Den Schwingungsanalysator verstehen
1. Definition: Was ist ein Schwingungsanalysator?
A Schwingungsanalysator ist ein elektronisches Instrument zur Messung, Speicherung und Anzeige detaillierter Vibration Daten von Maschinen. Es wird verwendet für eingehende Schwingungsdiagnostik wenn Sie nicht nur wissen wollen, “wie stark die Vibrationen sind”, sondern auch, “was genau in der Maschine passiert”.
Im Gegensatz zu einem einfachen Vibrometer der in der Regel einen Gesamtwert liefert, erfasst ein Schwingungsanalysator das Schwingungssignal und wendet eine Signalverarbeitung an, vor allem die Schnelle Fourier-Transformation (FFT), um das Signal in Frequenzen zu zerlegen. Das Ergebnis Spektrum hilft bei der Identifizierung von Mustern im Zusammenhang mit Fehlern wie Unwucht, Fehlausrichtung, Lagerschäden und andere Probleme.
2. Welche Daten ein Schwingungsanalysator liefert
Ein Schwingungsanalysator ist wertvoll, weil er dasselbe Schwingungssignal in verschiedenen “Ansichten” darstellen kann. Jede Ansicht beantwortet eine andere Diagnosefrage:
- Gesamter Vibrationspegel: ein einzelner integrierter Wert über ein bestimmtes Frequenzband, der häufig für schnelle Zustandsüberprüfungen und Trendanalysen verwendet wird.
- Zeitwellenform: das rohe Vibrationssignal über der Zeit. Diese Ansicht ist nützlich, um die Form und Stabilität der Schwingung zu verstehen und nicht-sinusförmiges Verhalten zu erkennen.
- FFT-Spektrum: Schwingungsamplitude im Vergleich zur Frequenz. Dies ist die wichtigste Ansicht, um zu sehen, “welche Frequenzen es gibt” und wie die Energie verteilt ist.
- Komponente Laufgeschwindigkeit (1x): die mit der Rotordrehzahl synchronisierte Schwingungskomponente. Dies ist die wichtigste Referenz für viele Diagnosen von rotierenden Maschinen.
- Oberschwingungen der Laufgeschwindigkeit: Schwingungskomponenten bei Vielfachen der Drehzahl (2x, 3x, usw.). Eine Oberwellenansicht hilft Ihnen, den Beitrag mehrerer Oberwellen an einer Stelle schnell zu vergleichen.
- Drehzahl- und Phasensollwert: Viele Diagnose- und Auswuchtaufgaben erfordern eine genaue Drehzahlmessung und Phasenreferenz von einem Drehzahlmesser.
3. Wie ein Schwingungsanalysator Messungen in Diagnoseinformationen umwandelt
Der Analysator sammelt das Schwingungssignal von Sensoren (meist ein Beschleunigungsmesser) und verarbeitet sie dann in der Software:
- Signalerfassung: Der Analysator erfasst das Schwingungssignal (zeitliche Wellenform) und kann auf einem oder mehreren Kanälen messen, um verschiedene Punkte an derselben Maschine zu vergleichen.
- Frequenzanalyse (FFT): die rohe Wellenform wird in ein Frequenzspektrum umgewandelt, indem FFT um diskrete Komponenten und Oberwellen zu erkennen.
- Synchrone Verarbeitung mit Tachometer: Wenn eine Phasenreferenz verwendet wird, kann der Analysator die 1x-Komponente extrahieren und synchronisierte Diagramme über eine Rotorumdrehung erstellen, was auch die Grundlage für einige harmonische Ansichten ist.
- Messaufbau und -kontrolle: der Benutzer wählt die Messparameter (Frequenzbereich, Erfassungszeit und andere Verarbeitungseinstellungen wie Fensterung).
4. Komponenten eines Schwingungsanalysesystems
Ein komplettes Schwingungsanalysesystem umfasst in der Regel:
- Der Analysator/Datensammler: Hardware, die die Sensorsignale empfängt und Messfunktionen bereitstellt.
- Sensoren: typischerweise Beschleunigungsaufnehmer. Je nach Aufgabe und Maschinentyp können auch andere Sensoren eingesetzt werden (z. B. Näherungssonden).
