Nízké frekvence: Posun je nejvyšší.
• Střední frekvence: Rychlost je nejvyšší.
• Vysoké frekvence: Zrychlení je nejvyšší.

Pochopení frekvence je klíčem k odemknutí diagnostického potenciálu vibrační analýzy a transformaci nezpracovaných dat do praktických informací o údržbě.

← Zpět na hlavní index