Pochopení holospectra

Zařízení

Přenosný vyvažovač a analyzátor vibrací Balanset-1A

$2,358.31

Díly

Snímač vibrací

$107.47

Díly

Optický senzor (laserový otáčkoměr)

$148.07

Zařízení

Balanset-4

$8,123.32

Díly

Magnetický stojan Insize-60-kgf

$54.93

Díly

Reflexní páska

$11.94

Zařízení

Dynamický balancer "Balanset-1A" OEM

$2,071.73

Definice: Co je holospektrum?

Holospektrum (nazývané také plné spektrum) je pokročilá technika frekvenční analýzy v dynamika rotoru který zpracovává současně osy X a Y (horizontální a vertikální) vibrace měření pro rozdělení pohybu hřídele na dopředné precesní složky (oběh ve stejném směru jako rotace) a zpětné precesní složky (oběh v opačném směru jako rotace). Na rozdíl od konvenčních spektra Holospektrum, které zobrazuje pouze velikost vibrací, zobrazuje jak kladné (vpřed), tak záporné (vzad) frekvence a poskytuje tak kompletní informace o směru orbitálního pohybu rotoru, což je klíčové pro diagnostiku nestabilit, identifikaci vynucených vs. samobuzených vibrací a charakterizaci dynamického chování rotoru.

Holospectrum se používá především s sonda přiblížení měření (páry XY) na kritických turbínových strojích, odhalující jevy neviditelné ve standardních jednoosých spektrech. Jedná se o diagnostický nástroj na expertní úrovni pro specialisty na dynamiku rotorů, kteří řeší složité problémy s vibracemi v turbínách, kompresorech a generátorech.

Teoretický základ

Precese vpřed vs. vzad

• Dopředná precese: Střed hřídele obíhá ve stejném směru jako rotace hřídele (nejběžnější)
• Zpětná precese: Hřídel se otáčí v opačném směru, než je směr otáčení (označuje specifické problémy)
• Význam: Směr označuje mechanismus buzení a typ poruchy

Standardní omezení spektra

• Jednoosá FFT nedokáže rozlišit směr dopředu a dozadu
• Obě se jeví jako složka stejné frekvence
• Informace o směru ztraceny
• Nejednoznačnost ve výkladu

Holospektrální řešení

• Zpracovává měření XY společně
• Matematicky odděluje směrové složky
• Vpřed: kladné frekvence
• Zpět: negativní frekvence
• Kompletní charakterizace pohybu rotoru

Aplikace a diagnostika

Diagnóza nestability

• Olejový vír/šlehač: Objevuje se na záporných frekvencích (zpočátku zpětná precese)
• Parní vír: Subsynchronní zpětná složka
• Identifikace: Holospectrum okamžitě identifikuje nestabilitu vs. nevyváženost

Vynucené vs. samobuzené vibrace

• Nevyváženost (vynucená): Silná složka dopředu při 1×, minimální složka dozadu
• Nestabilita (samovzbuzená): Významná zpětná složka
• Rozdíl: Jasný v holospektru, nejednoznačný ve standardním spektru

Detekce tření rotoru

• Tření často vytváří obrácené komponenty
• Třecí síly pohánějí reverzní precesi
• Holospectrum odhaluje zpětný pohyb související s třením

Gyroskopické efekty

• Režimy víření vpřed a vzad odděleně na různých frekvencích
• Holospectrum jasně ukazuje oba režimy
• Ověřuje dynamické modely rotoru

Požadavky na data

Dvojice měření XY

• Vyžadují se dvě kolmá měření vibrací
• Typicky z páru bezdotykových sond XY
• Musí být prostorově od sebe vzdáleny 90°
• Synchronizované vzorkování je nezbytné

Relativní fáze

• Kvadraturní vztah mezi X a Y umožňuje určení směru
• X předbíhá Y o 90° → dopředu
• X zaostává za Y o 90° → dozadu
• Fázová přesnost je kritická

Výklad

Holospektrální displej

• Vodorovná osa: Frekvence (kladná pro směr vpřed, záporná pro směr vzad)
• Vertikální osa: Amplituda
• Nulové centrum: Nulová frekvence ve středu grafu
• Pravá strana: Složky dopředné precese (+1×, +2× atd.)
• Levá strana: Složky zpětné precese (-1×, -2× atd.)

Typické vzorce

Zdravý rotor

• Velká složka vpřed při +1× (nevyváženost)
• Malé nebo žádné zpětné komponenty
• Označuje normální vynucené vibrace

Olejový vír

• Významná složka při záporné subsynchronní frekvenci
• Příklad: -0,45× (dozadu při 45% otáček rotoru)
• Diagnostika nestability vyvolané ložiskem

Nesprávné zarovnání

• Silná +2× útočná složka
• Minimální pozpátku
• Potvrzuje vynucené vibrace způsobené nesouosostí

Výhody

Diagnostická jasnost

• Okamžitě rozlišuje nestabilitu od nerovnováhy
• Identifikuje podmínky tření rotoru
• Charakterizuje složitý pohyb rotoru
• Snižuje diagnostickou nejednoznačnost

Úplnost

• Úplné informace o orbitálním pohybu
• Žádná ztráta informací (oproti analýze jedné osy)
• Kompletní dynamický obraz rotoru

Omezení

Vyžaduje měření XY

• Nelze použít pro data z jedné osy
• Vyžaduje páry přibližovacích sond nebo synchronizované akcelerometry
• Dražší přístrojové vybavení

Složitost

• Složitější než standardní spektrum
• Vyžaduje pochopení konceptů precese
• Tlumočení vyžaduje odborné znalosti
• Není to rutinní technika analýzy

Omezené použití

• Primárně pro problémy s dynamikou rotoru
• Méně užitečné pro vady ložisek, ozubená kola
• Specializovaný nástroj, ne univerzální

Kdy použít holospektrum

Vhodné případy

• Podezření na nestabilitu rotoru
• Vyšetřování subsynchronních vibrací
• Diagnóza oděru
• Řešení kritických problémů s turbosoustrojími
• Ověření dynamiky rotoru

Není potřeba pro

• Běžná nevyváženost nebo špatné srovnání
• Analýza vad ložisek
• Měření v jedné ose
• Obecné průzkumy strojů

Analýza holospektra je pokročilá diagnostická technika dynamiky rotoru, která poskytuje kompletní charakterizaci orbitálního pohybu oddělením složek precese vpřed a vzad. I když vyžaduje specializovaná měření XY a odborné znalosti, holospektra poskytuje jedinečné diagnostické poznatky – zejména pro nestability a tření – které nelze získat konvenční spektrální analýzou v jedné ose, což z ní činí nezbytný nástroj pro specializovanou analýzu složitých problémů dynamiky rotoru v kritických turbínových strojích.

---

← Zpět na hlavní index