진동의 위상각 이해
위상각 - 의 광범위한 아이디어와 밀접하게 연관되어 있습니다. 단계 - 는 피크의 각도 위치(0 ~ 360도)입니다. 진동 를 회전축의 회전당 한 번 참조 표시를 기준으로 합니다. 이 참조는 유속계 또는 키페이저. 다른 방식으로 위상각은 동일한 주파수에서 두 진동 신호 사이의 타이밍 관계를 표현합니다. 어느 쪽이든 위상각은 “언제'라는 ”시기'를 제공합니다. 진폭 - 이 두 가지가 합쳐져 크기와 방향을 모두 갖춘 완전한 진동 벡터를 형성합니다. 위상각은 다음과 같은 경우에 필수적입니다. 로터 밸런싱, 에서 보정 가중치를 배치할 위치를 지정합니다. 임계 속도 180° 이동을 통해 확인되는 신원 확인 공명; 그리고 위상 패턴이 하나의 결함을 다른 결함과 구분하는 결함 진단의 경우. 위상을 제거하면 진단 및 수정 작업의 상당 부분이 불가능해집니다.
1. 키페이서에 대한 측정 위상 기준
참조 시스템
- 참조 표시: 의 스트립 반사 테이프 또는 샤프트에 노치가 있습니다.
- 감지기: 마크를 통과할 때마다 이를 감지하는 광학 또는 자기 회전 속도계입니다.
- 회전당 1회 펄스: 0° 데이텀을 정의하는 이벤트입니다.
- 진동 타이밍: 해당 표시를 기준으로 최대 진동이 언제 발생하느냐는 질문에 대한 답변입니다.
- 각도 측정: 를 입력하면 0에서 360까지의 각도로 표시된 답을 얻을 수 있습니다.
서명 규칙
- 0° 는 기준 마크 위치에 해당합니다.
- 방향 는 일반적으로 회전 방향에 따라 증가합니다.
- 예: 위상이 90°인 경우 진동 피크가 기준 마크가 센서를 통과한 후 1/4 회전하여 도달한다는 의미입니다.
분석기는 타코미터 펄스와 진동 피크 사이의 지연 시간을 측정하기 때문에 이 펄스 트레인의 품질이 모든 다운스트림에 영향을 미치며, 이는 측정 문제에서 다시 돌아오는 지점입니다.
2. 중요한 애플리케이션
밸런싱 - 가장 중요한 용도
위상은 무거운 지점을 가리키고 따라서 보정을 가리키는 것입니다. 절차는 간단합니다:
- 의 위상을 측정합니다. 불균형-1배 진동이 유도됩니다.
- 위상은 무거운 지점의 각도 위치를 나타냅니다.
- 그리고 보정 무게 는 무거운 지점의 반대편에 약 180° 배치됩니다.
- 효과적인 밸런싱을 위해서는 약 ±5-10°의 위상 정확도가 필요합니다.
- 위상이 없으면 밸런싱이 불가능하며 어느 방향으로 수정해야 할지 알 수 없습니다.
임계 속도 식별
진폭 범프가 아닌 위상 변화가 공명의 결정적인 신호입니다:
- 임계 속도 이하에서는 위상이 상대적으로 일정하게 유지됩니다.
- 임계 속도를 통과하면 특징적인 180° 위상 변화가 발생합니다.
- 그 위상은 임계값보다 180° 떨어져 있습니다.
- 이러한 위상 변화는 보드 플롯 는 신뢰할 수 있는 지표입니다.
- 진폭 피크만으로는 충분하지 않으며 위상 변화가 수반되어야 합니다.
장애 진단
불균형: 위상은 안정적이고 반복 가능하며, 임계값 이하의 모든 속도에서 동일한 값을 유지하며, 헤비 스팟 위치를 표시합니다.
정렬 불량: 는 베어링 간의 특징적인 위상 관계를 보여줍니다. 축 방향 판독값은 종종 구동 및 비구동 끝에서 180° 떨어져 있으며, 방사형 위상 패턴은 오정렬 유형을 식별하는 데 도움이 됩니다.
샤프트 균열: 1× 및 2× 구성 요소의 위상은 시작 및 종료 중에 변경되어 일반적인 불균형과 다르게 작동하며, 이러한 변화는 샤프트가 회전할 때 균열이 “호흡”하는 것을 반영합니다.
설사: 는 측정 사이에 ±30~90°를 오가는 불규칙하고 불안정한 위상을 생성합니다. 바로 이 반복 불가능성이 진단 단서입니다.