- Tachometer / Phasenbezug: erforderlich für Drehzahlmessung und phasenbezogene Funktionen (1x, Oberschwingungen, Auswuchten, synchrone Messungen).
- Host-Software: Software auf einem PC zur Anzeige von Diagrammen, zur Speicherung von Ergebnissen, zum Vergleich von Messungen im Zeitverlauf und zur Erstellung von Berichten.
5. Beispiel: Funktionen zur Schwingungsanalyse in der Balanset-1A Software
Balanset-1A ist ein zweikanaliges, PC-basiertes System zum Auswuchten von Rotoren und zur Schwingungsmessung. Zusätzlich zu den Auswuchtfunktionen bietet es Werkzeuge zur Schwingungsmessung und -analyse durch Vibrationsmesser-Modus und Modus Diagramme.
5.1 Schwingungsmessmodus: digitale Werte + Welle und Spektrum
Im Schwingungsmessmodus zeigt die Software die Gesamtschwingung und die eine Schwingungskomponente an (mit Phase, wenn ein Tachometer verwendet wird). Auf demselben Bildschirm können auch die Wellenform und das Spektrum angezeigt werden.
5.2 Diagrammmodus: vier Diagrammtypen für tiefere Analysen
Der Diagramm-Modus wird verwendet, wenn Sie eine grafische Analyse für zwei Kanäle wünschen. Er bietet vier Diagrammtypen:
- Gesamtfunktion der Schwingungszeit (zeitliche Wellenform der Gesamtschwingung)
- 1x Vibrationskarten synchronisiert auf eine Rotorumdrehung
- Oberschwingungen von 1x Vibration (harmonische Komponenten der Laufgeschwindigkeit)
- FFT-Spektrum (Spektrumansicht mit Wellenform oben)
Gesamtfunktion der Schwingungszeit
Dieses Diagramm zeigt, wie sich die Schwingungen im Laufe der Zeit verändern. Sie ist nützlich, um die Stabilität zu bewerten und Änderungen während des Messintervalls zu erkennen.
1x Schwingungsdiagramme (synchrone Ansicht)
Diese Ansicht zeigt die 1x-Schwingung über eine Rotorumdrehung an. Sie ist mit der Phasenmarkierung des Tachometers synchronisiert und wird verwendet, wenn Sie die Schwingungen in Abhängigkeit von der Drehzahl analysieren müssen.
Oberschwingungen von 1x Vibration
Diese Ansicht zeigt die harmonischen Komponenten in Abhängigkeit von der Laufgeschwindigkeit. Sie hilft beim Vergleich der Oberschwingungspegel in einem einzigen Diagramm.
FFT-Spektrum-Ansicht
Diese Ansicht zeigt das Schwingungsspektrum, das das wichtigste Werkzeug zur Identifizierung von Frequenzkomponenten und Fehlersignaturen ist. Die Wellenform wird oberhalb des Spektrums angezeigt, um den Kontext zu verdeutlichen.
5.3 Typischer Messablauf (praktische Ansicht)
Ein typischer Arbeitsablauf in der Praxis ist unkompliziert:
- Installieren Sie Schwingungssensoren an den Messpunkten der Maschine.
- Installieren Sie die Drehzahlmesser und bringen Sie ein reflektierendes Klebeband (Phasenmarkierung) auf dem Rotor an, wenn phasen-/ 1x-synchronisierte Funktionen erforderlich sind.
- Schließen Sie die Sensoren an das Messgerät Balanset-1A an und verbinden Sie das Messgerät mit einem Windows-Laptop.
- Öffnen Sie den Schwingungsmessermodus für eine schnelle Überprüfung, und verwenden Sie dann den Diagrammmodus für eine tiefergehende Analyse (Gesamtwellenform, 1x-Diagramm, Oberwellen, Spektrum).
- Speichern Sie die Messungen und verwenden Sie sie zum Vergleich im Zeitverlauf und für die Berichterstattung.
6. Die Rolle des Analytikers
Selbst mit einem leistungsstarken Analysator hängt das Ergebnis von der richtigen Messeinstellung und Interpretation ab. Der Analysator liefert Daten (Wellenformen, Spektren und synchronisierte Diagramme), während der Spezialist bestimmt, was die Daten für den Zustand der Maschine bedeuten und welche Maßnahmen erforderlich sind.
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