कंपन विश्लेषण — स्पेक्ट्रम डायग्नोस्टिक्स मार्गदर्शक
From FFT fundamentals to fault diagnosis: learn to read vibration spectra, calculate bearing defect frequencies, assess severity per ISO 10816, and diagnose unbalance, misalignment, looseness, bearing and gear defects — with interactive tools and the Balanset-1A.
इंटरैक्टिव डायग्नोस्टिक कैलकुलेटर
कंपन विश्लेषण के लिए आवश्यक उपकरण — बेयरिंग दोष आवृत्तियाँ, गियर मेश आवृत्ति, गंभीरता मूल्यांकन और इकाई रूपांतरण
एक नज़र में दोष पहचान
प्रत्येक यांत्रिक खराबी कंपन स्पेक्ट्रम में एक विशिष्ट "निशान" उत्पन्न करती है।
| दोष | प्राथमिक आवृत्ति | हार्मोनिक्स | दिशा | चरण व्यवहार | प्रमुख विशिष्ट विशेषता |
|---|---|---|---|---|---|
| स्थैतिक असंतुलन | 1× | कम / कोई नहीं | रेडियल (एच,वी) | दोनों बियरिंग एक ही चरण में हैं | Pure 1× sinusoid. Force ∝ speed². |
| गतिशील असंतुलन | 1× | कम / कोई नहीं | रेडियल (एच,वी) | बियरिंग के बीच लगभग 180° का कोण | 1× प्रमुख, बेयरिंग फेज से बाहर (युग्म)। |
| समानांतर बेमेल | 2× (≥ 1×) | 1×, 3× | रेडियल | कपलिंग के पार 180° | 2× अक्सर > 1×. युग्मन पर उच्च रेडियल। |
| कोणीय मिसलिग्न्मेंट | 1×, 2× | 3× | अक्षीय प्रमुख | कपलिंग के आर-पार 180° (अक्षीय) | उच्च अक्षीय। अक्षीय ≥ 50% रेडियल का। |
| घटक की शिथिलता | 1×,2×…10×+ | कई (~10 गुना) | रेडियल | अनियमित | हार्मोनिक्स का "जंगल"। 0.5× सबहार्मोनिक्स संभव है। |
| संरचनात्मक शिथिलता | 1× या 2× | कुछ 2× से ऊपर | ऊर्ध्वाधर | अस्थिर | मजबूत ऊर्ध्वाधर। बोल्ट जाँच के प्रति प्रतिक्रिया देता है। |
| बाहरी रेस (BPFO) | BPFO, 2×BPFO… | एकाधिक BPFO | रेडियल | लागू नहीं | गैर-तुल्यकालिक। कोई 1× साइडबैंड नहीं। |
| आंतरिक रेस (बीपीएफआई) | BPFI, 2×BPFI… | एकाधिक BPFI | रेडियल | 1× पर मॉड्यूलेटेड | ±1× साइडबैंड के साथ BPFI हार्मोनिक्स। |
| रोलिंग तत्व (BSF) | BSF, 2×BSF… | एकाधिक बीएसएफ | रेडियल | लागू नहीं | 2×BSF अक्सर 1×BSF से अधिक होता है। गैर-तुल्यकालिक। |
| पिंजरा (FTF) | FTF ≈ 0.4× | 2,3× FTF | रेडियल | लागू नहीं | Fundamental < 1×; harmonics may exceed 1×. |
| गियर जाल | जीएमएफ = एन × 1 × | 2,3× जीएमएफ | रेडियल+अक्षीय | 1× पर मॉड्यूलेटेड | साइडबैंड सहित जीएमएफ। एन = दांत। |
| विद्युत (मोटर) | 2× लाइन आवृत्ति | — | रेडियल | बिजली बंद करने पर डेटा ड्रॉप हो जाता है | 100/120 हर्ट्ज़। तत्काल ड्रॉप टेस्ट। |
Interactive FFT Spectrum Demonstration — 17 Fault Scenarios
त्रुटि का प्रकार चुनकर उसकी विशिष्ट समय तरंग और आवृत्ति स्पेक्ट्रम देखें। मूल कारण का पता लगाने के लिए पैटर्न की तुलना करें।
समय डोमेन (तरंगरूप)
आवृत्ति स्पेक्ट्रम (FFT)
कंपन विश्लेषण क्या है?
कंपन विश्लेषण यह घूर्णनशील मशीनरी के यांत्रिक दोलनों को मापने और उनकी व्याख्या करने की प्रक्रिया है, जिससे बिना पुर्जे खोले ही दोषों का निदान किया जा सके। FFT (फास्ट फोरियर ट्रांसफॉर्म) का उपयोग करके, जटिल कंपन सिग्नल को अलग-अलग आवृत्ति घटकों में विघटित किया जाता है। प्रत्येक दोष एक विशिष्ट स्पेक्ट्रल "फिंगरप्रिंट" उत्पन्न करता है: असंतुलित होना 1× आरपीएम पर, मिसलिग्न्मेंट 2× पर, कई हार्मोनिक्स के रूप में शिथिलता, गैर-तुल्यकालिक आवृत्तियों पर बेयरिंग दोष। द Balanset-1A यह पोर्टेबल उपकरण संतुलन और स्पेक्ट्रम विश्लेषण दोनों कार्य एक साथ करता है।
Every rotating machine vibrates. In a healthy machine, vibration is low and stable — its normal "operating signature." As defects develop, vibration changes in predictable ways. By measuring and analyzing these changes, we can identify the root cause, predict failure, and schedule maintenance before catastrophic breakdown. This is the foundation of पूर्वानुमानित रखरखाव.
