Comprensione della fase nell'analisi delle vibrazioni
Fase descrive la relazione di temporizzazione tra due segnali o, più utilmente nel lavoro con le macchine rotanti, la temporizzazione di un segnale vibrazione rispetto a un punto di riferimento fisso sull'albero rotante. Risponde alla domanda dove nella rotazione si verifica la vibrazione, e normalmente viene misurata in gradi da 0° a 360°, un giro completo dell'albero. Se ampiezza vi dice Quanto una macchina vibra e frequenza vi dice quanto velocemente, la fase vi dice come si muove - che è proprio ciò che separa i difetti che condividono la stessa frequenza.
Quest'ultimo punto è il cuore del motivo per cui la fase è importante. Sbilanciare, disallineamento, a albero piegato e scioltezza possono tutti aumentare l'1× velocità di corsa picco; la fase è spesso l'unico modo per distinguerli senza smontare la macchina.
1. Come si misura la fase
Per leggere la fase sono necessari due segnali:
- Un segnale di vibrazione - la misura primaria di un accelerometro o sonda di prossimità osservare il movimento della macchina.
- Un segnale di riferimento - un impulso di temporizzazione una volta per giro da una tachimetro, che mira a una striscia di nastro riflettente o di una chiavetta, in modo da emettere un impulso pulito ogni volta che la tacca passa davanti al sensore. Funzionalmente è lo stesso ruolo svolto da un sensore installato in modo permanente. fasore chiave.
Il analizzatore di vibrazioni misura quindi il ritardo tra l'impulso di riferimento e il primo picco positivo del segnale di vibrazione a una frequenza prescelta - di solito 1× la velocità di marcia - e converte tale ritardo in un angolo. Una lettura di 90°, ad esempio, significa che il picco di vibrazione arriva un quarto di giro dopo che il segnale di riferimento ha superato il tachimetro. Poiché il risultato è legato a una frequenza specifica, il più delle volte la fase viene citata insieme alla componente 1×; la stessa idea, generalizzata a tutto lo spettro, è ciò che rende la angolo di fase un elemento costitutivo di trame come il Bode e Nyquist diagrammi.
2. Il potere diagnostico della fase
La fase è molto più di un numero. Confrontando le letture effettuate in punti diversi di una macchina, nella stessa direzione di misurazione, un analista può confermare o eliminare diagnosi specifiche con grande sicurezza. Il tema ricorrente è il confronto di due punti: se si muovono insieme l'immagine punta in una direzione; se si muovono in opposizione punta a un altro. Le sottosezioni che seguono coprono i modelli classici.
Conferma dello squilibrio
Lo squilibrio puro fornisce letture di fase simili, in genere con un'approssimazione di ±30°, se misurate nella stessa direzione radiale (ad esempio, orizzontale) su entrambi i cuscinetti di un rotore. L'intero rotore viene tirato in un'unica direzione in un solo istante dal punto pesante, quindi le due estremità marciano di pari passo. Confrontando le letture orizzontali e verticali su un cuscinetto si ottiene un altro indizio: un vero squilibrio tende a mostrare una differenza di circa 90° tra i due.
Diagnosi di disallineamento
La fase è uno dei modi più definitivi per confermare la presenza dell'albero. disallineamento. Effettuare letture di fase assiali su entrambi i lati di una accoppiamentoUna sfasatura di 180° (±30°) è la firma da manuale di un disallineamento angolare, che mostra che mentre un albero si sposta assialmente verso l'esterno, l'altro si sposta verso l'interno - un movimento oscillante e oscillante sull'accoppiamento.
Distinguere lo squilibrio da un albero piegato
Sia lo sbilanciamento che il albero piegato sollevano una vibrazione 1×, ma la fase li distingue. Le letture della fase assiale effettuate alle due estremità dello stesso albero del motore o della pompa che differiscono di circa 180° indicano un arco: le estremità si muovono in direzioni assiali opposte mentre la curva ruota.
Individuazione di allentamenti o di una fondazione incrinata
Quando le letture di fase sono irregolari, instabili o non ripetibili, è necessario un intervento meccanico. scioltezza è il solito sospetto. Una marcata variazione di fase quando la sonda viene spostata dal piede della macchina alla sua piastra di base, o dalla piastra di base alla fondazione, indica un bullone di ancoraggio allentato o una fondazione incrinata, e suggerisce un'inadeguatezza del sistema. rigidità della fondazione.
Conferma della risonanza
Quando una macchina corre su o costeggia una velocità critica, la fase 1× compie uno spostamento caratteristico di 90° esattamente in corrispondenza della risonanza e uno spostamento di 180° sull'intera regione di risonanza. Osservare l'oscillazione, facilmente rilevabile durante un discesa in costa - è un modo definitivo per confermare una risonanza piuttosto che un problema di forzatura.
3. Un riferimento rapido per i modelli di fase
| Osservazione | Probabile diagnosi |
|---|---|
| Entrambi i cuscinetti in fase, stessa direzione radiale | Sbilanciare |
| ≈180° attraverso l'accoppiamento, assiale | Disallineamento angolare |
| ≈180° attraverso le due estremità di un albero, assiale | Albero piegato/arcuato |
| Fase irregolare e non ripetibile | Allentamento meccanico |
| Spostamento di 90° al picco, 180° attraverso la regione | Risonanza / velocità critica |
Queste regole sono una guida, non una garanzia: confermate con ampiezza, forma dello spettro e armonico prima di impegnarsi in una riparazione.
4. La fase come chiave di equilibrio
La fase è indispensabile per bilanciamento del rotore. La lettura di fase 1× indica direttamente la posizione angolare del punto pesante rispetto alla tacca di riferimento, indicando al tecnico esattamente dove aggiungere o togliere un peso di correzione. In pratica l'analizzatore registra l'ampiezza e la fase prima di una peso di prova e di nuovo in seguito, e utilizza la variazione per calcolare il valore di coefficienti di influenza che producono la correzione finale. Uno strumento portatile a due canali come il Bilanciamento-1a esegue questa misurazione dell'ampiezza e della fase nei cuscinetti della macchina a velocità di esercizio, quindi verifica il valore di squilibrio residuo una volta posizionati i pesi. Per calcolare la ripartizione angolare quando una correzione deve essere condivisa tra i pesi, il nostro Calcolatore dell'angolo di fase delle vibrazioni gestisce la geometria vettoriale.
5. Perché la fase completa l'immagine
Senza fase, l'analista delle vibrazioni vede solo una parte della storia: grandezze e frequenze, ma non ha la percezione di come la struttura si deformi effettivamente ad ogni giro. La fase fornisce il contesto mancante, convertendo un elenco di picchi in una chiara dichiarazione di movimento e aumentando notevolmente la sicurezza diagnostica. È la differenza tra sapere che una macchina vibra e sapere perché. Per questo motivo, la fase fa parte di ogni diagnosi seria ed è il fondamento non negoziabile del campo. bilanciamento.
