Τι είναι η Ανάλυση Δονήσεων;

Γρήγορη απάντηση

Ανάλυση κραδασμών είναι η διαδικασία μέτρησης και ερμηνείας μηχανικών ταλαντώσεων περιστρεφόμενων μηχανημάτων για τη διάγνωση βλαβών χωρίς αποσυναρμολόγηση. Χρησιμοποιώντας FFT (Γρήγορος Μετασχηματισμός Fourier), το σύνθετο σήμα δόνησης αποσυντίθεται σε μεμονωμένες συνιστώσες συχνότητας. Κάθε σφάλμα παράγει ένα χαρακτηριστικό φασματικό "αποτύπωμα": ανισορροπία στις 1× Σ.Α.Λ., κακή ευθυγράμμιση στα 2×, χαλαρότητα ως πολλαπλές αρμονικές, φέροντας ελαττώματα σε μη σύγχρονες συχνότητες. Balanset-1A Εκτελεί τόσο εξισορρόπηση όσο και ανάλυση φάσματος σε ένα φορητό όργανο.

Κάθε περιστρεφόμενη μηχανή δονείται. Σε μια υγιή μηχανή, οι κραδασμοί είναι χαμηλοί και σταθεροί — η φυσιολογική "λειτουργική υπογραφή" της. Καθώς αναπτύσσονται ελαττώματα, οι κραδασμοί αλλάζουν με προβλέψιμους τρόπους. Μετρώντας και αναλύοντας αυτές τις αλλαγές, μπορούμε να εντοπίσουμε την αιτία, να προβλέψουμε τη βλάβη και να προγραμματίσουμε τη συντήρηση πριν από μια καταστροφική βλάβη. Αυτό είναι το θεμέλιο της προγνωστική συντήρηση.

FFT: Ο Πυρήνας της Ανάλυσης Φάσματος

Ένας αισθητήρας κραδασμών (επιταχυνσιόμετρο) μετατρέπει τη μηχανική ταλάντωση σε ηλεκτρικό σήμα. Εμφανίζεται με την πάροδο του χρόνου, αυτό είναι το κυματομορφή — μια σύνθετη, φαινομενικά χαοτική καμπύλη όταν υπάρχουν πολλαπλά σφάλματα. Ο FFT (Fast Fourier Transform) αποσυνθέτει αυτό το σύνθετο σήμα σε μεμονωμένες ημιτονοειδείς συνιστώσες, καθεμία με τη δική της συχνότητα και πλάτος.

Σκεφτείτε το FFT ως ένα πρίσμα που διασπά το λευκό φως σε ένα ουράνιο τόξο. Η σύνθετη κυματομορφή είναι το "λευκό φως" — το FFT αποκαλύπτει τα μεμονωμένα "χρώματα" (συχνότητες) που κρύβονται μέσα. Το αποτέλεσμα είναι το φάσμα δόνησης — το κύριο διαγνωστικό εργαλείο.

Συχνότητα περιστροφής
f₁ₓ = Σ.Α.Λ. / 60 (Hz)
1× = συχνότητα περιστροφής άξονα — η αναφορά για όλες τις φασματικές αναλύσεις

Βασικές παράμετροι φάσματος

  • Συχνότητα (άξονας Χ, Hz): Πόσο συχνά συμβαίνουν ταλαντώσεις. Άμεσα συνδεδεμένες με την πηγή. 1× = ταχύτητα άξονα. 2× = διπλάσια ταχύτητα άξονα.
  • Πλάτος (άξονας Y, mm/s RMS): Ένταση δόνησης σε κάθε συχνότητα. Υψηλότερες κορυφές = περισσότερη ενέργεια = πιο σοβαρή κατάσταση.
  • Αρμονικές: Ακέραια πολλαπλάσια του θεμελιώδους: 2× (2ο), 3× (3ο), 4×, κ.λπ. Η παρουσία τους και το σχετικό ύψος τους φέρουν διαγνωστικές πληροφορίες.
  • Φάση (°): Σχέση χρόνου σε διαφορετικά σημεία μέτρησης. Απαραίτητο για τη διάκριση της ανισορροπίας (σε φάση) από την κακή ευθυγράμμιση (180°).

Μονάδες μέτρησης κραδασμών: Μετατόπιση, Ταχύτητα, Επιτάχυνση

Η δόνηση μπορεί να μετρηθεί ως τρεις διαφορετικές φυσικές παράμετροι. Κάθε μία δίνει έμφαση σε διαφορετικά εύρη συχνοτήτων, καθιστώντας τα κατάλληλα για διαφορετικές διαγνωστικές εργασίες. Η κατανόηση του πότε να χρησιμοποιήσετε ποια παράμετρο είναι θεμελιώδης για την αποτελεσματική ανάλυση.

📏 Μετατόπιση

µm (από κορυφή σε κορυφή) ή mil
Καλύτερη γκάμα: 1–100 Hz

Μέτρα πώς μακριά η επιφάνεια κινείται. Δίνει έμφαση στις χαμηλές συχνότητες — ιδανικό για μηχανές χαμηλής ταχύτητας, ανάλυση τροχιάς άξονα και αισθητήρες εγγύτητας σε ρουλεμάν στροφέα. 1 mil = 25,4 µm.

📈 Ταχύτητα

mm/s (RMS)
Καλύτερη γκάμα: 10-1000 Hz

Μέτρα πώς γρήγορα η επιφάνεια κινείται. Η τυπική παράμετρος για γενική παρακολούθηση μηχανημάτων σύμφωνα με το πρότυπο ISO 10816. Η επίπεδη απόκριση συχνότητας δίνει ίσο βάρος στους περισσότερους τύπους σφαλμάτων. Το Balanset-1A μετρά σε mm/s RMS.