3. 두 측정 지점 사이의 위상
두 위치의 위상을 비교하면 구조물이나 로터가 전체적으로 어떻게 움직이고 있는지 알 수 있습니다.
동상(0° 차이)
- 두 점이 같은 순간에 같은 방향으로 함께 움직입니다.
- 리지드 연결 또는 공명 미만 모드를 나타냅니다.
- 동일한 로터에서 임계 속도 이하로 작동하는 두 개의 베어링에 일반적입니다.
위상차(180° 차이)
- 포인트는 서로 반대로 움직입니다. 하나는 떨어지면 다른 하나는 올라갑니다.
- 를 나타냅니다. 모드 모양 노드 사이 또는 공명 위의 작업을 수행합니다.
- 진단 대상 부부 불균형 특정 오정렬 패턴에 대해.
90° 차이(구적법)
- 포인트는 1/4 주기로 서로 지연되며, 하나는 정점에 도달하고 다른 하나는 0을 교차합니다.
- 축에서 보이는 원형 또는 타원형 동작을 나타낼 수 있습니다. 궤도.
- 공명 또는 특히 서포트 지오메트리에서 일반적입니다.
4. 측정 과제
위상은 얼마나 정확해야 하나요?
- 밸런싱: ±5-10°.
- 중요한 속도 작업: ±10~20°는 허용됩니다.
- 장애 진단: ±15~30°이면 충분한 경우가 많습니다.
정확도에 영향을 미치는 요소
- 타코미터 품질: 회전당 한 번의 깨끗한 펄스가 필수적입니다.
- 참조 표시 위치: 마크는 안전하고 명확하게 보여야 합니다.
- 신호 품질: 신호 대 잡음비가 좋으면 위상이 일정하게 유지됩니다.
- 필터링: 필터 는 반드시 고려해야 하는 자체적인 위상 변화를 도입할 수 있습니다.
- 속도 안정성: 방황하는 속도가 위상 판독값을 흐리게 합니다.
일반적인 오류
- 이동된 참조 마크 - 테이프가 벗겨지거나 마크가 재배치된 경우.
- 타코미터가 잘못 정렬되었거나 간헐적으로 작동합니다.
- 노이즈가 위상 추정치를 지배하는 낮은 신호 진폭.
- 잘못된 주파수 구성 요소에서 위상을 읽습니다.
5. 벡터 분석의 위상
극지 표현
진동 측정값은 당연히 벡터입니다. 크기는 진폭이고 각도는 위상입니다. 이를 극좌표 플롯 는 밸런싱 중 응답을 시각화하고 추적하는 표준 방법입니다.
벡터 추가
벡터 추가 - 위상은 두 벡터가 결합하는 방식을 결정하기 때문에 모든 시험 무게 계산의 기반이 되는 수학에는 진폭과 위상이 모두 필요합니다:
- 0°에서는 산술적으로 더합니다.
- 180°에서 뺍니다.
- 다른 각도에서는 전체 벡터 수학이 적용됩니다.
6. 실제 현장 워크플로
실제 장비에서 캡처 단계는 장비의 자체 베어링에서 작동 속도로 작동하는 휴대용 2채널 분석기가 수행하는 작업입니다. 그리고 발란셋-1A 는 레이저 회전 속도계에서 펄스에 대한 1배 진폭과 위상을 읽고, 소프트웨어가 해당 벡터를 각각의 질량과 각도로 변환합니다. 시험 중량 및 보정 무게를 확인하기 전에 잔류 불균형. 진동 벡터를 직접 결합하거나 해결하여 결과를 확인하려는 경우에는 진동 위상각 계산기 는 동일한 벡터 연산을 수행합니다.
7. 문서화 및 커뮤니케이션 단계
표준 형식
- “진폭 @ 위상”(예: “5.2mm/s @ 47°”)으로 보고합니다.
- 해당되는 경우 주파수를 포함하세요: “1×에서 47° @ 5.2mm/s”.
- 기준, 즉 각도가 측정되는 키패시터 위치를 입력합니다.
위상 플롯
- 위상 대 속도 - 보데 플롯의 하단 트레이스입니다.
- 위상 대 주파수.
- 밸런싱을 위한 극좌표 플롯.
- 다음 대상에 대한 단계 맵 작동 편향 모양 분석.
위상각은 원시 진폭을 완전한 진동 벡터로 변환하는 타이밍 차원입니다. 밸런싱, 공진 식별 및 고장 진단에서 위상각을 측정, 해석 및 적용하는 방법을 숙달하는 것은 고급 진동 분석과 로터 동역학 및 기계 상태에 대한 모든 건전한 평가의 기본입니다.
