Grundlegendes zur Phase in der Schwingungsanalyse
Phase beschreibt die zeitliche Beziehung zwischen zwei Signalen oder, was bei rotierenden Maschinen von größerem Nutzen ist, die zeitliche Lage eines Vibration Signal relativ zu einer festen Referenzmarke auf der rotierenden Welle. Es beantwortet die Frage nach wobei Die Schwingung tritt während der Drehung auf und wird normalerweise in Grad von 0° bis 360° gemessen, was einer vollständigen Umdrehung der Welle entspricht. Wenn Amplitude sagt Ihnen wie viel Eine Maschine vibriert und Frequenz sagt Ihnen wie schnell, die Phase verrät Ihnen wie es sich bewegt — und genau das ist es, was Fehler unterscheidet, die dieselbe Frequenz aufweisen.
Dieser letzte Punkt ist der Kern dessen, warum die Phase so wichtig ist. Unwucht, Fehlausrichtung, a gebogene Welle und Losigkeit können alle die 1× Laufgeschwindigkeit Spitzenwert; oft lässt sich der Unterschied nur anhand der Phase feststellen, ohne die Maschine auseinanderzubauen.
1. Wie die Phase gemessen wird
Zum Ablesen der Phase sind zwei Signale erforderlich:
- Ein Schwingungssignal — die primäre Messgröße aus einem Beschleunigungsmesser oder Näherungssensor die Bewegung der Maschine beobachten.
- Ein Referenzsignal — ein Taktimpuls pro Umdrehung von einem Drehzahlmesser, gerichtet auf einen Streifen von reflektierendes Band oder eine Nut, sodass bei jedem Vorbeilaufen der Markierung am Sensor ein sauberer Impuls ausgelöst wird. Funktional entspricht dies der Rolle, die ein fest installierter Keyphasor.
Die Schwingungsanalysator Anschließend misst das Gerät die Zeitverzögerung zwischen dem Referenzimpuls und der ersten positiven Spitze des Schwingungssignals bei einer gewählten Frequenz – in der Regel der 1-fachen Betriebsdrehzahl – und wandelt diese Verzögerung in einen Winkel um. Ein Messwert von 90° bedeutet beispielsweise, dass die Schwingungsspitze ein Viertel einer Umdrehung nach dem Passieren der Referenzmarke am Drehzahlmesser eintrifft. Da das Ergebnis an eine bestimmte Frequenz gebunden ist, wird die Phase meist zusammen mit der 1×-Komponente angegeben; dasselbe Prinzip, verallgemeinert über das gesamte Spektrum, macht die Phasenwinkel ein Baustein für Diagramme wie die Bode und Nyquist Diagramme.
2. Die diagnostische Aussagekraft der Phase
Die Phase ist weit mehr als nur eine Zahl. Durch den Vergleich von Messwerten, die an verschiedenen Stellen einer Maschine in derselben Messrichtung erfasst wurden, kann ein Analytiker bestimmte Diagnosen mit hoher Sicherheit bestätigen oder ausschließen. Das wiederkehrende Thema ist der Vergleich zweier Stellen: Wenn sich diese zusammen Das eine deutet in eine Richtung; wenn sie sich in Opposition Es verweist auf einen anderen. In den folgenden Unterabschnitten werden die klassischen Muster behandelt.
Unwucht bestätigen
Eine reine Unwucht führt zu ähnlichen Phasenwerten – typischerweise innerhalb von etwa ±30° –, wenn an beiden Lagern eines Rotors in derselben radialen Richtung (etwa horizontal) gemessen wird. Der gesamte Rotor wird in einem bestimmten Moment durch die Schwungmasse in eine Richtung gezogen, sodass die beiden Enden im Gleichschritt laufen. Der Vergleich der horizontalen und vertikalen Messwerte an einem Lager liefert einen weiteren Hinweis: Bei einer echten Unwucht besteht zwischen diesen Werten in der Regel ein Unterschied von etwa 90°.
Fehlausrichtung diagnostizieren
Die Phasenmessung ist eine der zuverlässigsten Methoden zur Überprüfung der Welle Fehlausrichtung. Nehmen Sie auf beiden Seiten eines Kupplung: Eine Phasenverschiebung von 180° (±30°) über die Kupplung hinweg ist das klassische Anzeichen für eine Winkelversetzung und zeigt, dass sich, wenn sich eine Welle axial nach außen bewegt, die andere nach innen bewegt – eine schwenkende, wippende Bewegung an der Kupplung.
