Analyse af vibrationer i bankende tilstand: Årsager og identifikation

Definition: Hvad er et vibrationsslag?

I forbindelse med vibrationsanalyse, en slå eller prygl er et karakteristisk fænomen, der er karakteriseret ved en periodisk stigning og fald i amplituden af et vibrationssignal. Denne modulation opstår, når to separate vibrationssignaler med meget tætte, men ikke identiske, frekvenser er til stede på samme tid og kombineres med hinanden. Den resulterende tidsbølgeform ligner en enkelt sinusbølge, hvis amplitude langsomt stiger og falder i et rytmisk mønster.

Fysikken bag at slå

Slåning er et resultat af konstruktiv og destruktiv interferens. Når toppene af de to vibrationsbølger flugter (i fase), lægges deres amplituder sammen, hvilket resulterer i en højere samlet amplitude. Når toppen af den ene bølge flugter med den anden bølges dal (ude af fase), ophæver de hinanden, hvilket resulterer i en lavere samlet amplitude. Denne kontinuerlige cyklus af forstærkning og ophævelse skaber den karakteristiske "slående" eller "virrende" lyd og vibrationsmønster.

Frekvensen af denne amplitudemodulation, kendt som slagfrekvens, er lig med den absolutte forskel mellem de to kildefrekvenser.

Beatfrekvens = |Frekvens 1 – Frekvens 2|

Hvis for eksempel to maskiner genererer vibrationer ved 29,5 Hz og 30,5 Hz, vil den resulterende slagfrekvens være |29,5 – 30,5| = 1,0 Hz. Det betyder, at den samlede vibrationsamplitude vil stige og falde én gang hvert sekund.

Almindelige årsager til slag i industrimaskiner

Tilstedeværelsen af en beatfrekvens er et værdifuldt diagnostisk spor, fordi det peger på eksistensen af to tætliggende drivfrekvenser. Almindelige kilder i industrielle miljøer omfatter:

• Flere maskiner på en fælles struktur: Det mest klassiske eksempel er to pumper eller ventilatorer med identiske designs, der kører på den samme platform eller rørsystem. Hvis deres driftshastigheder er en smule forskellige (f.eks. 1780 o/min og 1785 o/min), vil de producere et lavfrekvent støjniveau.
• Elektriske motorer: Der kan forekomme slag mellem motorens rotationsfrekvens og en elektrisk frekvens, såsom polpasfrekvensen i en induktionsmotor.
• Flertrinspumper eller kompressorer: Interaktion mellem forskellige faser, der kører med lidt forskellige effektive hastigheder.
• Gearkasser: Interaktion mellem to tandhjulsindgreb med et lignende antal tænder.
• Hydrauliske eller aerodynamiske pulseringer: Interaktion mellem to forskellige kilder til strømningsrelateret turbulens.

Sådan identificerer du vibrationsdata

Tidsbølgeformanalyse

Tidsbølgeformen er den mest direkte måde at observere slag på. Signalet vil vise et tydeligt, gentagende mønster af amplitudemodulation. Tiden mellem to på hinanden følgende amplitudetoppe (eller dale) er perioden for slagfrekvensen.

Frekvensspektrumanalyse (FFT)

I frekvensspektret vil et slag fremstå som to forskellige toppe placeret meget tæt på hinandenEn standard FFT har muligvis ikke tilstrækkelig opløsning til at adskille dem, hvilket får dem til at fremstå som en enkelt, bred top. For korrekt at diagnosticere et slag skal analytikeren bruge en FFT med høj opløsning (ved at øge antallet af spektrallinjer). Dette vil tydeligt opløse de to individuelle frekvenskomponenter, der forårsager slaget.

Er det et problem at slå?

At slå i sig selv er ikke en fejl, men snarere et symptom på interagerende frekvenser. Det kan dog være problematisk:

• Irriterende støj: Den stigende og faldende lyd kan være mere mærkbar og irriterende for personalet end en konstant støj.
• Bekymringer vedrørende peak amplitude: Den maksimale amplitude under den konstruktive interferensfase kan være næsten dobbelt så stor som amplituden af de individuelle signaler. Dette topniveau kan overskride alarmgrænserne eller forårsage overdreven belastning af komponenter, selvom den gennemsnitlige vibration er acceptabel.
• Maskering af andre problemer: Det fluktuerende signal kan nogle gange gøre det vanskeligt at identificere andre underliggende vibrationsproblemer.

At løse et problematisk slag involverer typisk at identificere de to kildefrekvenser og forsøge enten at ændre hastigheden på en af maskinerne eller indføre dæmpning for at afbøde amplitudetoppene.

← Tilbage til hovedindekset