FFT: स्पेक्ट्रम विश्लेषण का मूल आधार
एक कंपन संवेदक (एक्सेलेरोमीटर) यांत्रिक दोलन को विद्युत संकेत में परिवर्तित करता है। समय के साथ प्रदर्शित होने पर, यह है तरंग कई त्रुटियों की उपस्थिति में एक जटिल, प्रतीत होने वाला अव्यवस्थित वक्र बनता है। एफएफटी (फास्ट फूरियर ट्रांसफॉर्म) इस जटिल सिग्नल को अलग-अलग साइनसोइडल घटकों में विघटित करता है, जिनमें से प्रत्येक की अपनी आवृत्ति और आयाम होता है।
Think of FFT as a prism splitting white light into a rainbow. The complex waveform is "white light" — FFT reveals the individual "colors" (frequencies) hidden inside. The result is the कंपन स्पेक्ट्रम — प्राथमिक निदान उपकरण।
प्रमुख स्पेक्ट्रम पैरामीटर
- आवृत्ति (एक्स-अक्ष, हर्ट्ज़): दोलन कितनी बार होते हैं। यह सीधे स्रोत से संबंधित है। 1× = शाफ्ट की गति। 2× = शाफ्ट की गति का दोगुना।
- आयाम (वाई-अक्ष, मिमी/सेकंड RMS): प्रत्येक आवृत्ति पर कंपन की तीव्रता। उच्च शिखर = अधिक ऊर्जा = अधिक गंभीर स्थिति।
- हार्मोनिक्स: मूल तत्व के पूर्णांक गुणज: 2× (दूसरा), 3× (तीसरा), 4×, इत्यादि। इनकी उपस्थिति और सापेक्ष ऊंचाई नैदानिक जानकारी प्रदान करती हैं।
- चरण (°): विभिन्न मापन बिंदुओं पर समय का संबंध। असंतुलन (समान-चरण) और गलत संरेखण (180°) के बीच अंतर करने के लिए आवश्यक।
कंपन मापन की इकाइयाँ: विस्थापन, वेग, त्वरण
Vibration can be measured as three different physical parameters. Each emphasizes different frequency ranges, making them suited to different diagnostic tasks. Understanding when to use which parameter is fundamental to effective analysis.
📏 विस्थापन
मापता है कि कैसे दूर the surface moves. Emphasizes low frequencies — ideal for slow-speed machines, shaft orbit analysis, and proximity probes on journal bearings. 1 mil = 25.4 µm.
📈 वेग
मापता है कि कैसे तेज़ सतह हिलती है। मानक पैरामीटर ISO 10816 के अनुसार सामान्य मशीनरी निगरानी के लिए। फ्लैट आवृत्ति प्रतिक्रिया अधिकांश प्रकार की खराबी को समान महत्व देती है। Balanset-1A मिमी/सेकंड आरएमएस में माप करता है।.
💥 त्वरण
मापता है बल of vibration. Emphasizes high frequencies — ideal for early bearing defects, gear mesh, and impacts. 1 g = 9.80665 m/s². Used for envelope/demodulation analysis.
| पैरामीटर | इकाई | आवृति सीमा | किसके लिए सर्वश्रेष्ठ | मानकों |
|---|---|---|---|---|
| विस्थापन | माइक्रोमीटर पीक-पीक | 1–100 हर्ट्ज़ | धीमी मशीनें (< 600 आरपीएम), शाफ्ट ऑर्बिट, प्रॉक्सिमिटी प्रोब्स, जर्नल बियरिंग्स (reference — not measured by the Balanset-1A) | आईएसओ 7919 (शाफ्ट कंपन) |
| वेग | मिमी/सेकंड RMS | 10–1000 हर्ट्ज़ | सामान्य मशीनरी निगरानी — असंतुलन, गलत संरेखण, ढीलापन। डिफ़ॉल्ट पैरामीटर। The Balanset-1A's native (and only) parameter. | आईएसओ 10816, आईएसओ 20816 |
| त्वरण | g या m/s² RMS | 500 हर्ट्ज़ – 20 किलोहर्ट्ज़ | प्रारंभिक बेयरिंग दोष, गियर मेश, प्रभाव, उच्च गति मशीनरी (reference — not measured by the Balanset-1A) | आईएसओ 15242 (बेयरिंग कंपन) |
यदि आपके पास चुनने के लिए केवल एक सेंसर और एक पैरामीटर है — वेग (मिमी/सेकंड RMS) चुनें. यह सामान्य दोषों की व्यापक श्रेणी को समतल प्रतिक्रिया के साथ कवर करता है। Balanset-1A इसे अपने मूल पैरामीटर के रूप में उपयोग करता है। त्वरण माप केवल तभी जोड़ें जब आपको उच्च आवृत्तियों पर प्रारंभिक चरण के बेयरिंग या गियर दोषों का पता लगाना हो।
Balanset-1A के साथ मापन तकनीक
The Balanset-1A measures vibration velocity, mm/s RMS (0.2–80 mm/s). Measurement band: 5–1000 हर्ट्ज़; the sensor is flat within ±10% up to ~550 Hz, with display-only roll-off compensation above that. The on-screen spectrum ("Spectrum, Hz" setting) extends to 8 kHz — a display range, not a measurement-accuracy claim. There are no displacement or acceleration modes and no envelope/demodulation — the sections on acceleration, envelope analysis, and cavitation below are reference material.