Unterscheidung zwischen Unwucht und einer verbogenen Welle
Sowohl eine Unwucht als auch eine gebogene Welle Die Schwingung ist um das Einfache erhöht, doch die Phase lässt sie unterscheiden. Axiale Phasenmessungen an den beiden Enden derselben Motor- oder Pumpenwelle, die um etwa 180° voneinander abweichen, deuten auf eine Verwindung hin: Die Enden bewegen sich in entgegengesetzte axiale Richtungen, während sich die Verwindung dreht.
Feststellen von Lockerungen oder Rissen im Fundament
Wenn die Phasenmesswerte unregelmäßig, instabil oder nicht wiederholbar sind, mechanische Losigkeit ist der übliche Verdächtige. Eine deutliche Phasenverschiebung beim Bewegen der Sonde vom Maschinenfuß zur Grundplatte oder von der Grundplatte zum Fundament deutet auf einen lockeren Ankerbolzen oder ein rissiges Fundament hin – und lässt auf unzureichende Fundamentsteifigkeit.
Resonanz bestätigen
Wenn eine Maschine hochläuft oder im Auslauf durch eine kritische Drehzahl… bewirkt die 1×-Phase genau an der Stelle eine charakteristische 90°-Verschiebung Resonanz Spitzenwert und eine vollständige 180°-Verschiebung über den gesamten Resonanzbereich. Auf diesen Phasenschwung zu achten – der sich während einer Ausrollen — ist ein zuverlässiges Verfahren, um festzustellen, ob es sich um ein Resonanz- oder ein Kraftproblem handelt.
3. Kurzreferenz für Phasenmuster
| Beobachtung | Wahrscheinliche Diagnose |
|---|---|
| Beide Lager sind phasengleich und weisen die gleiche Radialrichtung auf | Unwucht |
| ≈180° über die Kupplung, axial | Winkelfehlstellung |
| ≈180° über die beiden Enden einer Welle, axial | Verbogene Welle |
| Unregelmäßige, nicht wiederholbare Phase | Mechanische Lockerheit |
| 90°-Verschiebung am Peak, 180° über den gesamten Bereich | Resonanz / kritische Drehzahl |
Diese Regeln dienen als Orientierungshilfe, stellen jedoch keine Garantie dar: Überprüfen Sie dies anhand der Amplitude, der Spektralform und Harmonische Inhalt, bevor Sie sich für eine Reparatur entscheiden.
4. Die Phase als Schlüssel zum Auswuchten
Phase ist unverzichtbar für Rotorauswuchtung. Der 1×-Phasenwert gibt direkt die Winkelposition des schweren Punktes relativ zur Referenzmarke an und zeigt dem Techniker genau, wo er eine Korrekturgewicht. In der Praxis erfasst der Analysator Amplitude und Phase vor einem Probegewicht wird anschließend erneut angebracht und nutzt die Änderung, um die Einflusskoeffizienten Ein tragbares Zweikanal-Messgerät wie das Balanset-1A führt diese Amplituden- und Phasenmessung in den eigenen Lagern der Maschine bei Betriebsdrehzahl durch und überprüft anschließend die Restunwucht sobald die Gewichte angebracht sind. Zur Berechnung der Winkelverteilung, wenn eine Korrektur auf mehrere Gewichte verteilt werden muss, ist unsere Schwingungsphasenwinkelrechner verarbeitet die Vektorgeometrie.
5. Warum „Phase“ das Bild vervollständigt
Ohne Phasenangabe sieht ein Schwingungsanalyst nur einen Teil des Gesamtbildes – Amplituden und Frequenzen, aber keinen Eindruck davon, wie sich die Struktur bei jedem Schwingungszyklus tatsächlich verformt. Die Phasenangabe liefert diesen fehlenden Kontext, wandelt eine Liste von Spitzenwerten in eine klare Aussage über die Bewegung um und erhöht die Zuverlässigkeit der Diagnose erheblich. Es ist der Unterschied zwischen dem Wissen, dass eine Maschine schwingt, und dem Wissen, warum. Aus diesem Grund gehört die Phasenangabe zu jeder seriösen Diagnose und ist die unverzichtbare Grundlage für das Auswuchten vor Ort Auswuchten.
