Vibrāciju analīze — Spektra diagnostika Ceļvedis
From FFT fundamentals to fault diagnosis: learn to read vibration spectra, calculate bearing defect frequencies, assess severity per ISO 10816, and diagnose unbalance, misalignment, looseness, bearing and gear defects — with interactive tools and the Balanset-1A.
Interaktīvie diagnostikas kalkulatori
Svarīgi vibrācijas analīzes rīki — gultņu defektu frekvences, zobratu sazobes frekvence, smaguma pakāpes novērtējums un mērvienību konvertēšana
Kļūmju identificēšana īsumā
Katrs mehānisks defekts rada raksturīgu "pirkstu nospiedumu" vibrācijas spektrā.
| Kļūme | Primārā frekvence | Harmonikas | Virziens | Fāzes uzvedība | Galvenā atšķirības iezīme |
|---|---|---|---|---|---|
| Statiskais disbalanss | 1× | Zems / nav | Radiāls (H, V) | Abi gultņi vienā fāzē | Tīrs 1× sinusoids. Amplitūda ∝ ω². |
| Dinamiskais disbalanss | 1× | Zems / nav | Radiāls (H, V) | ~180° starp gultņiem | 1× dominējošais, gultņi ārpus fāzes (pāris). |
| Paralēlā asu nesakritība | 2× (≥ 1×) | 1 reizi, 3 reizes | Radiāls | 180° pāri savienojumam | 2× bieži > 1×. Augsts radiālais komponents savienojuma vietā. |
| Leņķiskā nobīde | 1×, 2× | 3× | Aksiāli dominējošais | 180° pāri savienojumam (aksiāls) | Augsta aksiālā. Aksiālais ≥ 50% no radiālā. |
| Komponentu vaļīgums | 1×, 2×…10×+ | Daudzi (~10×) | Radiāls | Neregulārs | "Harmoniku "mežs". Iespējama 0,5× apakšharmonika. |
| Strukturālais vaļīgums | 1× vai 2× | Nedaudz virs 2× | Vertikāli | Nestabils | Spēcīga vertikālā komponente. Reaģē uz skrūvju pārbaudi. |
| Ārējais gredzens (BPFO) | BPFO, 2×BPFO... | Vairāki BPFO | Radiāls | Nav pieejams | Nesinhrons. Nav 1× sānu joslu. |
| Iekšējā skrejceļa loks (BPFI) | BPFI, 2×BPFI... | Vairāki BPFI | Radiāls | Modulēts ar 1× | BPFI harmonikas ar ±1× sānu joslām. |
| Ritošais elements (BSF) | BSF, 2×BSF... | Vairāki BSF | Radiāls | Nav pieejams | 2×BSF bieži > 1×BSF. Nesinhrons. |
| Būris (FTF) | FTF ≈ 0,4× | 2,3 reizes FTF | Radiāls | Nav pieejams | Subsinhronā (< 1×). |
| Zobratu tīklojums | GMF = N × 1 × | 2,3× GMF | Radiāls+aksiāls | Modulēts ar 1× | GMF ar sānu joslām. N = zobu skaits. |
| Elektriskā (motora) | 2× līnijas frekvence | — | Radiāls | Kritumi izslēgšanas laikā | 100/120 Hz. Tūlītējas krišanas tests. |
Interaktīva FFT spektra demonstrācija — 16 kļūmju scenāriji
Atlasiet kļūmes veidu, lai skatītu raksturīgo laika viļņu formu un frekvenču spektru. Salīdziniet modeļus, lai noteiktu galveno cēloni.
Laika domēns (viļņu forma)
Frekvenču spektrs (FFT)
Kas ir vibrācijas analīze?
Vibrācijas analīze ir rotējošu mašīnu mehānisko svārstību mērīšanas un interpretācijas process, lai diagnosticētu defektus bez demontāžas. Izmantojot FFT (Ātrā Furjē transformācija) kompleksais vibrācijas signāls tiek sadalīts atsevišķās frekvences komponentēs. Katrs defekts rada raksturīgu spektrālo "pirkstu nospiedumu": nelīdzsvarotība pie 1× apgr./min., neatbilstība pie 2×, vaļīgums kā vairākas harmonikas, gultņu defekti nesinhronās frekvencēs. Balanset-1A veic gan balansēšanu, gan spektra analīzi vienā pārnēsājamā ierīcē.
Katra rotējoša mašīna vibrē. Veselīgā mašīnā vibrācija ir zema un stabila — tās normālais "darbības signālraksts". Attīstoties defektiem, vibrācija mainās paredzamā veidā. Izmērot un analizējot šīs izmaiņas, mēs varam noteikt galveno cēloni, prognozēt kļūmi un plānot apkopi pirms katastrofālas avārijas. Tas ir pamats... prognozējošā apkope.