सेंसर प्लेसमेंट
निदान की गुणवत्ता पूरी तरह से माप की गुणवत्ता पर निर्भर करती है। कंपन बल बियरिंग के माध्यम से संचारित होते हैं, इसलिए सेंसर को बियरिंग हाउसिंग पर लगाया जाना चाहिए - जितना संभव हो बियरिंग के करीब, भार वहन करने वाली संरचना पर (कवर या कूलिंग फिन पर नहीं)।
- सतह तैयार करना: सतह साफ, समतल और पेंट के टुकड़ों से मुक्त होनी चाहिए। चुंबकीय आधार सतह पर पूरी तरह से फिट होना चाहिए।
- रेडियल क्षैतिज (H): शाफ्ट के लंबवत, क्षैतिज तल। अक्सर उच्चतम आयाम।
- रेडियल ऊर्ध्वाधर (V): शाफ्ट के लंबवत, ऊर्ध्वाधर तल।
- अक्षीय (A): शाफ्ट के समानांतर। गलत संरेखण का पता लगाने के लिए महत्वपूर्ण।
Balanset-1A में 2 चैनल हैं। निदान के लिए, दोनों सेंसरों को माउंट करें वही bearing — one radial, one axial. This gives simultaneous radial + axial spectra, enabling instant misalignment detection.
Balanset-1A निदान के लिए मोड
- F8 — Charts → "F5-Spectrum (Hz)" tab: Full FFT spectrum display. The primary diagnostic mode. The other Charts tabs — F2-Overall, F3-1x, F4-Harmonics (1x..Nx), and F6-Orbit — cover overall vibration, 1× tracking, harmonic patterns, and shaft orbit.
- F5 — Vibration Meter: त्वरित आकलन। V1s (कुल RMS) और V1o (1×) की तुलना करें। यदि V1s ≈ V1o → असंतुलन। यदि V1s ≫ V1o → अन्य दोष।
- F6 — Reports: Measurement archive and HTML reports — use it to store baselines.
- F9 — Route Inspection: Guided measurement routes with trend zones per ISO 10816-1 — for regular monitoring rounds.
संतुलन करने से पहले, V1s की तुलना V1o से करें। यदि V1s ≫ V1o (उदाहरण के लिए, 8 बनाम 2 मिमी/सेकंड), तो अधिकांश कंपन असंतुलन के कारण नहीं है। संतुलन करने से समस्या हल नहीं होगी — कंपन के पूरे स्पेक्ट्रम की जांच करें।
चरण विश्लेषण — नैदानिक विभेदक
आवृत्ति आपको बताती है क्या कंपन हो रहा है; चरण आपको बताता है कैसे. Two faults can produce identical spectra (both dominated by 1×) — only phase analysis distinguishes them. Phase is the angular relationship between vibration at different measurement points, measured in degrees (0°–360°).
| चरण संबंध | मापन बिंदु | निदान | स्पष्टीकरण |
|---|---|---|---|
| 0° (समान चरण) | बेयरिंग 1 ↔ बेयरिंग 2 (त्रिज्यीय) | स्थैतिक असंतुलन | Both bearings move together in sync — single heavy spot in center of rotor. Single-plane correction. |
| ~180° (विपरीत चरण) | बेयरिंग 1 ↔ बेयरिंग 2 (त्रिज्यीय) | गतिशील (युगल) असंतुलन | बेयरिंग विपरीत दिशा में हिलती हैं — अलग-अलग तलों पर स्थित दो भारी बिंदु एक रॉकिंग युगल (rocking couple) उत्पन्न करते हैं। दो-तल सुधार की आवश्यकता है। |
| ~90° | क्षैतिज ↔ ऊर्ध्वाधर (समान बेयरिंग) | असंतुलन (किसी भी प्रकार का) | असंतुलन के लिए सामान्य स्थिति — बल सदिश शाफ्ट के साथ घूमता है, जिससे एक ही बिंदु पर H और V के बीच लगभग 90° का कोण बनता है। |
| ~180° | क्रॉस कपलिंग (त्रिज्यीय) | समानांतर बेमेल | युग्मन बल शाफ्ट को विपरीत त्रिज्या दिशाओं में धकेलते हैं। उच्च 2× के साथ युग्मन के आर-पार 180° इसका विशिष्ट लक्षण है। |
| ~180° | क्रॉस कपलिंग (अक्षीय) | कोणीय मिसलिग्न्मेंट | शाफ्ट बारी-बारी से अक्षीय रूप से धक्का देते/खींचते हैं। उच्च 1× और 2× के साथ कपलिंग के आर-पार 180° अक्षीय (चरण अंतर) निर्णायक होता है। |
| 0° | क्रॉस कपलिंग (अक्षीय) | गलत संरेखण नहीं | दोनों तरफ एक ही अक्षीय दिशा में गति हो रही है — संभवतः तापीय वृद्धि, पाइपिंग में खिंचाव, या सॉफ्ट फुट के कारण। कोणीय मिसअलाइनमेंट नहीं है। |
| अनियमित / अस्थिर | कोई भी सुसंगत बिंदु | यांत्रिक ढीलापन | माप के दौरान फेज रीडिंग में अनियमित उतार-चढ़ाव होता है — यह ढीले जोड़ों में होने वाले प्रभावों की विशेषता है। अस्थिर फेज = ढीलापन। |