💥 Επιτάχυνση

m/s² ή g (RMS/κορυφή)
Καλύτερη γκάμα: 500 Hz – 20 kHz+

Μετράει το δύναμη δονήσεων. Δίνει έμφαση στις υψηλές συχνότητες — ιδανικό για πρώιμα ελαττώματα ρουλεμάν, εμπλοκή γραναζιών και κρούσεις. 1 g = 9,81 m/s². Χρησιμοποιείται για ανάλυση περιβάλλουσας/αποδιαμόρφωσης.

Πότε να χρησιμοποιείτε κάθε παράμετρο
ΠαράμετροςΜονάδαΕύρος συχνοτήτωνΙδανικό γιαΠρότυπα
Εκτόπισμαµm pk-pk1–100 HzΑργές μηχανές (< 600 σ.α.λ.), τροχιά άξονα, αισθητήρες εγγύτητας, ρουλεμάν στροφέαISO 7919 (κραδασμοί άξονα)
Ταχύτηταmm/s RMS10-1000 HzΓενική παρακολούθηση μηχανημάτων — ανισορροπία, κακή ευθυγράμμιση, χαλαρότητα. Προεπιλεγμένη παράμετρος.ISO 10816, ISO 20816
Επιτάχυνσηg ή m/s² RMS500 Hz – 20 kHzΠρώιμα ελαττώματα ρουλεμάν, πλέγμα γραναζιών, κρούσεις, μηχανήματα υψηλής ταχύτηταςISO 15242 (κραδασμοί ρουλεμάν)
Μετατροπή σε μία μόνο συχνότητα
v = 2πf · d | a = 2πf · v = (2πf)² · d
d = μετατόπιση (m), v = ταχύτητα (m/s), a = επιτάχυνση (m/s²), f = συχνότητα (Hz)
💡 Κανόνας εμπειρογνωμόνων

Εάν έχετε μόνο έναν αισθητήρα και μία παράμετρο για να επιλέξετε — επιλέξτε ταχύτητα (mm/s RMS). Καλύπτει το ευρύτερο φάσμα κοινών βλαβών με επίπεδη απόκριση. Το Balanset-1A χρησιμοποιεί αυτήν την παράμετρο ως εγγενή παράμετρο. Προσθέστε μέτρηση επιτάχυνσης μόνο όταν χρειάζεται να εντοπίσετε ελαττώματα ρουλεμάν ή γραναζιών σε πρώιμο στάδιο σε υψηλές συχνότητες.

Τεχνική μέτρησης με Balanset-1A

Τοποθέτηση αισθητήρα

Η ποιότητα της διάγνωσης εξαρτάται αποκλειστικά από την ποιότητα των μετρήσεων. Οι δυνάμεις κραδασμών μεταδίδονται μέσω ρουλεμάν, επομένως οι αισθητήρες πρέπει να τοποθετούνται σε περιβλήματα ρουλεμάν — όσο το δυνατόν πιο κοντά στο ρουλεμάν, στη φέρουσα δομή (όχι σε καλύμματα ή πτερύγια ψύξης).

  • Προετοιμασία επιφάνειας: Καθαρό, επίπεδο, χωρίς νιφάδες χρώματος. Η μαγνητική βάση πρέπει να κάθεται στο ίδιο επίπεδο.
  • Ακτινική οριζόντια (H): Κάθετο στον άξονα, οριζόντιο επίπεδο. Συχνά το μέγιστο πλάτος.
  • Ακτινική κατακόρυφη (V): Κάθετο στον άξονα, κατακόρυφο επίπεδο.
  • Αξονική (Α): Παράλληλα με τον άξονα. Κρίσιμο για την ανίχνευση κακής ευθυγράμμισης.
💡 Διαγνωστικό κόλπο δύο καναλιών

Το Balanset-1A διαθέτει 2 κανάλια. Για διαγνωστικούς ελέγχους, τοποθετήστε και τους δύο αισθητήρες στο ίδιο ρουλεμάν — ένα ακτινικό, ένα αξονικό. Αυτό παρέχει ταυτόχρονα ακτινικά + αξονικά φάσματα, επιτρέποντας την άμεση ανίχνευση κακής ευθυγράμμισης.

Λειτουργίες Balanset-1A για διαγνωστικά

  • F1 — Αναλυτής φάσματος: Πλήρης οθόνη FFT. Η κύρια διαγνωστική λειτουργία.
  • F5 — Δονητής: Γρήγορη αξιολόγηση. Συγκρίνετε V1s (συνολικό RMS) έναντι V1o (1×). Εάν V1s ≈ V1o → ανισορροπία. Εάν V1s ≫ V1o → άλλα σφάλματα.
  • F8 — Γραφήματα: Λεπτομερής κυματομορφή φάσματος + χρόνου. Ιδανικό για αρμονικά μοτίβα και συχνότητες ρουλεμάν.
⚠️ V1s vs. V1o — Ο πρώτος διαγνωστικός έλεγχος

Πριν από την εξισορρόπηση, συγκρίνετε τα V1 με τα V1o. Εάν V1 ≫ V1o (π.χ., 8 έναντι 2 mm/s), οι περισσότερες δονήσεις ΔΕΝ οφείλονται σε ανισορροπία. Η εξισορρόπηση δεν θα το λύσει — εξετάστε το πλήρες φάσμα.

Ανάλυση Φάσεων — Ο Διαγνωστικός Διαφοροποιητής

Η συχνότητα σου λέει τι δονείται· η φάση σας λέει πως. Δύο ρήγματα μπορούν να παράγουν πανομοιότυπα φάσματα (και τα δύο κυριαρχούνται από 1×) — μόνο η ανάλυση φάσης τα διακρίνει. Η φάση είναι η γωνιακή σχέση μεταξύ των κραδασμών σε διαφορετικά σημεία μέτρησης, μετρούμενη σε μοίρες (0°–360°).