FFT: Spektra analīzes pamats
Vibrācijas sensors (akselerometrs) pārveido mehāniskās svārstības elektriskā signālā. Attēlots laika gaitā, tas ir viļņu forma — sarežģīta, šķietami haotiska līkne, ja ir vairāki defekti. Ātrā Furjē transformācija (FFT) sadala šo komplekso signālu atsevišķās sinusoidālās komponentēs, katrai no kurām ir sava frekvence un amplitūda.
Iedomājieties FFT kā prizmu, kas sadala baltu gaismu varavīksnē. Sarežģītā viļņu forma ir "baltā gaisma" — FFT atklāj atsevišķās "krāsas" (frekvences), kas paslēptas iekšpusē. Rezultāts ir vibrācijas spektrs — galvenais diagnostikas instruments.
Galvenie spektra parametri
- Frekvence (X ass, Hz): Cik bieži notiek svārstības. Tieši saistīts ar avotu. 1× = vārpstas ātrums. 2× = divreiz lielāks par vārpstas ātrumu.
- Amplitūda (Y ass, mm/s RMS): Vibrācijas intensitāte katrā frekvencē. Augstāki maksimumi = vairāk enerģijas = nopietnāks stāvoklis.
- Harmonikas: Pamatfrekvences veseli daudzkārtņi: 2× (2.), 3× (3.), 4× utt. To klātbūtne un relatīvais augstums sniedz diagnostisku informāciju.
- Fāze (°): Laika sakarība dažādos mērīšanas punktos. Būtiska, lai atšķirtu disbalansu (fāzē) no nobīdes (180°).
Vibrācijas mērvienības: pārvietojums, ātrums, paātrinājums
Vibrāciju var izmērīt kā trīs dažādus fizikālus parametrus. Katrs no tiem uzsver atšķirīgus frekvenču diapazonus, padarot tos piemērotus dažādiem diagnostikas uzdevumiem. Izpratne par to, kad izmantot kuru parametru, ir būtiska efektīvai analīzei.
📏 Pārvietojums
Mēra, kā tālu virsma kustas. Izceļ zemas frekvences — ideāli piemērots lēngaitas iekārtām, vārpstas orbītas analīzei un bezkontakta zondēm pie slīdgultņiem. 1 mil = 25.4 µm.
📈 Ātrums
Mēra, kā ātri virsma kustas. standarta parametrs vispārējai mašīnu uzraudzībai saskaņā ar ISO 10816. Plakana frekvences reakcija piešķir vienādu svaru lielākajai daļai kļūmju veidu. Balanset-1A mēra mm/s RMS.
💥 Paātrinājums
Mēra spēks vibrācijas. Uzsver augstas frekvences — ideāli piemērots agrīniem gultņu defektiem, zobratu sazobi un triecieniem. 1 g = 9,81 m/s². Izmanto apvalka/demodulācijas analīzei.
| Parametrs | Vienība | Frekvenču diapazons | Vislabāk piemērots | Standarti |
|---|---|---|---|---|
| Pārvietojums | µm (pīķa-pīķa) | 1-100 Hz | Lēnas mašīnas (< 600 apgr./min), vārpstas orbīta, tuvuma zondes, skrūvju gultņi | ISO 7919 (vārpstas vibrācija) |
| Ātrums | mm/s RMS | 10-1000 Hz | Vispārēja mašīnu uzraudzība — disbalanss, nobīde, vaļīgums. Noklusējuma parametrs. | ISO 10816, ISO 20816 |
| Paātrinājums | g vai m/s² RMS | 500 Hz–20 kHz | Agrīni gultņu defekti, zobratu sazobe, triecieni, ātrgaitas mašīnas | ISO 15242 (gultņu vibrācija) |
Ja jums ir jāizvēlas tikai viens sensors un viens parametrs — izvēlieties ātrumu (mm/s RMS). Tas aptver visplašāko izplatītāko defektu klāstu ar plakanu reakciju. Balanset-1A to izmanto kā savu sākotnējo parametru. Pievienojiet paātrinājuma mērījumu tikai tad, ja nepieciešams noteikt agrīnas stadijas gultņu vai zobratu defektus augstās frekvencēs.
Mērīšanas tehnika ar Balanset-1A
Sensora novietojums
Diagnostikas kvalitāte ir pilnībā atkarīga no mērījumu kvalitātes. Vibrācijas spēki tiek pārnesti caur gultņiem, tāpēc sensori jāuzstāda uz gultņu korpusiem — pēc iespējas tuvāk gultnim, uz nesošās konstrukcijas (nevis uz vākiem vai dzesēšanas ribām).
- Virsmas sagatavošana: Tīra, līdzena, bez krāsas pārslām. Magnētiskajai pamatnei jāpieguļ vienā līmenī.
