Razumijevanje faznog kuta u vibracijama

Devices

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

$2,358.31

Parts

Vibration sensor

$107.47

Parts

Optical Sensor (Laser Tachometer)

$148.07

Devices

Balanset-4

$8,123.32

Parts

Magnetic Stand Insize-60-kgf

$54.93

Parts

Reflective tape

$11.94

Devices

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

$2,071.73

Definicija: Što je fazni kut?

Fazni kut (često se jednostavno naziva faza) je kutni položaj vrha, mjeren u stupnjevima (0-360°) vibracija u odnosu na referentnu oznaku jednom po okretu na rotirajućoj osovini (od tahometar ili ključni fazor). Alternativno, može predstavljati vremenski odnos između dva vibracijska signala na istoj frekvenciji. Fazni kut pruža informaciju “kada” koja nadopunjuje amplituda (“koliko”), zajedno tvoreći potpuni vektor vibracije s veličinom i smjerom.

Fazni kut je apsolutno kritičan za rotor balancing (određuje gdje postaviti korekcijske utege), kritična brzina identifikacija (fazni pomak od 180° potvrđuje rezonanciju) i dijagnoza kvara (fazni obrasci razlikuju različite vrste kvarova). Bez faznih informacija, mnogi dijagnostički i korektivni postupci bili bi nemogući.

Mjerenje faze u odnosu na Keyphasor

Referentni sustav

• Referentna oznaka: Reflektirajuća traka ili zarez na osovini
• Senzor: Optički ili magnetski tahometar detektira prolazak oznake
• Puls jednom po revoluciji: Definira referencu od 0°
• Vremenski raspored vibracija: Kada se javlja vršna vibracija u odnosu na oznaku?
• Kutno mjerenje: Izraženo u stupnjevima (0-360°)

Konvencija

• 0°: Položaj referentne oznake
• Smjer: Tipično povećanje u smjeru rotacije
• Primjer: Faza = 90° znači da se vršna vibracija javlja pod kutom od 90° (četvrtina okretaja) nakon što referentna oznaka prođe senzor

Kritične aplikacije

1. Balansiranje (najvažnije)

Faza određuje kutni položaj korekcijske težine:

• Mjerenje faze vibracija uzrokovanih neuravnoteženošću
• Faza označava kutni položaj teške točke
• Korekcijska težina postavljeno 180° od teškog mjesta
• Za učinkovito balansiranje potrebna je fazna točnost ±5-10°
• Bez faze, balansiranje nemoguće

2. Identifikacija kritične brzine

Fazni pomak potvrđuje rezonancu:

• Ispod kritične brzine: faza relativno konstantna
• Prolazak kroz kritično: karakteristični fazni pomak od 180°
• Iznad kritične vrijednosti: faza pomaknuta za 180° od vrijednosti ispod kritične vrijednosti
• Promjena faze uključena Bodeov dijagram definitivni pokazatelj rezonancije
• Sam amplitudski vrh nije dovoljan - mora postojati fazni pomak

3. Dijagnoza kvara

Neravnoteža

• Fazno stabilna i ponovljiva
• Ista faza pri svim brzinama (ispod kritične)
• Faza označava lokaciju teških točaka

Neusklađenost

• Karakteristični fazni odnosi između ležajeva
• Aksijalne mjere se često razlikuju za 180° na pogonskom i nepogonskom kraju
• Dijagnostika radijalnih faznih uzoraka za vrstu neusklađenosti

Pukotina osovine

• Faza 1× i 2× promjene tijekom pokretanja/gašenja
• Drugačije ponašanje od normalne neravnoteže
• Fazne varijacije ukazuju na pukotinsko disanje

Labavost

• Nepravilna, nestabilna fazna očitanja
• Faza varira ±30-90° između mjerenja
• Dijagnostika neponovljivosti za labavost

Faza između dvije mjerne točke

U fazi (razlika od 0°)

• Obje točke vibriraju zajedno
• Kretanje u istom smjeru istovremeno
• Označava krutu vezu ili način rada ispod rezonancije
• Uobičajeno za ležajeve na istom rotoru ispod kritične brzine

Izvan faze (razlika od 180°)

• Točke vibriraju suprotno
• Jedan gore, a drugi dolje
• Označava čvor oblika moda između točaka ili iznad rezonancije
• Dijagnostika za spregnutu neravnotežu, određene obrasce neusklađenosti

Razlika od 90° (kvadratura)

• Vrhovi vibriraju s vremenskim pomakom od 90°
• Jedan doseže vrhunac, dok drugi dostiže nulu
• Može ukazivati na kružno ili eliptično kretanje
• Uobičajeno pri rezonancijama ili u određenim geometrijama

Izazovi mjerenja

Zahtjevi za točnost faze

• Balancing: Potrebna je točnost od ±5-10°
• Kritična brzina: ±10-20° prihvatljivo
• Dijagnoza kvara: ±15-30° često dovoljno

Čimbenici koji utječu na točnost

• Kvaliteta tahometra: Čišćenje impulsa jednom po okretaju je neophodno
• Položaj referentne oznake: Mora biti sigurno i vidljivo
• Kvaliteta signala: Potreban dobar omjer signala i šuma
• Filtriranje: Filtri mogu uvesti fazne pomake
• Stabilnost brzine: Varijacije brzine utječu na mjerenje faze

Uobičajene pogreške

• Pomak referentne oznake (ljuštenje trake, pomicanje oznake)
• Tahometar nije poravnat ili radi povremeno
• Niska amplituda signala (šum utječe na fazu)
• Za fazu je odabrana pogrešna frekvencijska komponenta

Faza u vektorskoj analizi

Polarni prikaz

• Vektor vibracije ima magnitudu i fazu
• Magnituda = amplituda
• Faza = kut
• Nacrtano na polarni dijagram za balansiranje

Zbrajanje vektora

• Zbrajanje vektora zahtijeva i amplitudu i fazu
• Faza određuje kako se vektori kombiniraju
• 0° faza: vektori se zbrajaju aritmetički
• Faza od 180°: vektori oduzimaju
• Ostale faze: korištenje vektorske matematike

Dokumentacija i komunikacija

Standardni format

• Prijavi kao: “Amplituda @ faza”
• Primjer: “5,2 mm/s pri 47°”
• Uključite frekvenciju: “5,2 mm/s @ 47° pri 1×”
• Navedite referencu (položaj ključnog fazora)

Fazni dijagrami

• Faza u odnosu na brzinu (donji trag Bodeovog dijagrama)
• Faza u odnosu na frekvenciju
• Polarni dijagrami za uravnoteženje
• Fazne mape za ODS analizu

Fazni kut je bitna vremenska dimenzija analize vibracija koja transformira mjerenja amplitude u potpune vektore vibracija. Razumijevanje mjerenja faze, interpretacije i primjene u balansiranju, identifikaciji rezonancije i dijagnostici kvarova temeljno je za naprednu analizu vibracija i bitno za učinkovitu procjenu dinamike rotora i rješavanje problema sa strojevima.

---

← Natrag na glavni indeks