🧭 Φάση → Πίνακας Αναφοράς Διάγνωσης
Σχέση φάσηςΣημεία μέτρησηςΔιάγνωσηΕξήγηση
0° (σε φάση)Ρουλεμάν 1 ↔ Ρουλεμάν 2 (ακτινικό)Στατική ανισορροπίαΚαι τα δύο ρουλεμάν κινούνται ταυτόχρονα — ένα μόνο βαρύ σημείο στο κέντρο του ρότορα. Διόρθωση ενός επιπέδου.
~180° (αντιφασικό)Ρουλεμάν 1 ↔ Ρουλεμάν 2 (ακτινικό)Δυναμική (ζευγάρι) ανισορροπίαΤα ρουλεμάν λικνίζονται σε αντίθεση — δύο βαριά σημεία σε διαφορετικά επίπεδα δημιουργούν ένα ζεύγος λικνισμάτων. Απαιτείται διόρθωση δύο επιπέδων.
~90°Οριζόντια ↔ Κάθετη (ίδια κατεύθυνση)Ανισορροπία (οποιουδήποτε τύπου)Κανονική για ανισορροπία — το διάνυσμα δύναμης περιστρέφεται με τον άξονα, παράγοντας ~90° μεταξύ H και V στο ίδιο σημείο.
~180°Διασταυρούμενη σύζευξη (ακτινική)Παράλληλη κακή ευθυγράμμισηΟι δυνάμεις σύζευξης ωθούν τους άξονες μεταξύ τους σε αντίθετες ακτινικές κατευθύνσεις. Η γωνία σύζευξης 180° με υψηλή γωνία 2× είναι το χαρακτηριστικό γνώρισμα.
~180°Εγκάρσια σύζευξη (αξονική)Γωνιακή κακή ευθυγράμμισηΟι άξονες εναλλάξ ωθούν/έλκουν αξονικά. Η αξονική γωνία 180° εγκάρσια στη ζεύξη με υψηλό 1× και 2× είναι καθοριστική.
0°Εγκάρσια σύζευξη (αξονική)Όχι κακή ευθυγράμμισηΚαι οι δύο πλευρές κινούνται προς την ίδια αξονική κατεύθυνση — πιθανή θερμική ανάπτυξη, τάση σωληνώσεων ή μαλακό πέλμα. Όχι γωνιακή κακή ευθυγράμμιση.
Ακανόνιστο / ασταθέςΟποιαδήποτε συνεπή σημείαΜηχανική χαλαρότηταΟι μετρήσεις φάσης μεταβαίνουν τυχαία μεταξύ των μετρήσεων — χαρακτηριστικό των κρούσεων σε χαλαρές αρθρώσεις. Ασταθής φάση = χαλαρότητα.
Αργά παρασύρεταιΟποιοδήποτε σημείο, με την πάροδο του χρόνουΣυντονισμός ή θερμικά φαινόμεναΗ σταδιακή μετατόπιση φάσης κατά την προθέρμανση υποδηλώνει μεταβολή της δομικής ακαμψίας με τη θερμοκρασία (θερμική κακή ευθυγράμμιση).
Συνεπές, μη 0/180°Ρουλεμάν 1 ↔ Ρουλεμάν 2Συνδυασμένη στατική + ανισορροπία ζεύγουςΗ φάση μεταξύ 0° και 180° υποδεικνύει ένα μείγμα στατικών και ζευγών στοιχείων — απαιτεί εξισορρόπηση δύο επιπέδων.
💡 Μέτρηση φάσης με Balanset-1A

Το Balanset-1A εμφανίζει τη φάση στο 1× (την τιμή F1 σε λειτουργία δονητή) χρησιμοποιώντας το στροφόμετρο ως αναφορά. Για να συγκρίνετε τη φάση μεταξύ δύο ρουλεμάν, μετρήστε κάθε ρουλεμάν στην ίδια κατεύθυνση (π.χ., οριζόντια) με το στροφόμετρο στο ίδιο σημείο αναφοράς. Η διαφορά στις μετρήσεις φάσης αποκαλύπτει τον τύπο σφάλματος. Δεν απαιτείται ειδικό λογισμικό — απλώς αφαιρέστε τις δύο μετρήσεις.

Σφάλμα 1: Ανισορροπία

Αιτία: Κέντρο μάζας μετατοπισμένο από τον άξονα περιστροφής. Ανοχές κατασκευής, συσσώρευση αποθέσεων, διάβρωση, σπασμένη λεπίδα, απώλεια βάρους.

Φάσμα: Κυρίαρχη κορυφή ακριβώς στις 1× RPM. Πολύ χαμηλές αρμονικές. Ακτινική δόνηση. Το πλάτος αυξάνεται με την ταχύτητα² (τετραγωνική). Η φάση είναι σταθερή και επαναλήψιμη.

Στατική Ανισορροπία (Μονό Επίπεδο)

Καθαρή κορυφή 1×, ημιτονοειδής κυματομορφή. Και τα δύο ρουλεμάν σε φάση. Διόρθωση σε ένα επίπεδο.

Στατική ανισορροπία — κυρίαρχη 1× στα 25 Hz (1500 RPM). Ελάχιστες αρμονικές.

Δυναμική Ανισορροπία (Δύο Επίπεδα / Ζεύγος)

Επίσης 1× κυρίαρχο, αλλά τα έδρανα είναι ~180° εκτός φάσης. Απαιτείται διόρθωση δύο επιπέδων.

Δυναμική ανισορροπία — 1× κυρίαρχο. Φάσμα παρόμοιο με το στατικό αλλά η φάση διαφέρει στα ρουλεμάν.

Δράση: Εκτελώ εξισορρόπηση ρότορα με το Balanset-1A. Ανοχή βαθμού G ανά ISO 1940-1.

