Bezmaksas inženierijas rīks #033
Vibrācijas avota identifikators
Interaktīvs diagnostikas rīks — ievadiet vibrācijas frekvenci darbības ātruma secībā, lai noteiktu iespējamos rotējošu iekārtu bojājumu avotus.
Diagnostikas rezultāti
Pilnīga frekvences un kļūmes atsauce
Vibrācijas frekvences analīze
Katrs mehānisks defekts rada vibrāciju raksturīgās frekvencēs, kas saistītas ar vārpstas rotācijas ātrumu. Identificējot dominējošo frekvenci vibrācijas spektrā un izsakot to kā vārpstas ātruma kārtu (reizinājumu), var noteikt visticamāko defekta avotu.
Pasūtījuma aprēķins
Kur f_vibrācija ir izmērītā dominējošā frekvence Hz un RPM ir vārpstas griešanās ātrums.
Bieži sastopamas kļūmes
| Kārta (harmonika) | Biežums | Primārais avots | Papildu indikatori |
|---|---|---|---|
| 1x | Vārpstas ātrums | Nesabalansētība | Stabila fāze, proporcionāla ātruma kvadrātam |
| 1x | Vārpstas ātrums | Saliekta vārpsta | Augsta aksiālā vibrācija, fāzes stabilitāte |
| 2x | 2 x vārpstas ātrums | Vārpstu nesakritība | Augsta aksiālā, 180° fāzes pāri savienojumam |
| 3x | 3 x vārpstas ātrums | Smaga nobīde | Klāt ir vairākas harmonikas |
| 0,42–0,48x | Subsinhroni | Eļļas virpulis | Šarnīru gultņi, atkarīgi no ātruma |
| 0,5x | Pusass ātrums | Vaļīgums / berze | Daļējās subharmonikas |
| Vairākas harmonikas | 1x, 2x, 3x… | Mehāniskais vaļīgums | Daudzas darba ātruma harmonikas |
| Nesinhrons | BPFO, BPFI, BSF | gultņu defekti | Modulēts pēc darba ātruma |
| Z x apgr./min | Asmens caurlaide | Plūsmas problēmas | Pulsācija, kavitācija |
| Z x apgr./min | Zobratu tīklojums | Pārnesumu problēmas | Sānu joslas norāda, kurš pārnesums |
| 2x līnijas (100/120 Hz) | Fiksēta frekvence | Elektriskās | Pazūd, kad tiek pārtraukta strāvas padeve |
Fāzes leņķa vadotne
Fāžu analīze ir kritiska lai atšķirtu defektus pie vienas frekvences. Pie 1x: stabila fāze = disbalanss, 180° abpus sakabei = vārpstu nesakritība, nestabila fāze = vaļīgums. Vienmēr izmantojiet tahometra atskaites punktu.
Praktisks piemērs
Ņemot vērā: Darbības ātrums = 1500 apgr./min., dominējošā frekvence = 75 Hz
Darbības ātruma frekvence = 1500 / 60 = 25 Hz
Pasūtījums = 75 / 25 = 3,0x
Galvenais aizdomās turamais: Nopietna nobīde vai mehāniska vaļīgums
Ieteicams: Pārbaudiet sakabes izlīdzinājumu, stiprinājuma skrūves, pamatni
⚠️ Piezīme: Šis rīks sniedz norādījumus, pamatojoties uz izplatītām kļūmju un biežuma attiecībām. Galīgai diagnozei nepieciešama korelācija ar fāzes datiem, laika viļņu formu, orbītas diagrammām, darbības apstākļiem un iekārtas vēsturi. Vienmēr pārbaudiet ar papildu mērījumiem.
Lielākā daļa mehānisko bojājumu rada vibrāciju ar raksturīgām frekvencēm, kas saistītas ar vārpstas griešanās ātrumu:
- 1× RPM: disbalanss (visbiežāk), saliekta vārpsta, brīvkustība/vaļīgums
- 2× RPM: necentrētība (galvenais rādītājs)
- 0,42–0,48×: eļļas virpulis (oil whirl) slīdgultņos
- Nesinhrona: gultņu defekti
Izsakiet vibrācijas frekvenci kā vārpstas griešanās ātruma daudzkārtni (kārtu) un salīdziniet ar zināmiem bojājumu modeļiem. Vienmēr korelējiet ar fāzi, amplitūdas tendenci un darba apstākļiem.
