A rezgés fázisszögének megértése

Eszközök

Hordozható kiegyensúlyozó és rezgéselemző Balanset-1A

$2,358.31

Alkatrészek

Vibrációs érzékelő

$107.47

Alkatrészek

Optikai érzékelő (lézeres fordulatszámmérő)

$148.07

Eszközök

Balanset-4

$8,123.32

Alkatrészek

Mágneses állvány mérete 60 kgf

$54.93

Alkatrészek

Fényvisszaverő szalag

$11.94

Eszközök

Dinamikus kiegyensúlyozó "Balanset-1A" OEM

$2,071.73

Definíció: Mi a fázisszög?

Fázisszög (gyakran egyszerűen csak fázis) a csúcs szöghelyzete, fokban (0–360°) mérve rezgés a forgó tengelyen lévő fordulatonként egyszeri referenciajelhez képest (egy fordulatszámmérő vagy kulcsfázis). Alternatív megoldásként két, azonos frekvenciájú rezgési jel közötti időbeli összefüggést is ábrázolhatja. A fázisszög adja meg a “mikor” információt, amely kiegészíti a amplitúdó (“mennyiség”), amelyek együttesen egy teljes rezgésvektort alkotnak, amely mind nagyságrenddel, mind iránnyal rendelkezik.

A fázisszög abszolút kritikus fontosságú rotor kiegyensúlyozás (meghatározza a korrekciós súlyok elhelyezésének helyét), kritikus sebesség azonosítás (a 180°-os fáziseltolódás megerősíti a rezonanciát) és hibadiagnózis (a fázisminták megkülönböztetik a különböző hibatípusokat). Fázisinformációk nélkül számos diagnosztikai és korrekciós eljárás lehetetlen lenne.

Fázismérés a kulcsfázishoz képest

A referenciarendszer

• Referenciajel: Fényvisszaverő szalag vagy bevágás a tengelyen
• Érzékelő: Optikai vagy mágneses fordulatszámmérő érzékeli a jelölés áthaladását
• Fordulatonként egyszeri impulzus: 0°-os referenciát határoz meg
• Rezgés időzítése: Mikor jelentkezik a rezgés csúcsa a jelhez képest?
• Szögmérés: Fokban kifejezve (0-360°)

Konvenció

• 0°: Referenciajel pozíciója
• Irány: Jellemzően növekvő a forgásirányban
• Példa: A 90°-os fázis azt jelenti, hogy a rezgés csúcsa 90°-kal (negyed fordulat) a referenciajel érzékelőn való áthaladása után jelentkezik.

Kritikus alkalmazások

1. Egyensúlyozás (legfontosabb)

A fázis határozza meg a korrekciós súly szöghelyzetét:

• A kiegyensúlyozatlanság okozta rezgés fázisának mérése
• A fázis a nehéz folt szögletes helyét jelzi
• Korrekciós súly 180°-ban elhelyezve a nehéz ponttól
• A hatékony kiegyensúlyozáshoz ±5-10° fázispontosság szükséges
• Fázis nélkül a kiegyensúlyozás lehetetlen

2. Kritikus sebesség azonosítása

A fáziseltolódás megerősíti a rezonanciát:

• Kritikus sebesség alatt: fázis viszonylag állandó
• Kritikus áthaladás: karakterisztikus 180°-os fáziseltolódás
• Kritikus felett: a fázis 180°-kal eltolódott a kritikus érték alatti értéktől
• Fázisváltás bekapcsolva Bode-diagram végleges rezonanciajelző
• Az amplitúdócsúcs önmagában nem elegendő – fáziseltolódás szükséges

3. Hibadiagnózis

Kiegyensúlyozatlanság

• Fázisstabil és megismételhető
• Ugyanaz a fázis minden sebességnél (kritikus alatt)
• Fázisjelek nehéz folt helyét

Eltérés

• Csapágyak közötti jellegzetes fázisviszonyok
• Az axiális mérések gyakran 180°-ban eltérnek a hajtásoldalon és a nem hajtásoldalon
• Radiális fázisminták diagnosztikája az eltérés típusához