Σφάλμα 2: Λανθασμένη ευθυγράμμιση άξονα

Αιτία: Οι άξονες των συνδεδεμένων αξόνων δεν συμπίπτουν. Μπορεί να είναι παράλληλοι (μετατοπισμένοι) ή γωνιακοί (κλισέ), συνήθως και τα δύο.

Παράλληλη κακή ευθυγράμμιση (ακτινική)

Υψηλή 1× και 2× στην ακτινική κατεύθυνση. 2× συχνά ≥ 1×. Μετατόπιση φάσης 180° κατά μήκος της σύζευξης.

Παράλληλη μετατόπιση — ακτινική κατεύθυνση. Ισχυρή 1× και 2× με ελάσσονα 3×.

Γωνιακή κακή ευθυγράμμιση — Ακτινική

Τα 1× και 2× υπάρχουν σε ακτινική μορφή, αλλά το 2× συνήθως κυριαρχεί.

Γωνιακή κακή ευθυγράμμιση — ακτινική (R). 2× > 1×.

Γωνιακή κακή ευθυγράμμιση — Αξονική

Αξονική δόνηση ≥ 50% ακτινικής φάσης. Φάση 180° κατά μήκος της ζεύξης σε αξονική. Αυτή είναι η βασική διακριτική μέτρηση.

Γωνιακή κακή ευθυγράμμιση — αξονική (A). Πολύ υψηλή 2× στην αξονική κατεύθυνση.

Δράση: Η ζυγοστάθμιση ΔΕΝ θα βοηθήσει. Σταματήστε το μηχάνημα και εκτελέστε ευθυγράμμιση του άξονα. Ελέγξτε ξανά τους κραδασμούς μετά.

Σφάλμα 3: Μηχανική χαλαρότητα

Αιτία: Απώλεια δομικής ακαμψίας — χαλαρά μπουλόνια, ρωγμές στη θεμελίωση, φθαρμένες έδρες ρουλεμάν, υπερβολικά διάκενα.

Χαλάρωση εξαρτημάτων

"Δάσος" αρμονικών — 1×, 2×, 3×, 4×… έως 10×+ με μειούμενο πλάτος. Μπορεί να εμφανίσει υποαρμονικές 0,5×.

Χαλάρωση συνιστωσών — πολλές αρμονικές 1× έως 10×. Σημειώστε 0,5× υποαρμονική.

Δομική χαλαρότητα

1× και/ή 2× κυρίαρχη. Λίγες υψηλότερες αρμονικές. Ισχυρή κατακόρυφη δόνηση.

Δομική χαλαρότητα — κυριαρχούν τα 1× και 2×. Ελάχιστες ανώτερες αρμονικές.

Δράση: Επιθεωρήστε και σφίξτε τις βίδες στερέωσης. Ελέγξτε τη βάση. Ελέγχετε πάντα τη χαλαρότητα προτού εξισορρόπηση.

Σφάλμα 4: Ελαττώματα ρουλεμάν κύλισης

Αιτία: Σχίσιμο οπών, αποφλοίωση, φθορά σε αυλάκια, κυλιόμενα στοιχεία ή κλωβό.

Συχνότητες ελαττωμάτων ρουλεμάν
BPFO = (n/2)(1 − Bd/Pd·cos α) · fs
BPFI = (n/2)(1 + Bd/Pd·cos α) · fs
BSF = (Pd/2Bd)(1 − (Bd/Pd·cos α)²) · fs
FTF = ½(1 − Bd/Pd·cos α) · fs
n = κυλιόμενα στοιχεία | Bd = διάμετρος σφαίρας | Pd = διάμετρος βήματος | α = γωνία επαφής | fs = Σ.Α.Λ./60

Ελάττωμα Εξωτερικού Αγκώνα (BPFO)

Σειρά κορυφών σε BPFO, 2×BPFO, 3×BPFO… Χωρίς 1× πλευρικές ζώνες (στατικός δακτύλιος). Το πιο συνηθισμένο σφάλμα ρουλεμάν.

Ελάττωμα εξωτερικής δέσμης — αρμονικές BPFO σε μη σύγχρονες συχνότητες. Χωρίς πλευρικές ζώνες.

Εσωτερικό Ελάττωμα Αγώνα (BPFI)

Αρμονικές BPFI με ±1× πλευρικές ζώνες (περιστρεφόμενος δακτύλιος, διαμόρφωση ζώνης φορτίου). Το μοτίβο πλευρικής ζώνης είναι το βασικό αναγνωριστικό.

Εσωτερικό ελάττωμα δέσμης — αρμονικές BPFI με πλευρικές ζώνες ±1× (μικρότερες κορυφές που πλαισιώνουν τις κύριες κορυφές).

Ελάττωμα Στοιχείου Κύλισης (BSF)

Αρμονικές BSF. 2×BSF συχνά κυρίαρχες. Μη σύγχρονες. Συχνά συνοδεύονται από ζημιά αγώνα.

Ελάττωμα κυλινδρικού στοιχείου — αρμονικές BSF. Σημείωση: Το 2×BSF είναι το υψηλότερο (βλάβη δύο στοιχείων).

Ελάττωμα κλωβού (FTF)

Υποσύγχρονες κορυφές (FTF ≈ 0,4× ταχύτητα άξονα). Χαμηλή συχνότητα. Συχνά συνοδεύει άλλες ζημιές στα ρουλεμάν.

Ελάττωμα κλωβού — FTF και αρμονικές κάτω από 1× ταχύτητα άξονα (υποσύγχρονο).
Πρόοδος ελαττωμάτων ρουλεμάν (4 στάδια)

Στάδιο 1 — Υπόγειο: Υπερηχητική ζώνη (> 5 kHz). Δεν είναι ορατή σε τυπικό FFT. Ανιχνεύεται με ενέργεια αιχμής / περιβάλλουσα.

