Pochopení fázového úhlu ve vibracích

Zařízení

Přenosný vyvažovač a analyzátor vibrací Balanset-1A

Díly

Optický senzor (laserový otáčkoměr)

Kompletní sada pro vibrační diagnostiku a vyvažování od společnosti Vibromera, včetně čtyř vibračních senzorů s kabely, modulu signálního rozhraní, laserového otáčkoměru s magnetickým stojanem, digitální váhy, USB kabelu a přepravního kufříku. Systém je určen pro vyvažování rotorů a monitorování stavu průmyslových zařízení.

Zařízení

Magnetický stojan Insize-60-kgf

Díly

Dynamický balancer "Balanset-1A" OEM

Definice: Co je fázový úhel?

Fázový úhel (často jednoduše nazývané fáze) je úhlová poloha vrcholu, měřená ve stupních (0–360°) vibrace vzhledem k referenční značce na rotujícím hřídeli s jednou otáčkou (z tachometr nebo klíčový fázor). Alternativně může reprezentovat časový vztah mezi dvěma vibračními signály na stejné frekvenci. Fázový úhel poskytuje informaci “kdy”, která doplňuje amplituda (“kolik”), které dohromady tvoří kompletní vibrační vektor s velikostí i směrem.

Fázový úhel je naprosto kritický pro vyvažování rotoru (určuje, kam umístit korekční závaží), kritická rychlost identifikace (fázový posun o 180° potvrzuje rezonanci) a diagnostika poruch (fázové vzorce rozlišují různé typy poruch). Bez informací o fázích by mnoho diagnostických a nápravných postupů nebylo možných.

Měření fáze vzhledem ke klíčovému fázoru

Referenční systém

Referenční značka: Reflexní páska nebo zářez na hřídeli
Senzor: Optický nebo magnetický otáčkoměr detekuje průchod značky
Pulz jednou za otáčku: Definuje referenční bod 0°
Časování vibrací: Kdy dochází k maximální vibraci vzhledem ke značce?
Úhlové měření: Vyjádřeno ve stupních (0–360°)

Konvence

0°: Poloha referenční značky
Směr: Typicky se zvyšuje ve směru otáčení
Příklad: Fáze = 90° znamená, že vrchol vibrací nastane o 90° (čtvrt otáčky) poté, co referenční značka projde senzorem.

Kritické aplikace

1. Vyvažování (nejdůležitější)

Fáze určuje úhlovou polohu korekčního závaží:

Měření fáze vibrací vyvolaných nevyvážeností
Fáze indikuje úhlové umístění těžkého místa
Korekční hmotnost umístěno o 180° od těžkého místa
Pro efektivní vyvážení je nutná fázová přesnost ±5–10°
Bez fáze je vyvážení nemožné

2. Identifikace kritické rychlosti

Fázový posun potvrzuje rezonanci:

Pod kritickou rychlostí: fáze relativně konstantní
Průchod kritickým bodem: charakteristický fázový posun o 180°
Nad kritickou hodnotou: fázový posun o 180° od hodnoty pod kritickou hodnotou
Fázová změna zapnuta Bodeho graf definitivní indikátor rezonance
Samotný vrchol amplitudy není dostatečný – musí existovat fázový posun

3. Diagnostika poruch

Nevyváženost

Fázově stabilní a opakovatelný
Stejná fáze při všech rychlostech (pod kritickou hodnotou)
Fázové značky označují umístění těžkých skvrn

Nesprávné zarovnání

Charakteristické fázové vztahy mezi ložisky
Axiální měření se na hnacím a nepoháněném konci často liší o 180°
Diagnostika radiálních fázových vzorů pro typ nesouososti

Prasklina v hřídeli

Fáze 1× a 2× změny během spouštění/vypínání
Odlišné chování než normální nevyváženost
Fázové variace naznačují „crack breathing“ (dýchání trhlin)

Volnost

Nepravidelné, nestabilní fázové hodnoty
Fáze se mezi měřeními mění o ±30–90°
Diagnostika neopakovatelnosti pro uvolnění

Fáze mezi dvěma měřicími body

Ve fázi (rozdíl 0°)

Oba body vibrují společně
Pohybujte se současně stejným směrem
Indikuje pevné spojení nebo režim pod rezonancí
Běžné pro ložiska na stejném rotoru pod kritickou rychlostí

Mimo fáze (rozdíl 180°)

Body vibrují opačně
Jeden nahoře, zatímco druhý dole
Označuje uzel tvaru módu mezi body nebo nad rezonancí
Diagnostika pro spřažené nevyvážení, určité vzorce nesouososti

90° rozdíl (kvadratura)

Body vibrují s 90° časovým zpožděním
Jeden dosahuje vrcholu, zatímco druhý je na nule
Může indikovat kruhový nebo eliptický pohyb
Běžné při rezonancích nebo v určitých geometriích

Problémy s měřením

Požadavky na fázovou přesnost

Vyvažování: Požadovaná přesnost ±5–10°
Kritická rychlost: ±10–20° přijatelné
Diagnostika poruch: ±15–30° často postačuje

Faktory ovlivňující přesnost

Kvalita otáčkoměru: Čištění jednou za otáčku pulzní převodovky je nezbytné
Pozice referenční značky: Musí být bezpečné a viditelné
Kvalita signálu: Je nutný dobrý poměr signálu k šumu
Filtrování: Filtry mohou zavádět fázové posuny
Stabilita rychlosti: Změny rychlosti ovlivňují měření fáze

Časté chyby

Posunutá referenční značka (odlepení pásky, posunutí značky)
Špatné nebo přerušované seřízení otáčkoměru
Nízká amplituda signálu (šum ovlivňuje fázi)
Pro fázi je vybrána nesprávná frekvenční složka

Fáze zavádění vektorové analýzy

Polární reprezentace

Vektor vibrací má velikost a fázi
Velikost = amplituda
Fáze = úhel
Vykresleno na polární graf pro vyvážení

Sčítání vektorů

Sčítání vektorů vyžaduje jak amplitudu, tak fázi
Fáze určuje, jak se vektory kombinují
0° fáze: vektory se sčítají aritmeticky
180° fáze: vektory odečítají
Další fáze: použití vektorové matematiky

Dokumentace a komunikace

Standardní formát

Hlásit jako: “Amplituda @ fáze”
Příklad: “5,2 mm/s při 47°”
Uveďte frekvenci: “5,2 mm/s při 47° při 1×”
Zadejte referenci (polohu klíčového fázoru)

Fázové grafy

Fáze vs. rychlost (dolní křivka Bodeho grafu)
Fáze vs. frekvence
Polární grafy pro vyvažování
Fázové mapy pro analýzu ODS

Fázový úhel je základním časovým rozměrem vibrační analýzy, který transformuje měření amplitudy do kompletních vibračních vektorů. Pochopení fázového měření, interpretace a aplikace při vyvažování, identifikaci rezonancí a diagnostice poruch je základem pokročilé vibrační analýzy a nezbytné pro efektivní posouzení dynamiky rotoru a řešení problémů se stroji.

← Zpět na hlavní index

Co je fázový úhel? Časový vztah ve vibracích

Publikováno uživatelem admin dne Říjen 31, 2025 Říjen 31, 2025