Tengelyrepedés

• Az 1× és 2× fázisváltás indítás/leállítás során
• Eltérő viselkedés a normál egyensúlyhiánytól
• A fázisváltozások repedéslélegzésre utalnak

Lazaság

• Szabálytalan, instabil fázismérések
• A fázis mérések között ±30-90°-kal változik
• Megismételhetetlenségi diagnosztika lazaság esetén

Fázis két mérési pont között

Fázisban (0° különbség)

• Mindkét pont együtt rezeg
• Egyidejűleg ugyanabba az irányba mozogni
• Merev csatlakozást vagy rezonancia alatti üzemmódot jelez
• Gyakori az azonos rotoron lévő csapágyak kritikus fordulatszám alatti fordulatszáma esetén

Fázison kívül (180°-os különbség)

• A pontok ellentétesen rezegnek
• Az egyik fent, míg a másik lent
• Pontok közötti vagy rezonancia feletti módus alakú csomópontot jelez
• Kapcsolt kiegyensúlyozatlanság, bizonyos eltolódási minták diagnosztikája

90°-os különbség (kvadratúra)

• A pontok 90°-os késleltetéssel rezegnek
• Az egyik eléri a csúcspontot, míg a másik a nullát
• Kör alakú vagy ellipszis mozgást jelezhet
• Gyakori rezonanciáknál vagy bizonyos geometriáknál

Mérési kihívások

Fázispontossági követelmények

• Kiegyensúlyozottság: ±5-10° pontosság szükséges
• Kritikus sebesség: ±10-20° elfogadható
• Hibadiagnózis: ±15-30° gyakran elegendő

A pontosságot befolyásoló tényezők

• Fordulatszámmérő minősége: A tiszta, fordulatszámonként egyszeri impulzus elengedhetetlen
• Referenciajel pozíciója: Biztonságosnak és láthatónak kell lennie
• Jelminőség: Jó jel-zaj arány szükséges
• Szűrő: A szűrők fáziseltolódásokat okozhatnak
• Sebességstabilitás: A sebességváltozások befolyásolják a fázismérést

Gyakori hibák

• A referenciajel eltolódott (szalagleválás, jel elmozdult)
• A fordulatszámmérő rosszul van beállítva vagy szakaszosan működik
• Alacsony jel amplitúdó (a zaj befolyásolja a fázist)
• Rossz frekvenciakomponens van kiválasztva a fázishoz

Fázisvektor-analízis

Poláris ábrázolás

• A rezgésvektornak van nagysága és fázisa
• Nagyságrend = amplitúdó
• Fázis = szög
• Ábrázolva polárkoordinátás bemérés kiegyensúlyozáshoz

Vektor összeadás

• Vektor összeadás amplitúdót és fázist is igényel
• A fázis határozza meg, hogyan kombinálódnak a vektorok
• 0° fázis: a vektorok aritmetikailag összeadódnak
• 180°-os fázis: vektorok kivonása
• Egyéb fázisok: vektormatematika használata

Dokumentáció és kommunikáció

Szabványos formátum

• Jelentés mint: “Amplitúdó @ Fázis”
• Példa: “5,2 mm/s @ 47°”
• Frekvencia megadása: “5,2 mm/s @ 47°, 1×”
• Referencia megadása (kulcsfázis pozíciója)

Fázisdiagramok

• Fázis vs. sebesség (Bode-diagram alsó görbéje)
• Fázis vs. frekvencia
• Poláris diagramok kiegyensúlyozáshoz
• Fázistérképek ODS-elemzéshez

A fázisszög a rezgésanalízis lényeges időzítési dimenziója, amely az amplitúdóméréseket teljes rezgésvektorokká alakítja. A fázismérés megértése, értelmezése és alkalmazása a kiegyensúlyozásban, a rezonanciaazonosításban és a hibadiagnózisban alapvető fontosságú a fejlett rezgésanalízishez, és elengedhetetlen a rotordinamika hatékony értékeléséhez és a gépek hibaelhárításához.

---

← Vissza a fő tartalomjegyzékhez