Στάδιο 2 — Πρώιμο ελάττωμα: Εμφανίζονται συχνότητες ρουλεμάν (BPFO, BPFI). Χαμηλό πλάτος. Εδώ ξεκινά η ανίχνευση του Balanset-1A.

Στάδιο 3 — Προχωρημένο: Πολλαπλές αρμονικές. Αναπτύσσονται πλευρικές ζώνες. Αυξάνεται το επίπεδο θορύβου.

Στάδιο 4 — Προχωρημένο: Θόρυβος ευρείας ζώνης. Οι συχνότητες των ρουλεμάν ενδέχεται να εξαφανιστούν και να γίνουν θόρυβος. Επείγουσα αντικατάσταση.

Ανάλυση Περιβλήματος (Αποδιαμόρφωση) — Πρώιμη Ανίχνευση Φέροντος

Η τυπική ανάλυση φάσματος FFT ανιχνεύει ελαττώματα στα ρουλεμάν από το Στάδιο 2 και μετά. Αλλά στο Στάδιο 1, οι κρούσεις των ρουλεμάν είναι πολύ ασθενείς για να εμφανιστούν πάνω από το όριο θορύβου. Ανάλυση φακέλου (ονομάζεται επίσης αποδιαμόρφωση ή ανίχνευση υψηλής συχνότητας, HFD) επεκτείνει την ανίχνευση σε πολύ προγενέστερα στάδια.

Πώς λειτουργεί

Όταν ένα κυλιόμενο στοιχείο χτυπήσει ένα ελάττωμα, παράγει έναν σύντομο παλμό κρούσης που διεγείρει δομικούς συντονισμούς υψηλής συχνότητας (συνήθως 5–20 kHz). Αυτοί οι συντονισμοί "ηχούν" για λίγο σε κάθε κρούση. Η ανάλυση περιβλήματος λειτουργεί σε τρία βήματα:

  1. Ζωνοπερατό φίλτρο: Απομονώστε τη ζώνη συντονισμού υψηλής συχνότητας (π.χ., 5–15 kHz) όπου κουδουνίζουν οι κρούσεις.
  2. Διόρθωση και περιτύλιγμα: Εξαγάγετε το μοτίβο διαμόρφωσης πλάτους — το "φάκελο" που ακολουθεί τις κορυφές του κουδουνίσματος.
  3. FFT του φακέλου: Εφαρμόστε FFT στο σήμα περιβλήματος. Το αποτέλεσμα δείχνει το ρυθμός επανάληψης των κρούσεων — που ισούται με τις συχνότητες ελαττωμάτων των ρουλεμάν (BPFO, BPFI, BSF, FTF).
Γιατί ο φάκελος ανιχνεύει νωρίτερα

Στο ακατέργαστο φάσμα, μια ασθενής κρούση στο BPFO μπορεί να παράγει 0,1 mm/s — αόρατη ανάμεσα σε θόρυβο μηχανής 2 mm/s. Αλλά η ίδια κρούση προκαλεί έναν συντονισμό στα 8 kHz όπου δεν υπάρχει άλλη πηγή δόνησης. Μετά την αποδιαμόρφωση, το μοτίβο επανάληψης του BPFO αναδύεται καθαρά από ένα καθαρό φόντο.

Σχετικές παράμετροι

  • Ενέργεια Spike (SE): Συνολική μέτρηση της ενέργειας κρούσης υψηλής συχνότητας. Βαθμωτή τιμή τάσης. Κατάλληλο για έλεγχο "go/no-go".
  • gSE / HFD / PeakVue: Ονόματα ειδικά για τον προμηθευτή για παραμέτρους που προέρχονται από φακέλους. Όλα βασίζονται στην ίδια αρχή.
  • Περιβάλλουσα επιτάχυνση: Το Balanset-1A μετρά την ταχύτητα (mm/s). Για πλήρη ανάλυση περιβάλλουσας ζώνης, ιδανικός είναι ένας ειδικός αναλυτής με είσοδο επιτάχυνσης και δυνατότητα φιλτραρίσματος ζώνης διέλευσης. Ωστόσο, το FFT του Balanset-1A μπορεί να ανιχνεύσει αποτελεσματικά ελαττώματα ρουλεμάν Σταδίου 2+ στο τυπικό φάσμα ταχύτητας.
Φάσμα περιβλήματος ελαττώματος εσωτερικού αυλακιού — Οι αρμονικές BPFI αναδύονται καθαρά από αποδιαμορφωμένο σήμα υψηλής συχνότητας. Συγκρίνετε με το ακατέργαστο φάσμα ταχύτητας όπου αυτές μπορεί να είναι κρυμμένες σε θόρυβο.

Δράση: Ελέγξτε τη λίπανση. Σχεδιάστε την αντικατάσταση των ρουλεμάν. Αυξήστε τη συχνότητα παρακολούθησης.

Σφάλμα 5: Ελαττώματα γραναζιών

Αιτία: Φθαρμένα, με κοιλότητες ή σπασμένα δόντια. Εκκεντρότητα γραναζιού. GMF = αριθμός δοντιών × σ.α.λ. άξονα / 60.

Εκκεντρικότητα γραναζιών

GMF με πλευρικές ζώνες σε ταχύτητα άξονα ±1×. Η ταχύτητα 1× των γραναζιών μπορεί επίσης να είναι ανυψωμένη.

Εκκεντρότητα γραναζιού — GMF στα 500 Hz με πλευρικές ζώνες ±1×. Ανυψωμένη 1×.

Φθορά / Ζημιά των δοντιών του γραναζιού

Πολλαπλές αρμονικές GMF με πυκνές πλευρικές ζώνες. Ίχνη σοβαρότητας με αριθμό και πλάτος πλευρικών ζωνών.

Φθορά εργαλείων — GMF και 2×GMF με πολλαπλές πλευρικές ζώνες σε διαστήματα 1×.