1× (jeb sinhronā) vibrācija rodas tieši vārpstas griešanās frekvencē. Mašīnai ar 3000 RPM 1× = 50 Hz.
1× vibrācija atlikušā disbalansa dēļ zināmā mērā vienmēr ir klātesoša. Tā kļūst bīstama, ja amplitūda pārsniedz pieļaujamās robežas saskaņā ar ISO 10816/20816.
Galvenie cēloņi: masas disbalanss, saliekta vārpsta, ekscentricitāte, rezonanse. Fāzes leņķa analīze palīdz atšķirt šos cēloņus.
Subsinhronās vibrācijas (zem 1× RPM) cēloņi ir šādi:
- Eļļas virpulis / oil whirl (0,42–0,48×): slīdgultņa nestabilitāte, frekvence seko griešanās ātrumam
- Eļļas pātagas efekts / oil whip: bīstamāks — frekvence nofiksējas pie rotora pašsvārstību frekvences un neseko ātrumam
- Berze / aizķeršanās (0,5×, daļskaitļa kārtas): rotora un statora kontakts rada subharmonikas
- Brīvkustība / vaļīgums (0,5×): mehānisks vaļīgums stiprinājuma punktos
- Siksnas rezonanse: siksnas pašsvārstību frekvence siksnas piedziņas sistēmās
Subsinhronā vibrācija bieži ir bīstamāka par sinhrono, jo tā var izraisīt katastrofālu nestabilitāti.
Augstfrekvences vibrācijas (virs 10× RPM) avoti:
- Ritošo elementu gultņu defekti: BPFO (ārējais gredzens), BPFI (iekšējais gredzens), BSF (ritošais elements), FTF (separators)
- Zobu sazobe: zobu skaits × RPM, ar sānu joslām
- Lāpstiņu garāmiešanas frekvence: lāpstiņu skaits × RPM
- Elektriskais troksnis: rievu garāmiešanas frekvence, komutācija
- Kavitācija: nejauša augstfrekvences platjoslas vibrācija
- Strukturālā rezonanse: mezglu pašsvārstību frekvences
Fāzes leņķis ir leņķiskā attiecība starp vibrācijas maksimumu un vārpstas atskaites atzīmi (mērīta ar tahometru).
Galvenie diagnostikas pielietojumi:
- Disbalanss: stabila, atkārtojama fāze pie 1×
- Necentrētība: ~180° fāzes nobīde abpus sajūgam pie 1× un/vai 2×
- Brīvkustība / vaļīgums: nestabila, dreifējoša fāze
- Rezonanse: ~90° fāzes nobīde pie pašsvārstību frekvences, liels pastiprinājums
- Saliekta vārpsta: 1× fāzes nobīde par ~180° starp iekšējo un ārējo gultni
Bez fāzes datiem bieži vien nav iespējams atšķirt bojājumus, kas rada vienādu frekvenci (piemēram, disbalansu no necentrētības pie 1×).
Šajā lapā aprakstītās procedūras izstrādāja un lauka apstākļos pārbaudīja Vibromera komanda, izmantojot Balanset-1A — pārnēsājamu divkanālu balansētāju un vibrāciju analizatoru rotoru balansēšanai uz vietas.
Profesionāli vibrācijas analizatori ar spektra analīzi, kārtu izsekošanu un defektu diagnostiku. Izmanto vairāk nekā 50 valstīs.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko ir vibrāciju analīzes inženieris, kā arī uzņēmuma Vibromera dibinātājs un vadītājs. Vairāk nekā 15 gadus viņš balansē rotējošas iekārtas darba vietā, nevis uz pārbaudes stenda: mulčētājus, rūpnieciskos ventilatorus, drupinātājus, centrifūgas, vārpstas un darbvārpstas. Tieši no šī darba radās Balanset instrumenti — tie tika veidoti kā rīks, ko speciālists var aiznest pie mašīnas un lietot viens pats uz vietas, nevis kā laboratorijas aprīkojums. Vibromera dibināta 2017. gadā, un kopš 2023. gada tā atrodas Portu, Portugālē. Šeit notiek Balanset līnijas izstrāde, montāža un atbalsts. Vadošais instruments ir Balanset-1A — portatīvs analizators balansēšanai vienā un divās plaknēs, kā arī vibrāciju diagnostikai. Nikolai personīgi piedalās klientu atbalstā, sarežģītu balansēšanas gadījumu risināšanā un programmatūras izstrādē. Viņš strādā ar klientiem visā pasaulē, jebkurā valodā.