| धीरे-धीरे अपवाह होना | किसी भी बिंदु पर, समय के साथ | अनुनाद या तापीय प्रभाव | वार्मअप के दौरान क्रमिक चरण परिवर्तन से पता चलता है कि संरचनात्मक कठोरता तापमान के साथ बदल रही है (थर्मल मिसअलाइनमेंट)। |
| सुसंगत, गैर-0/180° | बेयरिंग 1 ↔ बेयरिंग 2 | संयुक्त स्थैतिक + युगल असंतुलन | 0° और 180° के बीच का चरण स्थिर और युग्मन घटकों के मिश्रण को इंगित करता है — इसके लिए दो-तलीय संतुलन की आवश्यकता होती है। |
The Balanset-1A displays phase at 1× (the F1° reading in vibrometer mode) using the tachometer as reference. To compare phase between two bearings, measure each bearing in the same direction (e.g., horizontal) with the tachometer on the same reference mark. The difference in phase readings reveals the fault type. No special software needed — just subtract the two readings.
दोष 1: असंतुलन
कारण: Center of mass displaced from rotation axis. Manufacturing tolerances, deposit buildup, erosion, broken blade, lost weight.
स्पेक्ट्रम: Dominant peak at exactly 1× RPM. Very low harmonics. Radial vibration. The unbalance बल grows with speed²; vibration amplitude rises with speed, with the exact relationship depending on proximity to resonance. Phase is stable and repeatable.
स्थैतिक असंतुलन (एकल-तल)
शुद्ध 1× पीक, साइनसोइडल तरंगरूप। दोनों बेयरिंग समान कला में हैं। एकल-तल सुधार।
गतिशील असंतुलन (दो-तल / युगल)
साथ ही 1× प्रमुख है, लेकिन बेयरिंग लगभग 180° आउट ऑफ फेज हैं। दो-तल सुधार आवश्यक है।
कार्रवाई: निष्पादित करें रोटर संतुलन Balanset-1A के साथ। जी-ग्रेड सहनशीलता प्रति आईएसओ 1940-1.
दोष 2: शाफ्ट मिसअलाइनमेंट
कारण: आपस में जुड़े शाफ्टों के अक्ष एक दूसरे से मेल नहीं खाते। ये समानांतर (ऑफसेट) या कोणीय (झुके हुए) हो सकते हैं, आमतौर पर दोनों ही होते हैं।
समानांतर बेसंरेखण (त्रिज्यीय)
रेडियल दिशा में उच्च 1× और 2×। 2× अक्सर ≥ 1× होता है। युग्मन के पार 180° का चरण विस्थापन।
कोणीय मिसलिग्न्मेंट — रेडियल
1× and 2× both present in the radial direction — either may dominate, so the radial spectrum alone is not conclusive. The axial measurement decides.
कोणीय मिसलिग्न्मेंट — अक्षीय
Axial vibration ≥ 50% of radial, typically dominated by 1× with elevated 2× and 3×. 180° phase across coupling in axial. This is the key distinguishing measurement.
कार्रवाई: बैलेंसिंग से कोई फायदा नहीं होगा। मशीन को रोकें और शाफ्ट अलाइनमेंट करें। इसके बाद कंपन की दोबारा जांच करें।
दोष 3: यांत्रिक शिथिलता
कारण: संरचनात्मक कठोरता में कमी — ढीले बोल्ट, नींव में दरारें, घिसे हुए बेयरिंग सीट, अत्यधिक क्लीयरेंस।
घटक की शिथिलता
हार्मोनिक्स का "जंगल" — 1×, 2×, 3×, 4×… से लेकर 10×+ तक, घटते आयाम के साथ। इसमें 0.5× सबहार्मोनिक्स भी दिख सकते हैं।
संरचनात्मक ढीलापन
1× और/या 2× प्रमुख। कुछ उच्चतर हार्मोनिक्स। तीव्र ऊर्ध्वाधर कंपन।
कार्रवाई: माउंटिंग बोल्ट की जांच करें और उन्हें कसें। नींव की जांच करें। हमेशा ढीलेपन की जांच करें। पहले संतुलन करना।
दोष 4: रोलिंग बेयरिंग में खराबी
कारण: रेसवे, रोलिंग एलिमेंट्स या केज पर गड्ढे पड़ना, टूटना या घिसाव होना।
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
बाहरी रेस दोष (BPFO)
BPFO, 2×BPFO, 3×BPFO… पर चोटियों की श्रृंखला। कोई 1× साइडबैंड नहीं (स्थिर रिंग)। सबसे आम बेयरिंग दोष।
आंतरिक रेस दोष (बीपीएफआई)
±1× साइडबैंड के साथ BPFI हार्मोनिक्स (घूर्णनशील रिंग, लोड ज़ोन मॉड्यूलेशन)। साइडबैंड पैटर्न मुख्य पहचानकर्ता है।
रोलिंग तत्व दोष (बीएसएफ)
बीएसएफ हार्मोनिक्स। 2×BSF अक्सर प्रमुख होता है। गैर-तुल्यकालिक। अक्सर बेयरिंग रेस क्षति के साथ होता है।
केज दोष (एफटीएफ)
Sub-synchronous fundamental (FTF ≈ 0.4× shaft speed); its harmonics may extend above 1×. Low frequency. Often accompanies other bearing damage.