- Radiālais horizontālais (H): Perpendikulāri vārpstai, horizontāla plakne. Bieži vien ar vislielāko amplitūdu.
- Radiālais vertikālais (V): Perpendikulāri vārpstai, vertikāla plakne.
- Aksiālais (A): Paralēli vārpstai. Kritiski svarīgi asu nesakritības noteikšanai.
Balanset-1A ir 2 kanāli. Diagnostikai uzstādiet abus sensorus uz tas pats gultnis — viens radiāls, viens aksiāls. Tas nodrošina vienlaicīgus radiālos un aksiālos spektrus, ļaujot nekavējoties noteikt nobīdi.
Balanset-1A diagnostikas režīmi
- F1 — Spektra analizators: Pilns FFT displejs. Primārais diagnostikas režīms.
- F5 — Vibrometrs: Ātrs novērtējums. Salīdziniet V1s (kopējo vidējo kvadrātisko vērtību) ar V1o (1×). Ja V1s ≈ V1o → disbalanss. Ja V1s ≫ V1o → citi defekti.
- F8 — Diagrammas: Detalizēts spektrs + laika viļņu forma. Vislabāk piemērota harmonisku rakstu un gultņu frekvenču attēlošanai.
Pirms balansēšanas salīdziniet V1s ar V1o. Ja V1s ≫ V1o (piemēram, 8 pret 2 mm/s), lielākā daļa vibrāciju NAV radušās disbalansa dēļ. Balansēšana to neatrisinās — pārbaudiet pilnu spektru.
Fāzes analīze — diagnostikas diferenciators
Frekvence jums pasaka kas vibrē; fāze jums to norāda kā. Divi defekti var radīt identiskus spektrus (abos dominē 1×) — tos atšķir tikai fāzes analīze. Fāze ir leņķiskā attiecība starp vibrācijām dažādos mērījumu punktos, mērīta grādos (0°–360°).
| Fāzes attiecības | Mērīšanas punkti | Diagnoze | Paskaidrojums |
|---|---|---|---|
| 0° (fāzē) | 1. gultnis ↔ 2. gultnis (radiālais) | Statiskais disbalanss | Abi gultņi kustas sinhroni — viens smags punkts rotora centrā. Vienas plaknes korekcija. |
| ~180° (pretfāze) | 1. gultnis ↔ 2. gultnis (radiālais) | Dinamiskais (pāra) disbalanss | Gultņi šūpojas pretēji — divi smagi punkti dažādās plaknēs rada šūpošanās pāri. Nepieciešama divu plakņu korekcija. |
| ~90° | Horizontāli ↔ Vertikāli (tas pats gultnis) | Nelīdzsvarotība (jebkura veida) | Raksturīgi nelīdzsvarotībai — spēka vektors rotē līdzi vārpstai, radot ~90° leņķi starp H un V vienā un tajā pašā punktā. |
| ~180° | Pār savienojumu (radiāls) | Paralēlā asu nesakritība | Sakabes spēki spiež vārpstas prom pretējos radiālos virzienos. Raksturīgākais ir mērījums 180° pretī savienojumam ar augstu 2×. |
| ~180° | Pār savienojumu (aksiāls) | Leņķiskā nobīde | Vārpstas pārmaiņus stumj/velk aksiāli. 180° aksiālā fāze savienojuma abās pusēs ar augstu 1× un 2× ir noteicoša. |
| 0° | Pār savienojumu (aksiāls) | Nav nescentrēšana | Abas puses kustas vienā un tajā pašā aksiālajā virzienā — iespējama termiskā izplešanās, cauruļvadu deformācija vai mīksta pamatne. Nav leņķiskas nesaskaņotības. |
| Neregulārs/nestabils | Jebkuri konsekventi punkti | Mehāniskais vaļīgums | Fāzes rādījumi starp mērījumiem nejauši lēkā — tas ir raksturīgi triecieniem vaļīgos savienojumos. Nestabila fāze = vaļīgums. |
| Lēnām dreifējot | Jebkurš punkts, laika gaitā | Rezonanse vai termiskie efekti | Pakāpeniska fāzes nobīde iesildīšanās laikā liecina par konstrukcijas stingrības izmaiņām atkarībā no temperatūras (termiskā asu nesakritība). |
| Konsekvents, ne 0/180° | Gultnis 1 ↔ Gultnis 2 | Kombinēts statiskais + pāra disbalanss | Fāze starp 0° un 180° norāda uz statisko un pāra komponentu sajaukumu — nepieciešama divu plakņu balansēšana. |
Balanset-1A attēlo fāzi ar 1× (F1 vērtība vibrometra režīmā), izmantojot tahometru kā atskaites punktu. Lai salīdzinātu divu gultņu fāzi, izmēriet katru gultni vienā virzienā (piemēram, horizontāli) ar tahometru uz vienas atskaites atzīmes. Fāzes rādījumu atšķirība atklāj kļūmes veidu. Nav nepieciešama īpaša programmatūra — vienkārši atņemiet abus rādījumus.