Δράση: Ελέγξτε το λάδι του κιβωτίου ταχυτήτων για μεταλλικά σωματίδια. Προγραμματίστε έλεγχο. Παρακολουθήστε την τάση της πλευρικής ζώνης GMF.

Ηλεκτρικά Βλάβες (Κινητήρες)

Τα ηλεκτρομαγνητικά σφάλματα προκαλούν δονήσεις σε 2× συχνότητα γραμμής (100 Hz σε δίκτυα 50 Hz, 120 Hz σε 60 Hz). Κρίσιμη δοκιμή: εξαφανίζονται οι κραδασμοί στη στιγμή όταν διακοπεί το ρεύμα. Τα μηχανικά σφάλματα εξασθενούν σταδιακά.

  • Εκκεντρότητα στάτορα: 2× συχνότητα γραμμής, σταθερό πλάτος.
  • Ελαττώματα ράβδου ρότορα: Πλευρικές ζώνες γύρω από τη συχνότητα γραμμής σε διαστήματα συχνότητας ολίσθησης.
  • Μαλακό πόδι: Οι κραδασμοί αλλάζουν όταν χαλαρώνουν τα μεμονωμένα πόδια του κινητήρα.

Σφάλμα 7: Προβλήματα με τον ιμάντα κίνησης

Αιτία: Φθαρμένοι, κακώς ευθυγραμμισμένοι ή ακατάλληλα τεντωμένοι ιμάντες. Οι ιμάντες μετάδοσης κίνησης δημιουργούν κραδασμούς στο συχνότητα διέλευσης ζώνης, η οποία είναι συνήθως μια υποσύγχρονη συχνότητα (κάτω από 1× την ταχύτητα του άξονα) καθώς ο ιμάντας είναι μακρύτερος από την περιφέρεια της τροχαλίας.

Συχνότητα ζώνης
fζώνη = (π · D · RPM) / (60 · L)
D = διάμετρος τροχαλίας (m) | L = μήκος ιμάντα (m) | RPM = ταχύτητα τροχαλίας
Απλουστευμένο: fζώνη = ταχύτητα περιφέρειας τροχαλίας / μήκος ιμάντα

Κοινές Υπογραφές Ζώνης

  • Φθορά / ελάττωμα ζώνης: Κορυφές στη συχνότητα ζώνης (fζώνη) και οι αρμονικές του (2×, 3×, 4× fζώνη). Αυτά εμφανίζονται κάτω από 1× την ταχύτητα του άξονα — οι υποσύγχρονες κορυφές είναι ο βασικός δείκτης.
  • Κακή ευθυγράμμιση ιμάντα: Αυξημένη αξονική δόνηση σε ταχύτητα άξονα 1× και 2×. Παρόμοια με την κακή ευθυγράμμιση του άξονα, αλλά περιορισμένη στο μηχάνημα με ιμάντα.
  • Ακατάλληλη τάση: Υψηλή δόνηση 1× που αλλάζει δραματικά με τη ρύθμιση της τάσης του ιμάντα. Οι υπερβολικά σφιγμένοι ιμάντες αυξάνουν το φορτίο στα ρουλεμάν. Οι χαλαροί ιμάντες προκαλούν χτυπήματα και κορυφές συχνότητας ιμάντα.
  • Αντήχηση: Η φυσική συχνότητα του ιμάντα ("πτερυγισμός") μπορεί να διεγερθεί εάν ο συντονισμός του εύρους του ιμάντα συμπίπτει με την ταχύτητα λειτουργίας. Ορατό ως ευρεία κορυφή στη φυσική συχνότητα του ιμάντα.
Βλάβη στην κίνηση του ιμάντα — υποσύγχρονες κορυφές στη συχνότητα και τις αρμονικές του ιμάντα (κάτω από 1× την ταχύτητα του άξονα στα 25 Hz).

Δράση: Ελέγξτε την κατάσταση του ιμάντα, την τάση και την ευθυγράμμιση της τροχαλίας. Αντικαταστήστε τους φθαρμένους ιμάντες. Για επαναλαμβανόμενα προβλήματα, επαληθεύστε την ευθυγράμμιση της τροχαλίας με ένα εργαλείο λέιζερ ή έναν εύκαμπτο σωλήνα.

Σφάλμα 8: Σπηλαίωση αντλίας

Αιτία: Οι φυσαλίδες ατμού σχηματίζονται και καταρρέουν βίαια όταν η τοπική πίεση πέσει κάτω από την τάση ατμών του υγρού — συνήθως στην αναρρόφηση της αντλίας. Κάθε κατάρρευση φυσαλίδας δημιουργεί μια μικρο-κρούση. Χιλιάδες καταρρεύσεις ανά δευτερόλεπτο παράγουν έναν χαρακτηριστικό θόρυβο ευρείας ζώνης.

Φασματική Υπογραφή

  • Ενέργεια υψηλής συχνότητας ευρυζωνικής σύνδεσης: Σε αντίθεση με τα μηχανικά σφάλματα (τα οποία παράγουν διακριτές κορυφές), η σπηλαίωση παράγει ένα αυξημένο επίπεδο θορύβου σε ένα ευρύ φάσμα συχνοτήτων, συνήθως πάνω από 2–5 kHz. Το φάσμα μοιάζει με "εξόγκωμα" ή υπερυψωμένο οροπέδιο αντί για αιχμηρές κορυφές.
  • Τυχαίο, μη περιοδικό: Δεν υπάρχουν αρμονικές, καμία σχέση με την ταχύτητα του άξονα. Ο θόρυβος ακούγεται σαν "χαλίκι" ή "κροτάλισμα" — ακούγεται ακόμα και χωρίς όργανα.
  • Εφέ χαμηλής συχνότητας: Η σοβαρή σπηλαίωση μπορεί επίσης να προκαλέσει αστάθεια στο 1× και θόρυβο χαμηλής συχνότητας ευρείας ζώνης από την αναταραχή ροής.
Σπηλαίωση αντλίας — θόρυβος υψηλής συχνότητας ευρείας ζώνης (υπερυψωμένο δάπεδο πάνω από 200 Hz). Δεν υπάρχουν διακριτές κορυφές — αντίθεση με ελαττώματα ρουλεμάν που εμφανίζουν συγκεκριμένες συχνότητες.