चरण 1 — उपसतह: Ultrasonic / acoustic-emission zone (roughly 20–60 kHz). Not visible on standard FFT. Detectable by spike energy / enveloping.
चरण 2 — प्रारंभिक दोष: Impacts ring the bearing's natural frequencies (roughly 500–2000 Hz); discrete defect frequencies (BPFO, BPFI) appear at low amplitude toward the end of this stage. The Balanset-1A reliably picks up the discrete defect frequencies (tens to hundreds of Hz) from late Stage 2 onward.
चरण 3 — प्रगत: कई हार्मोनिक्स। साइडबैंड विकसित होते हैं। शोर का स्तर बढ़ता है।
चरण 4 — उन्नत: ब्रॉडबैंड शोर। बेयरिंग की आवृत्तियाँ शोर में गुम हो सकती हैं। तत्काल प्रतिस्थापन आवश्यक है।
एन्वेलोप (डीमॉड्यूलेशन) विश्लेषण — प्रारंभिक बेयरिंग दोष का पता लगाना
Standard FFT spectrum analysis detects bearing defects from late Stage 2 onward. Before that, bearing impacts are too weak — and too high in frequency — to appear above the noise floor. एन्वेलोप विश्लेषण (जिसे डिमॉड्यूलेशन या हाई-फ्रीक्वेंसी डिटेक्शन, एचएफडी भी कहा जाता है) यह डिटेक्शन को बहुत पहले के चरणों तक विस्तारित करता है।
यह काम किस प्रकार करता है
जब कोई रोलिंग एलिमेंट किसी दोष से टकराता है, तो यह एक छोटा प्रभाव स्पंदन उत्पन्न करता है जो उच्च आवृत्ति संरचनात्मक अनुनादों (आमतौर पर 5-20 किलोहर्ट्ज़) को उत्तेजित करता है। ये अनुनाद प्रत्येक टक्कर पर संक्षिप्त रूप से "गूंजते" हैं। लिफाफा विश्लेषण तीन चरणों में काम करता है:
- बैंड-पास फ़िल्टर: उच्च आवृत्ति अनुनाद बैंड (जैसे, 5-15 किलोहर्ट्ज़) को अलग करें जहां प्रभाव गूंजते हैं।
- दिष्टकरण और एनवेलप: दोलन के शिखरों के बाद आने वाले आयाम मॉड्यूलेशन पैटर्न — यानी "आवरण" — को निकालें।
- एन्वेलप का एफएफटी: एनवेलप सिग्नल पर FFT लागू करें। परिणाम दर्शाता है कि... पुनरावृत्ति दर प्रभावों की संख्या — जो बेयरिंग दोष आवृत्तियों (BPFO, BPFI, BSF, FTF) के बराबर है।
मूल स्पेक्ट्रम में, BPFO पर एक कमजोर प्रभाव 0.1 मिमी/सेकंड की गति उत्पन्न कर सकता है - जो 2 मिमी/सेकंड के मशीन शोर में अदृश्य है। लेकिन वही प्रभाव 8 किलोहर्ट्ज़ पर एक अनुनाद उत्पन्न करता है जहाँ कंपन का कोई अन्य स्रोत नहीं होता। डीमॉड्यूलेशन के बाद, BPFO का पुनरावर्तन पैटर्न एक स्वच्छ पृष्ठभूमि से स्पष्ट रूप से उभरता है।
संबंधित पैरामीटर
- स्पाइक एनर्जी (एसई): उच्च आवृत्ति प्रभाव ऊर्जा का समग्र मापन। स्केलर ट्रेंडिंग मान। "आगे बढ़ें/आगे न बढ़ें" स्क्रीनिंग के लिए उपयुक्त।
- gSE / HFD / PeakVue: लिफाफे से प्राप्त मापदंडों के लिए विक्रेता-विशिष्ट नाम। सभी एक ही सिद्धांत पर आधारित हैं।
- त्वरण आवरण: The Balanset-1A measures in velocity (mm/s). For full envelope analysis, a dedicated analyzer with acceleration input and band-pass filtering capability is ideal. However, the Balanset-1A's FFT can still detect discrete bearing defect frequencies effectively in the standard velocity spectrum from late Stage 2 onward.
