Asynkronisen värähtelyn ymmärtäminen
Määritelmä: Mikä on asynkroninen värähtely?
Asynkroninen värähtely (kutsutaan myös epäsynkroniseksi värähtelyksi) on tärinä taajuuksilla, jotka eivät ole akselin pyörimisnopeuden tarkkoja kokonaislukukertoja (kertaluokkia). Toisin kuin synkroninen värähtely alkaen epätasapaino tai virheasento (joka esiintyy aina 1×, 2×, 3× käyntinopeudella), asynkronista värähtelyä esiintyy komponentin geometrian, sähkömagneettisten vaikutusten tai ulkoisten lähteiden määräämillä taajuuksilla eikä akselin pyörimisen taajuuksilla.
Synkronisen ja asynkronisen värähtelyn välisen eron ymmärtäminen on olennaista koneiden diagnostiikassa, koska se auttaa tunnistamaan värähtelyn lähteen: synkroniset komponentit viittaavat pyörivään massaan tai geometrisiin ongelmiin, kun taas asynkroniset komponentit osoittavat vierintäelementin ongelmia, sähkövikoja tai roottorin itsensä ulkopuolisia vaikutuksia.
Yleisiä asynkronisen värähtelyn lähteitä
1. Vierintälaakerin viat (yleisimmät)
Asynkronisen värähtelyn ensisijainen lähde:
- Laakerivikojen taajuudet: BPFO, BPFI, BSF ja FTF eivät ole akselinopeuden tarkkoja kerrannaisia
- Esimerkki: 1800 RPM moottori (30 Hz), BPFO voi olla 107 Hz (3,57 × akselin nopeus, ei kokonaisluku)
- Diagnostinen arvo: Asynkroniset taajuudet viittaavat välittömästi laakeriongelmaan
- Kirjekuorianalyysi: Ensisijainen tekniikka asynkronisten laakerikomponenttien havaitsemiseksi
2. Sähkötaajuudet
Akselin nopeuteen liittymätön sähkömagneettinen värähtely:
- 2× Linjataajuus: 120 Hz (60 Hz:n järjestelmät) tai 100 Hz (50 Hz), moottorin nopeudesta riippumatta
- Esimerkki: 2-napainen 60 Hz:n moottori käy nopeudella 3550 rpm (59,2 Hz), mutta 2×f-värähtelyä esiintyy 120 Hz:n taajuudella (2,03× akselin nopeus)
- Tangon läpimenotaajuus: Ei välttämättä ole tarkka kokonaislukukerrannainen
- VFD-harmoniat: Akselin nopeuteen liittymättömät kytkentätaajuudet
3. Ulkoiset lähteet
- Viereiset laitteet: Lähellä olevista koneista välittynyt tärinä
- Rakennus/Perustus: Rakenteelliset resonanssit kiinteillä taajuuksilla
- Prosessipulssit: Paineaallot putkistossa
- Akustiset resonanssit: Seisovat aallot kanavissa tai koteloissa
4. Subsynkroniset epävakaudet
- Öljypyörre: Tyypillisesti 0,42–0,48 × akselin nopeus (ei täsmälleen puolet)
- Öljyvatka: Lukitsee luonnollisella taajuudella, ei akselin nopeuteen liittyen
- Tiivisteiden epävakaudet: Usein nestedynamiikan määräämillä taajuuksilla
5. Satunnainen värähtely
- Kavitaatio: Satunnainen kuplan romahdus, laajakaista
- Turbulenssi: Satunnaiset virtausvaihtelut
- Hankaus: Kaoottinen kosketus, joka luo epäsäännöllistä värähtelyä
Tunnistaminen Spectrassa
Spektriominaisuudet
- Kiinteä taajuus: Näkyy samalla Hz-arvolla nopeuden muutoksista riippumatta
- Tilauksen muutokset: Jos nopeus vaihtelee, asynkroniset taajuudet muuttuvat järjestyksessä (× akselin nopeussuhde)
- Vesiputousalue: Asynkroniset komponentit näkyvät pystysuorina viivoina; synkroniset vinoviivoina
- Tilausspektri: Asynkroniset piikit ei-kokonaislukujärjestyksissä (2,47 ×, 3,57 × jne.)