Δράση: Αυξήστε την πίεση αναρρόφησης (χαμηλώστε την αντλία, ανοίξτε τη βαλβίδα αναρρόφησης, μειώστε τις απώλειες στον σωλήνα αναρρόφησης). Ελέγξτε την πίεση NPSHδιαθέσιμος έναντι NPSHυποχρεούμαι. Μειώστε την ταχύτητα της αντλίας, εάν είναι δυνατόν. Η σπηλαίωση προκαλεί ταχεία ζημιά από τη διάβρωση — μην την αγνοείτε.

Σφάλμα 9: Στροβιλισμός λαδιού & Μανιτάρι λαδιού (ρουλεμάν στροφέα)

Αιτία: Αστάθεια ρευστομετρικής μεμβράνης σε ρουλεμάν στροφέα (μανίκι). Η σφήνα της μεμβράνης λαδιού αναγκάζει τον άξονα να περιστραφεί εντός του διάκενου του ρουλεμάν σε υποσύγχρονη συχνότητα. Αυτό διαφέρει από τα ελαττώματα των ρουλεμάν κυλινδρικών στοιχείων και εμφανίζεται μόνο σε ρουλεμάν ολίσθησης/στροφέα.

Στροβιλισμός λαδιού

  • Συχνότητα: Περίπου 0,42× έως 0,48× ταχύτητα άξονα (συχνά αναφέρεται ως ~0,43×). Αυτή είναι μια υποσύγχρονη κορυφή που παρακολουθεί την ταχύτητα του άξονα — εάν αυξηθούν οι στροφές ανά λεπτό, η συχνότητα στροβιλισμού αυξάνεται αναλογικά.
  • Φάσμα: Μία μόνο κορυφή στα ~0,43× που μετατοπίζεται με την ταχύτητα. Το πλάτος μπορεί να είναι μέτριο.
  • Κατάσταση: Πρόδρομος του μαστιγίου λαδιού. Συνήθως δεν είναι άμεσα καταστροφικός, αλλά υποδηλώνει αστάθεια.

Μαστίγιο λαδιού

  • Συχνότητα: Κλειδώνει στο πρώτο του ρότορα φυσική συχνότητα (κρίσιμη ταχύτητα). Σε αντίθεση με τον στροβιλισμό, ΔΕΝ παρακολουθεί την ταχύτητα του άξονα — η συχνότητα παραμένει σταθερή καθώς αλλάζουν οι στροφές/λεπτό.
  • Φάσμα: Μεγάλη υποσύγχρονη κορυφή στην πρώτη κρίσιμη ταχύτητα του ρότορα. Το πλάτος μπορεί να είναι πολύ υψηλό — καταστροφικό.
  • Κατάσταση: Επικίνδυνος. Απαιτείται άμεση δράση. Μπορεί να οδηγήσει σε σβήσιμο του ρουλεμάν και ζημιά στον άξονα.
Στροβιλισμός λαδιού — υποσύγχρονη κορυφή σε ~0,43× ταχύτητα άξονα (≈ 10,7 Hz για 1500 σ.α.λ.). Διαφέρει από χαλαρότητα 0,5×.
⚠️ Στροβιλισμός λαδιού έναντι χαλαρότητας — Πώς να το διακρίνετε

Και τα δύο παράγουν υποσύγχρονες κορυφές, αλλά: Στροβιλισμός λαδιού είναι στα ~0,43× (όχι ακριβώς 0,5×) και παρακολουθεί την πορεία της με ταχύτητα. Χαλαρότητα παράγει κορυφές ακριβώς στα 0,5×, 1,5×, 2,5× και δεν ακολουθεί την ταχύτητα (παραμένει σε σταθερά κλάσματα του 1×). Ο στροβιλισμός λαδιού εμφανίζεται μόνο σε ρουλεμάν στροφέα/χιτωνίου — εάν το μηχάνημα έχει ρουλεμάν κυλινδρικών στοιχείων, δεν μπορεί να είναι στροβιλισμός λαδιού.

Δράση: Για στροβιλισμό λαδιού: ελέγξτε το διάκενο του ρουλεμάν, το ιξώδες λαδιού και το φορτίο. Αυξήστε το φορτίο του ρουλεμάν ή αλλάξτε το ιξώδες λαδιού. Για στροβιλισμό λαδιού: μειώστε αμέσως την ταχύτητα κάτω από το κρίσιμο όριο. Συμβουλευτείτε έναν ειδικό στη δυναμική του ρότορα.

ISO 10816 Ένταση κραδασμών — Πλήρης πίνακας ταξινόμησης

Το πρότυπο ISO 10816 (που έχει αντικατασταθεί από το πρότυπο ISO 20816, αλλά εξακολουθεί να αναφέρεται ευρέως) ορίζει ζώνες σοβαρότητας κραδασμών για τέσσερις κατηγορίες μηχανημάτων. Η δόνηση μετριέται ως ταχύτητα σε mm/s RMS σε περιβλήματα ρουλεμάν. Ο παρακάτω πίνακας δείχνει όλα τα όρια ζωνών και για τις τέσσερις κατηγορίες — χρησιμοποιήστε τον ως γρήγορη αναφορά κατά την αξιολόγηση των μετρήσεων.