कार्रवाई: लुब्रिकेशन की जांच करें। बेयरिंग बदलने की योजना बनाएं। निगरानी की आवृत्ति बढ़ाएं।
दोष 5: गियर में खराबी
कारण: घिसे हुए, गड्ढेदार या टूटे हुए दांत। गियर की उत्केंद्रता। जीएमएफ = दांतों की संख्या × शाफ्ट आरपीएम / 60।
गियर उत्केन्द्रता
साइडबैंड के साथ जीएमएफ शाफ्ट की गति के ±1 गुना पर। गियर का 1 गुना भी बढ़ा हुआ हो सकता है।
गियर के दांतों का घिसाव / क्षति
सघन साइडबैंड के साथ कई जीएमएफ हार्मोनिक्स। साइडबैंड की संख्या और आयाम के साथ तीव्रता बदलती है।
कार्रवाई: गियरबॉक्स के तेल में धातु के कणों की जांच करें। निरीक्षण का समय निर्धारित करें। जीएमएफ साइडबैंड के रुझान पर नज़र रखें।
Fault 6: Electrical Faults (Motors)
विद्युतचुंबकीय दोष कंपन उत्पन्न करते हैं 2× लाइन आवृत्ति (50 हर्ट्ज़ ग्रिड पर 100 हर्ट्ज़, 60 हर्ट्ज़ पर 120 हर्ट्ज़)। महत्वपूर्ण परीक्षण: कंपन गायब हो जाता है तुरन्त बिजली कटने पर यांत्रिक खराबी धीरे-धीरे कम हो जाती है।
- स्टेटर की उत्केंद्रता: 2× लाइन आवृत्ति, स्थिर आयाम।
- रोटर बार में खराबी: Sidebands around 1× running speed spaced at the pole-pass frequency (slip × number of poles — typically 0.5–2 Hz, so fine frequency resolution is needed to separate them). A rotor bar pass frequency (number of bars × shaft speed) with 2× line frequency sidebands may also appear.
- नरम पैर: मोटर के अलग-अलग पैरों को ढीला करने पर कंपन में परिवर्तन होता है।
दोष 7: बेल्ट ड्राइव की समस्याएं
कारण: घिसी हुई, गलत तरीके से लगी हुई, या अनुचित रूप से कसी हुई बेल्ट। बेल्ट ड्राइव कंपन उत्पन्न करती हैं बेल्ट पास आवृत्ति, जो कि आमतौर पर एक सब-सिंक्रोनस आवृत्ति (शाफ्ट की गति के 1× से कम) होती है क्योंकि बेल्ट पुली की परिधि से लंबी होती है।
सामान्य बेल्ट हस्ताक्षर
- बेल्ट में टूट-फूट/खराबी: बेल्ट आवृत्ति (f) पर शिखरबेल्ट) और इसके हार्मोनिक्स (2×, 3×, 4× fबेल्ट). The fundamental appears below 1× shaft speed — a sub-synchronous peak is the key indicator; higher harmonics can extend above 1×.
- बेल्ट का गलत संरेखण: शाफ्ट की गति 1× और 2× पर अक्षीय कंपन बढ़ जाता है। यह शाफ्ट के गलत संरेखण के समान है, लेकिन केवल बेल्ट-चालित मशीन तक ही सीमित है।
- अनुचित तनाव: उच्च 1× कंपन जो बेल्ट तनाव समायोजन के साथ नाटकीय रूप से बदलता है। अत्यधिक कसे हुए बेल्ट बेयरिंग पर भार बढ़ाते हैं; ढीले बेल्ट थपथपाहट और बेल्ट आवृत्ति शिखर का कारण बनते हैं।
- अनुनाद: यदि बेल्ट की फैलाव अनुनाद परिचालन गति के साथ मेल खाती है, तो बेल्ट की प्राकृतिक आवृत्ति (बेल्ट "फ्लटर") उत्पन्न हो सकती है। यह बेल्ट की प्राकृतिक आवृत्ति पर एक चौड़ी चोटी के रूप में दिखाई देती है।
कार्रवाई: बेल्ट की स्थिति, तनाव और पुली की स्थिति की जाँच करें। घिसी हुई बेल्ट बदलें। बार-बार होने वाली समस्याओं के लिए, लेज़र उपकरण या सीधे पट्टे की सहायता से पुली की स्थिति की जाँच करें।
दोष 8: पंप कैविटेशन
कारण: जब स्थानीय दबाव तरल के वाष्प दाब से नीचे गिर जाता है — आमतौर पर पंप के सक्शन बिंदु पर — तो वाष्प के बुलबुले बनते और हिंसक रूप से फटते हैं। प्रत्येक बुलबुले के फटने से एक सूक्ष्म प्रभाव उत्पन्न होता है। प्रति सेकंड हजारों बुलबुले फटने से एक विशिष्ट ब्रॉडबैंड शोर उत्पन्न होता है।
स्पेक्ट्रल हस्ताक्षर
- Broadband energy: Unlike mechanical faults (which produce discrete peaks), cavitation generates a raised, irregular noise floor spread across a broad frequency band — in the chart below, from roughly 200 Hz up to the edge of the displayed range. The spectrum looks like a "hump" or elevated plateau rather than sharp peaks.
