Che cos'è l'angolo di fase? Relazione temporale nelle vibrazioni • Bilanciatore portatile, analizzatore di vibrazioni "Balanset" per il bilanciamento dinamico di frantoi, ventilatori, pacciamatrici, coclee su mietitrebbie, alberi, centrifughe, turbine e molti altri rotori Che cos'è l'angolo di fase? Relazione temporale nelle vibrazioni • Bilanciatore portatile, analizzatore di vibrazioni "Balanset" per il bilanciamento dinamico di frantoi, ventilatori, pacciamatrici, coclee su mietitrebbie, alberi, centrifughe, turbine e molti altri rotori

Che cos'è l'angolo di fase? Relazione temporale nella vibrazione

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Comprensione dell'angolo di fase nella vibrazione

Definizione: Che cos'è l'angolo di fase?

angolo di fase (spesso chiamato semplicemente fase) è la posizione angolare, misurata in gradi (0-360°), del picco vibrazione rispetto a un segno di riferimento una volta per giro sull'albero rotante (da un tachimetro o fasore chiave). In alternativa, può rappresentare la relazione temporale tra due segnali di vibrazione alla stessa frequenza. L'angolo di fase fornisce l'informazione "quando" che completa ampiezza (il “quanto”), formando insieme un vettore di vibrazione completo con sia magnitudine che direzione.

L'angolo di fase è assolutamente critico per bilanciamento del rotore (determina dove posizionare i pesi di correzione), velocità critica identificazione (lo sfasamento di 180° conferma la risonanza) e diagnosi dei guasti (gli schemi di fase distinguono i diversi tipi di guasto). Senza informazioni sulla fase, molte procedure diagnostiche e correttive sarebbero impossibili.

Misurazione della fase relativa al fasore chiave

Il sistema di riferimento

  • Segno di riferimento: Nastro riflettente o tacca sull'albero
  • Sensore: Il tachimetro ottico o magnetico rileva il passaggio del segno
  • Impulso una volta per rivoluzione: Definisce il riferimento 0°
  • Temporizzazione delle vibrazioni: Quando si verifica la vibrazione massima rispetto al segno?
  • Misurazione angolare: Espresso in gradi (0-360°)

Convenzione

  • 0°: Posizione del segno di riferimento
  • Direzione: Tipicamente crescente nella direzione di rotazione
  • Esempio: Fase = 90° significa che la vibrazione di picco si verifica a 90° (un quarto di giro) dopo che il segno di riferimento ha superato il sensore

Applicazioni critiche

1. Equilibrio (più importante)

La fase determina la posizione angolare del peso di correzione:

  • Misura la fase della vibrazione indotta dallo squilibrio
  • La fase indica la posizione angolare del punto pesante
  • Peso di correzione posizionato a 180° dal punto pesante
  • Precisione di fase ±5-10° necessaria per un bilanciamento efficace
  • Senza fase, bilanciamento impossibile

2. Identificazione della velocità critica

Lo spostamento di fase conferma la risonanza:

  • Al di sotto della velocità critica: fase relativamente costante
  • Passaggio attraverso il critico: sfasamento caratteristico di 180°
  • Sopra il valore critico: sfasato di 180° rispetto al valore sotto il valore critico
  • Cambiamento di fase acceso diagramma di Bode indicatore di risonanza definitivo
  • Il picco di ampiezza da solo non è sufficiente: deve esserci uno sfasamento

3. Diagnosi dei guasti

Sbilanciare

  • Fase stabile e ripetibile
  • Stessa fase a tutte le velocità (al di sotto del valore critico)
  • La fase segna la posizione del punto pesante

Disallineamento

  • Relazioni di fase caratteristiche tra i cuscinetti
  • Misurazioni assiali spesso diverse di 180° tra estremità motrice e non motrice
  • Modelli di fase radiale diagnostici per il tipo di disallineamento

Crepa dell'albero

  • Fase di cambiamento 1× e 2× durante l'avvio/arresto
  • Comportamento diverso rispetto al normale squilibrio
  • Le variazioni di fase indicano la respirazione delle crepe

Scioltezza

  • Letture di fase irregolari e instabili
  • La fase varia ±30-90° tra le misurazioni
  • Diagnosi di non ripetibilità per allentamento

Fase tra due punti di misurazione

In fase (differenza 0°)

  • Entrambi i punti vibrano insieme
  • Muoversi nella stessa direzione simultaneamente
  • Indica una connessione rigida o una modalità sotto risonanza
  • Comune per i cuscinetti sullo stesso rotore al di sotto della velocità critica

Fuori fase (differenza di 180°)

  • I punti vibrano in modo opposto
  • Uno su mentre l'altro giù
  • Indica il nodo della forma modale tra punti o al di sopra della risonanza
  • Diagnostica per squilibrio accoppiato, determinati modelli di disallineamento

Differenza di 90° (Quadratura)

  • I punti vibrano con un ritardo temporale di 90°
  • Uno raggiunge il picco mentre l'altro è a zero
  • Può indicare un moto circolare o ellittico
  • Comune nelle risonanze o in certe geometrie

Sfide di misurazione

Requisiti di precisione di fase

  • Bilanciamento: Precisione richiesta ±5-10°
  • Velocità critica: ±10-20° accettabile
  • Diagnosi dei guasti: ±15-30° spesso sufficienti

Fattori che influenzano la precisione

  • Qualità del tachimetro: È essenziale un impulso pulito una volta per giro
  • Posizione del segno di riferimento: Deve essere sicuro e visibile
  • Qualità del segnale: È necessario un buon rapporto segnale/rumore
  • Filtraggio: I filtri possono introdurre sfasamenti
  • Stabilità della velocità: Le variazioni di velocità influenzano la misurazione di fase

Errori comuni

  • Segno di riferimento spostato (nastro staccato, segno spostato)
  • Contagiri disallineato o intermittente
  • Bassa ampiezza del segnale (il rumore influisce sulla fase)
  • Componente di frequenza errata selezionata per la fase

Fase nell'analisi vettoriale

Rappresentazione polare

  • Il vettore di vibrazione ha magnitudine e fase
  • Magnitudo = ampiezza
  • Fase = angolo
  • Tracciato su diagramma polare per l'equilibrio

Addizione vettoriale

  • Addizione vettoriale richiede sia ampiezza che fase
  • La fase determina come i vettori si combinano
  • Fase 0°: i vettori si sommano aritmeticamente
  • Fase 180°: i vettori sottraggono
  • Altre fasi: utilizzare la matematica vettoriale

Documentazione e Comunicazione

Formato standard

  • Segnala come: "Ampiezza @ Fase"“
  • Esempio: “5,2 mm/s a 47°”
  • Includere la frequenza: “5,2 mm/s a 47° a 1×”
  • Specificare il riferimento (posizione del fasatore chiave)

Grafici di fase

  • Fase vs. velocità (traccia inferiore del diagramma di Bode)
  • Fase vs. frequenza
  • Grafici polari per il bilanciamento
  • Mappe di fase per l'analisi ODS

L'angolo di fase è la dimensione temporale essenziale dell'analisi delle vibrazioni, che trasforma le misurazioni di ampiezza in vettori di vibrazione completi. Comprendere la misurazione della fase, la sua interpretazione e la sua applicazione nel bilanciamento, nell'identificazione della risonanza e nella diagnosi dei guasti è fondamentale per l'analisi avanzata delle vibrazioni ed essenziale per un'efficace valutazione della dinamica del rotore e la risoluzione dei problemi dei macchinari.

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