Diagnostinen toimenpide
- Tunnista juoksunopeus: 1× huippuarvosta tai kierroslukumittarista
- Laske tilaukset: Jaa jokainen huipputaajuus käyntinopeuden taajuudella
- Kokonaislukutilaukset: Synkroninen värähtely (1,00×, 2,00×, 3,00×)
- Ei-kokonaislukuiset tilaukset: Asynkroninen värähtely (2,47×, 3,57× jne.)
- Vastaa vikatyyppejä: Vertaa laskettuja taajuuksia laakeritaajuuksiin, sähköisiin taajuuksiin jne.
Diagnostinen merkitys
Laakeriviat
- Asynkroniset taajuudet BPFO:ssa, BPFI:ssä ja BSF:ssä viittaavat välittömästi laakeriongelmaan
- Laske laakeritaajuudet ja vertaa niitä havaittuihin huippuihin
- ±5%:n tarkkuudella oleva vastaavuus vahvistaa laakerivian
- Yliaallot ja sivukaistat tarjoavat lisävahvistusta
Sähkömagneettiset ongelmat
- 2× verkkotaajuus 100/120 Hz:ssä viittaa staattori- tai ilmaraongelmiin
- Kiinteä taajuus riippumaton nopeuden vaihteluista
- Virta-analyysi vahvistaa sähköisen alkuperän
Ulkoinen tärinä
- Huiput, jotka eivät liity koneen nopeuteen tai laakereihin
- Saattaa vastata lähellä olevien laitteiden nopeuksia
- Lähteen selvittäminen vaaditaan
- Eristys tai lähdekorjaus tarvitaan
Asynkronisen värähtelyn analyysitekniikat
Kirjekuorianalyysi
- Ensisijainen tekniikka laakerivikojen havaitsemiseen
- Tehostaa asynkronisia toistuvia vaikutuksia
- Vaimentaa synkroniset matalataajuiset komponentit
- Paljastaa laakeritaajuudet selkeästi
Korkean taajuuden kiihtyvyys
- Asynkroniset laakeriviat usein korkealla taajuusalueella (> 1 kHz)
- Käytä kiihtyvyysantureita ja korkeita Fmax-asetuksia
- Havaitsee iskut ja korkeataajuiset resonanssit
Cepstrumin analyysi
- Tehokas jaksollisten kuvioiden löytämiseen asynkronisissa signaaleissa
- Havaitsee harmonisten tai sivukaistojen perheitä
- Hyödyllinen monimutkaisten laakeri- ja hammaspyörätunnusten havaitsemiseen
Käytännön esimerkkejä
Moottori, jossa on laakerivika
- Juoksunopeus: 1750 kierrosta minuutissa (29,17 Hz)
- Synkroniset komponentit: 1× 29,17 Hz:llä, 2× 58,34 Hz:llä
- Asynkroninen komponentti: Huippu 107 Hz:ssä (3,67 × akselin nopeus)
- Diagnoosi: 107 Hz vastaa laskettua BPFO:ta → ulomman radan vika
- Vahvistus: Asynkroninen luonne vahvistaa laakeri-, ei roottori-ongelman
VFD-moottori muuttuvalla nopeudella
- Moottorin nopeus vaihtelee 1200–1800 rpm
- 1× huippu liikkuu nopeudella (synkronisesti)
- 120 Hz:n huippu pysyy kiinteänä (asynkroninen 2 × linjataajuus)
- Diagnoosi: Sähkömagneettinen komponentti 60 Hz:n syötöstä
Asynkroninen värähtely edustaa erillistä koneiden värähtelyn luokkaa, jolla on ainutlaatuisia diagnostisia vaikutuksia. Asynkronisten komponenttien tunnistaminen niiden ei-kokonaislukuisten järjestyssuhteiden, kiinteiden taajuuksien nopeuden muutoksista huolimatta tai pystysuuntaisten ominaisuuksien perusteella vesiputouskuvioissa mahdollistaa laakerivikojen, sähköongelmien ja ulkoisten vaikutusten tarkan tunnistamisen, mikä ohjaa asianmukaisia diagnostisia ja korjaavia strategioita.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 