- यादृच्छिक, अनावर्ती: कोई हार्मोनिक्स नहीं, शाफ्ट की गति से कोई संबंध नहीं। शोर "कंकड़" या "चटकने" जैसा लगता है — बिना किसी मापक उपकरण के भी सुनाई देता है।
- निम्न आवृत्ति प्रभाव: गंभीर कैविटेशन के कारण 1× पर अस्थिरता और प्रवाह अशांति से ब्रॉडबैंड निम्न-आवृत्ति शोर भी उत्पन्न हो सकता है।
कार्रवाई: सक्शन प्रेशर बढ़ाएँ (पंप को नीचे करें, सक्शन वाल्व खोलें, सक्शन पाइप से होने वाले नुकसान को कम करें)। NPSH की जाँच करें।उपलब्ध बनाम एनपीएसएचआवश्यक. यदि संभव हो तो पंप की गति कम करें। कैविटेशन से तेजी से कटाव होता है - इसे अनदेखा न करें।
दोष 9: तेल का भंवर & तेल का झटका (जर्नल बियरिंग)
कारण: Fluid-film instability in journal (sleeve) bearings. The oil film wedge forces the shaft to orbit within the bearing clearance at a sub-synchronous frequency. This is distinct from rolling element bearing defects and occurs only in plain/journal bearings. Shaft orbit display — the F8 — Charts → F6-Orbit tab on the Balanset-1A — is the classic way to watch journal-bearing behavior.
तेल भंवर
- आवृत्ति: लगभग 0.42× से 0.48× शाफ्ट की गति (अक्सर लगभग 0.43 गुना बताई जाती है)। यह एक उप-तुल्यकालिक शिखर है जो शाफ्ट की गति को ट्रैक करता है - यदि आरपीएम बढ़ता है, तो भंवर आवृत्ति आनुपातिक रूप से बढ़ती है।
- स्पेक्ट्रम: लगभग 0.43× पर एक एकल शिखर जो गति के साथ बदलता रहता है। आयाम मध्यम हो सकता है।
- स्थिति: ऑयल व्हिप का अग्रदूत। आमतौर पर तुरंत विनाशकारी नहीं होता, लेकिन अस्थिरता का संकेत देता है।
तेल कोड़ा
- आवृत्ति: रोटर के पहले भाग पर लॉक हो जाता है प्राकृतिक आवृत्ति (क्रांतिक गति)। व्हर्ल के विपरीत, यह शाफ्ट की गति को ट्रैक नहीं करता है - आरपीएम बदलने पर भी आवृत्ति स्थिर रहती है।
- स्पेक्ट्रम: रोटर की पहली क्रांतिक गति पर एक बड़ा उप-तुल्यकालिक शिखर। आयाम बहुत अधिक हो सकता है — विनाशकारी।
- स्थिति: खतरनाक। तत्काल कार्रवाई आवश्यक है। इससे बेयरिंग नष्ट हो सकती है और शाफ्ट क्षतिग्रस्त हो सकती है।
दोनों ही उप-समकालिक शिखर उत्पन्न करते हैं, लेकिन: तेल भंवर sits at ~0.42–0.48× (not an exact half-order), while ढील generates peaks at exactly 0.5×, 1.5×, 2.5× — precise half-order fractions. Both follow shaft speed as it changes; the one that does नहीं track speed is तेल कोड़ा, which locks onto the rotor's first critical frequency. Oil whirl only occurs in journal/sleeve bearings — if the machine has rolling element bearings, it cannot be oil whirl.
कार्रवाई: तेल भंवर (oil whirl) के लिए: बेयरिंग क्लीयरेंस, तेल की चिपचिपाहट और लोड की जाँच करें। बेयरिंग पर लोड बढ़ाएँ या तेल की चिपचिपाहट बदलें। तेल व्हिप (oil whip) के लिए: गति तुरंत कम करें महत्वपूर्ण सीमा से नीचे। रोटर डायनामिक्स विशेषज्ञ से परामर्श लें।
ISO 10816 Vibration Severity — Classification Table
ISO 10816-1 (the general part of the ISO 10816 series, superseded by ISO 20816 but still widely referenced) defines vibration severity zones for four machine classes. Vibration is measured as velocity in mm/s RMS on bearing housings. The table below shows all zone boundaries for all four classes — use it as a quick reference when evaluating measurements. Note that ISO 10816-3 (now ISO 20816-3), which covers industrial machines above 15 kW running at 120–15,000 RPM, uses a different scheme — two machine groups with rigid or flexible support classes — rather than the Classes I–IV shown here.
