Verständnis vorübergehender Vibrationen

Definition: Was ist vorübergehende Vibration?

Vorübergehende Vibration bezeichnet eine vorübergehende, kurzzeitige Schwingung, die auftritt, wenn sich der Betriebszustand einer Maschine ändert. Es handelt sich um ein instationäres Ereignis. Die häufigsten Beispiele für vorübergehende Schwingungsereignisse sind Maschinen Startups und Abschaltungen (Auslaufen).

Im Gegensatz zur stationären Schwingung, die gemessen wird, während eine Maschine mit konstanter Geschwindigkeit und Last läuft, konzentriert sich die transiente Schwingungsanalyse auf die Erfassung und das Verständnis der dynamischen Reaktion der Maschine, wenn sie einen Bereich von Geschwindigkeiten oder Bedingungen durchläuft.

Warum ist die transiente Schwingungsanalyse wichtig?

Die Analyse transienter Schwingungen ist entscheidend für das Verständnis der grundlegenden dynamischen Eigenschaften eines Rotors und seiner Trägerstruktur. Sie ist die wichtigste Methode zur Identifizierung der kritische Geschwindigkeiten.

Beim Anfahren oder Herunterfahren schwankt die Drehzahl der Maschine in einem weiten Bereich. Wenn die Drehzahl (1X) eine der Eigenfrequenzen der Maschine durchläuft, Resonanz Es entsteht ein Resonanzzustand. Dies führt zu einer deutlichen Verstärkung der Schwingungsamplitude. Durch die Erfassung der Schwingungsdaten während dieses Geschwindigkeitsdurchlaufs können Ingenieure die Frequenzen, bei denen diese Resonanzen auftreten, genau identifizieren.

Diese Informationen sind wichtig für:

• Maschinendesign und Abnahmeprüfung: Überprüfen, ob die kritischen Drehzahlen der Maschine nicht zu nahe an ihrer normalen Betriebsdrehzahl liegen.
• Diagnose: Eine Veränderung der Position einer kritischen Geschwindigkeit im Laufe der Zeit kann auf ein sich entwickelndes strukturelles Problem hinweisen, beispielsweise auf einen gerissenen Schacht oder ein loses Fundament.
• Flexibler Rotor Ausgleichen: Das Auswuchten flexibler Rotoren erfordert das Verständnis der Reaktion des Rotors bei seinen kritischen Drehzahlen. Diese Daten werden während transienter Läufe erfasst.

Spezialisierte Analysediagramme

Da sich die Geschwindigkeit ständig ändert, ist ein Standard FFT-Spektrum reicht für die Analyse vorübergehender Schwingungen nicht aus. Die Daten werden normalerweise in speziellen Diagrammen angezeigt, die zeigen, wie sich die Schwingung in Abhängigkeit von der Drehzahl (U/min) ändert:

• Bode-Diagramm: Dies ist das am häufigsten verwendete Diagramm für die Transientenanalyse. Es zeigt die 1-fach gefilterte Schwingungsamplitude und -phase in zwei separaten Diagrammen, beide gegen die Maschinengeschwindigkeit aufgetragen. Resonanz ist eindeutig durch eine Amplitudenspitze und eine damit verbundene Phasenverschiebung von 180 Grad gekennzeichnet.
• Nyquist-Diagramm (Polardiagramm): Dieses Diagramm kombiniert die 1X-Amplitude und -Phase in einem einzigen Polardiagramm. Resonanz wird im Diagramm als charakteristische Schleife identifiziert.
• Wasserfall-/Kaskadendiagramm: Dies ist ein 3D-Diagramm, das mehrere FFT-Spektren bei Geschwindigkeitsänderungen übereinander stapelt und so einen „Wasserfall“-Effekt erzeugt. Es eignet sich hervorragend zur Visualisierung der Reaktion aller Frequenzkomponenten (nicht nur 1X) während des transienten Ereignisses.

Anforderungen an die Datenerfassung

Das Erfassen vorübergehender Schwingungsdaten erfordert spezielle Instrumente und Einstellungen:

• Mehrkanal-Analysator: Es wird ein Datenerfassungssystem benötigt, das in der Lage ist, mehrere Kanäle mit Schwingungs- und Geschwindigkeitsdaten gleichzeitig abzutasten.
• Drehzahlmesser/Keyphasor: Ein Drehzahl-/Phasenreferenzsignal pro Umdrehung ist unbedingt erforderlich. Der Analysator verwendet dieses Signal, um die Drehzahl der Maschine zu verfolgen und die für Bode- und Nyquist-Diagramme erforderlichen Phasenmessungen zu ermöglichen.
• Ausreichender Speicher und Verarbeitungsgeschwindigkeit: Der Analysator muss in der Lage sein, während des gesamten Start- oder Herunterfahrens, das bei sehr großen Maschinen manchmal mehrere Minuten dauern kann, einen kontinuierlichen Datenstrom aufzuzeichnen.

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