📋 Ζώνες Έντονης Κραδασμού ISO 10816-3 — Όλες οι Κατηγορίες Μηχανημάτων (mm/s RMS)
Κλάση Μηχανής Ζώνη Α
Καλή		 Ζώνη Β
Δεκτός		 Ζώνη Γ
Συναγερμός		 Ζώνη Δ
Κίνδυνος
Τάξη Ι
Μικρά μηχανήματα ≤ 15 kW
(αντλίες, ανεμιστήρες, συμπιεστές)		 ≤ 0,71 0,71 – 1,8 1,8 – 4,5 > 4.5
Κατηγορία II
Μεσαίες μηχανές 15–75 kW
(χωρίς ειδική βάση)		 ≤ 1,8 1,8 – 4,5 4,5 – 11,2 > 11.2
Τάξη III
Μεγάλα μηχανήματα > 75 kW
(άκαμπτη βάση)		 ≤ 2,8 2,8 – 7,1 7.1 – 18 > 18
Κατηγορία IV
Μεγάλα μηχανήματα > 75 kW
(εύκαμπτη βάση, π.χ. χαλύβδινο πλαίσιο)		 ≤ 4,5 4,5 – 11,2 11.2 – 28 > 28
📌 Πώς να χρησιμοποιήσετε αυτόν τον πίνακα

Βήμα 1: Προσδιορίστε την κατηγορία του μηχανήματός σας με βάση την ισχύ και τον τύπο θεμελίωσης.
Βήμα 2: Μετρήστε τη συνολική ταχύτητα δόνησης (mm/s RMS) σε κάθε περίβλημα ρουλεμάν σε ακτινική κατεύθυνση.
Βήμα 3: Βρείτε τη ζώνη. Ζώνη Α = πρόσφατα ανατεθειμένος ή εξαιρετικός. Ζώνη Β = απεριόριστη μακροπρόθεσμη λειτουργία. Ζώνη Γ = αποδεκτό μόνο για περιορισμένες περιόδους — προγραμματισμός συντήρησης. Ζώνη Δ = υπάρχει ζημιά — σταματήστε το μηχάνημα το συντομότερο δυνατό.

Θυμάμαι: Οι τάσεις έχουν μεγαλύτερη σημασία από τις απόλυτες τιμές. Ένα μηχάνημα που λειτουργεί με ταχύτητα 3,0 mm/s (Ζώνη Β για Κλάση II) που προηγουμένως ήταν στα 1,5 mm/s έχει διπλασιαστεί — διερευνήστε την αιτία παρόλο που εξακολουθεί να είναι "αποδεκτή". Η λειτουργία δονητικής μηχανής (F5) του Balanset-1A εμφανίζει τη συνολική ταχύτητα V1s για άμεση αξιολόγηση ζώνης.

⚠️ ISO 10816 έναντι ISO 20816

Το ISO 10816 αντικαταστάθηκε επίσημα από το ISO 20816 (δημοσιεύτηκε 2016–2022). Τα όρια ζωνών παραμένουν παρόμοια για τους περισσότερους τύπους μηχανημάτων, αλλά το ISO 20816 προσθέτει κριτήρια αξιολόγησης για την μετατόπιση και επεκτείνει τα εξαρτήματα που αφορούν συγκεκριμένα μηχανήματα. Στην πράξη, οι τιμές ISO 10816 παραμένουν το πρότυπο αναφοράς του κλάδου. Τόσο το Balanset-1A όσο και τα περισσότερα βιομηχανικά προγράμματα δόνησης εξακολουθούν να χρησιμοποιούν ζώνες ISO 10816.

Από τη μέτρηση στην παρακολούθηση

Ανάλυση Τάσεων

Ένα μόνο φάσμα είναι ένα στιγμιότυπο. Η δύναμη της ανάλυσης κραδασμών είναι ανάλυση τάσεων — παρακολούθηση των αλλαγών με την πάροδο του χρόνου.

  • Δημιουργήστε μια γραμμή βάσης: Μετρήστε νέο ή γνωστό σε καλή κατάσταση εξοπλισμό. Αποθηκεύστε φάσματα.
  • Καθορίστε διαστήματα: Κρίσιμη: εβδομαδιαία. Τυπική: μηνιαία. Βοηθητική: τριμηνιαία.
  • Εξασφαλίστε την επαναληψιμότητα: Ίδια σημεία, ίδιες κατευθύνσεις, ίδιες συνθήκες λειτουργίας.
  • Παρακολούθηση αλλαγών: Μια αύξηση 2 φορές από την αρχική τιμή είναι σημαντική ακόμη και αν βρίσκεται στη Ζώνη ISO Α.

Αλγόριθμος Απόφασης

  1. Αποκτήστε ένα ποιοτικό φάσμα (Διαγράμματα F8, ακτινικό + αξονικό).
  2. Προσδιορίστε την υψηλότερη κορυφή — αυτό είναι το κυρίαρχο πρόβλημα.
  3. Αντιστοίχιση με τον τύπο σφάλματος:
    • 1× κυριαρχεί → Ανισορροπία → Ισορροπία με Balanset-1A.
    • 2× κυριαρχεί + υψηλή αξονική → Λανθασμένη ευθυγράμμιση → Επαναευθυγράμμιση αξόνων.
    • Πολλές αρμονικές → Χαλάρωση → Επιθεωρήστε και σφίξτε.
    • Μη σύγχρονες κορυφές → Ρουλεμάν → Αντικατάσταση σχεδίου.
    • GMF + πλευρικές ζώνες → Ταχύτητα → Ελέγξτε το λάδι, επιθεωρήστε το κιβώτιο ταχυτήτων.
  4. Διορθώστε πρώτα το κυρίαρχο σφάλμα — τα δευτερογενή συμπτώματα συχνά εξαφανίζονται.

← Επιστροφή στο Ευρετήριο Γλωσσάρι