| मशीन वर्ग | जोन ए अच्छा |
जोन बी स्वीकार्य |
जोन सी चेतावनी |
जोन डी खतरा |
|---|---|---|---|---|
| कक्षा I 15 किलोवाट या उससे कम की छोटी मशीनें (पंप, पंखे, कंप्रेसर) |
≤ 0.71 | 0.71 – 1.8 | 1.8 – 4.5 | 4.5 |
| कक्षा II मध्यम आकार की मशीनें 15–75 kW (विशेष आधार के बिना) |
≤ 1.12 | 1.12 – 2.8 | 2.8 – 7.1 | > 7.1 |
| कक्षा III बड़ी मशीनें > 75 किलोवाट (कठोर नींव) |
≤ 1.8 | 1.8 – 4.5 | 4.5 – 11.2 | 11.2 |
| कक्षा IV बड़ी मशीनें > 75 किलोवाट (लचीली नींव, जैसे स्टील फ्रेम) |
≤ 2.8 | 2.8 – 7.1 | 7.1 – 18 | > 18 |
स्टेप 1: अपनी मशीन की श्रेणी का निर्धारण शक्ति और नींव के प्रकार के आधार पर करें।
चरण 2: प्रत्येक बेयरिंग हाउसिंग पर रेडियल दिशा में समग्र कंपन वेग (मिमी/सेकंड आरएमएस) को मापें।
चरण 3: क्षेत्र का पता लगाएं। जोन ए = नव-स्थापित या उत्कृष्ट। जोन बी = अप्रतिबंधित दीर्घकालिक संचालन। जोन सी = केवल सीमित अवधियों के लिए स्वीकार्य — रखरखाव का शेड्यूल बनाएं। जोन डी = क्षति हो रही है — मशीन को यथाशीघ्र रोकें।
याद करना: रुझान, निरपेक्ष मूल्यों से अधिक मायने रखते हैं। A machine running at 2.4 mm/s (Zone B for Class II) that was previously at 1.2 mm/s has doubled — investigate the cause even though it's still "acceptable." The Balanset-1A's vibrometer mode (F5) displays overall velocity V1s for instant zone assessment.
ISO 10816 को औपचारिक रूप से ISO 20816 (2016-2022 में प्रकाशित) द्वारा प्रतिस्थापित कर दिया गया है। अधिकांश मशीन प्रकारों के लिए ज़ोन सीमाएँ समान बनी हुई हैं, लेकिन ISO 20816 विस्थापन के लिए मूल्यांकन मानदंड जोड़ता है और मशीन-विशिष्ट भागों का विस्तार करता है। व्यवहार में, ISO 10816 मान उद्योग-मानक संदर्भ बने हुए हैं। Balanset-1A और अधिकांश औद्योगिक कंपन प्रोग्राम अभी भी ISO 10816 ज़ोन का उपयोग करते हैं।
मापन से निगरानी तक
प्रवृत्ति विश्लेषण
एक स्पेक्ट्रम एक स्नैपशॉट होता है। कंपन विश्लेषण की शक्ति यह है कि... प्रवृत्ति विश्लेषण — समय के साथ होने वाले परिवर्तनों पर नज़र रखना।
- एक आधार रेखा बनाएं: Measure new or known-good equipment. Save spectra — the Balanset-1A's F6 — Reports archive stores measurements and HTML reports.
- अंतराल निर्धारित करें: महत्वपूर्ण: साप्ताहिक। मानक: मासिक। सहायक: त्रैमासिक।
- पुनरावृत्ति सुनिश्चित करें: समान बिंदु, समान दिशाएँ, समान परिचालन स्थितियाँ।
- परिवर्तन ट्रैक करें: आईएसओ जोन ए में भी आधारभूत स्तर से 2× वृद्धि महत्वपूर्ण है।
- Use measurement routes: The Balanset-1A's F9 — Route Inspection guides repeatable measurement rounds and trends readings against ISO 10816-1 zones.
निर्णय एल्गोरिदम
- एक उच्च गुणवत्ता वाला स्पेक्ट्रम प्राप्त करें (F8 चार्ट, रेडियल + एक्सियल)।
- सबसे ऊँची चोटी की पहचान करें — यही मुख्य समस्या है।
- दोष के प्रकार से मिलान करें:
- 1× प्रभुत्व रखता है → असंतुलन → Balanset-1A से संतुलन करें।
- 2× प्रभुत्व + उच्च अक्षीय → गलत संरेखण → शाफ्ट को पुनः संरेखित करें।
- अनेक हार्मोनिक्स → ढीलापन → जांच करें और कसें।
- अतुल्यकालिक शिखर → बेयरिंग → प्रतिस्थापन की योजना बनाएं।
- जीएमएफ + साइडबैंड → गियर → तेल की जाँच करें, गियरबॉक्स का निरीक्षण करें।
- सबसे पहले मुख्य समस्या को ठीक करें — अक्सर गौण लक्षण गायब हो जाते हैं।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न — कंपन विश्लेषण
▸ कंपन विश्लेषण क्या है?
▸ असंतुलन और गलत संरेखण में अंतर कैसे पता करें?
▸ बेयरिंग में खराबी आने की आवृत्ति क्या है?
▸ कंपन का उपयुक्त स्तर क्या है?
▸ क्या Balanset-1A कंपन विश्लेषण कर सकता है?
▸ समय तरंगरूप बनाम FFT स्पेक्ट्रम?
▸ मुझे कंपन को कितनी बार मापना चाहिए?
▸ 0.5× (सबहार्मोनिक) कंपन का कारण क्या है?
पहले निदान करें — फिर बैलेंस करें
The Balanset-1A is both a 2-channel vibration analyzer and a precision field balancer. Identify the fault by spectrum, then fix it — all with one instrument.
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