1. kļūme: nelīdzsvarotība
Iemesls: Masas centrs ir nobīdīts no rotācijas ass. Ražošanas pielaides, nogulšņu uzkrāšanās, erozija, salauzts asmens, svara zudums.
Spektrs: Dominējošais maksimums tieši pie 1× apgr./min. Ļoti zemas harmonikas. Radiālā vibrācija. Amplitūda palielinās līdz ar ātrumu² (kvadrātiska). Fāze ir stabila un atkārtojama.
Statiskais disbalanss (vienas plaknes)
Tīrs 1× maksimums, sinusoidāla viļņu forma. Abi gultņi fāzē. Vienas plaknes korekcija.
Dinamiskais disbalanss (divu plakņu/pāru)
Arī 1× dominējošs, bet gultņi ir ~180° pretfāzē. Nepieciešama divu plakņu korekcija.
Darbība: Veikt rotora balansēšana ar Balanset-1A. G klases pielaide uz ISO 1940-1.
2. kļūme: vārpstas nesaosēšanās
Iemesls: Savienoto vārpstu asis nesakrīt. Var būt paralēlas (nobīdītas) vai leņķiskas (slīpas), parasti abas.
Paralēlā asu nesakritība (radiālā)
Augsts 1× un 2× radiālajā virzienā. 2× bieži ≥ 1×. 180° fāzes nobīde pāri savienojumam.
Leņķiskā nobīde — radiālā
1× un 2× ir sastopami radiālajā virzienā, bet parasti dominē 2×.
Leņķiskā nobīde — aksiālā
Aksiālā vibrācija ≥ 50% no radiālās. 180° fāze savienojumā aksiālajā virzienā. Šis ir galvenais atšķirības mērījums.
Darbība: Balansēšana NEPALĪDZĒS. Apturiet mašīnu un veiciet vārpstas izlīdzināšanu. Pēc tam vēlreiz pārbaudiet vibrāciju.
3. kļūme: mehānisks vaļīgums
Iemesls: Konstrukcijas stingrības zudums — vaļīgas skrūves, plaisas pamatnē, nodilušas gultņu ligzdas, pārmērīgas atstarpes.
Komponentu vaļīgums
"Harmoniku "mežs" — 1×, 2×, 3×, 4×… līdz 10×+ ar samazinošu amplitūdu. Var parādīties 0,5× subharmonikas.
Strukturālā vaļīgums
1× un/vai 2× dominējošais. Maz augstāko harmoniku. Spēcīga vertikāla vibrācija.
Darbība: Pārbaudiet un pievelciet stiprinājuma skrūves. Pārbaudiet pamatni. Vienmēr pārbaudiet vaļīgumu. pirms līdzsvarošana.
4. kļūme: ritošo elementu gultņu defekti
Iemesls: Bedrīšu veidošanās, lobīšanās vai nodilums uz skrejceļiem, ritošajiem elementiem vai sprosta.
BPFI = (n/2)(1 + Bd/Pd·cos α) · fs
BSF = (Pd/2Bd)(1 − (Bd/Pd·cos α)²) · fs
FTF = ½(1 − Bd/Pd·cos α) · fs
Ārējā gredzena defekts (BPFO)
Pīķu sērija pie BPFO, 2×BPFO, 3×BPFO… Nav 1× sānu joslu (stacionārs gredzens). Visizplatītākais gultņa defekts.
Iekšējās liedzes defekts (BPFI)
BPFI harmonikas ar ±1× sānu joslām (rotējošais gredzens, slodzes zonas modulācija). Sānu joslu raksts ir atslēgas identifikators.
Ritošā elementa defekts (BSF)
BSF harmonikas. 2×BSF bieži dominējošas. Nesinhronas. Bieži vien pavada skrejceļa bojājumi.
Būra defekts (FTF)
Subsinhroni maksimumi (FTF ≈ 0,4 × vārpstas ātrums). Zema frekvence. Bieži vien pavada citus gultņu bojājumus.
1. posms — zemvirsmas: Ultraskaņas zona (> 5 kHz). Nav redzama standarta FFT. Nosakāma ar impulsa enerģiju / envelopa analīzi.
2. posms — agrīns defekts: Parādās gultņu frekvences (BPFO, BPFI). Zema amplitūda. Šeit Balanset-1A sāk noteikšanu.
3. posms — progresējis: Vairākas harmonikas. Attīstās sānu joslas. Trokšņa līmenis paaugstinās.
4. posms — progresējis: Platjoslas troksnis. Gultņu frekvences var izzust troksnī. Steidzama nomaiņa.
Aploksnes (demodulācijas) analīze — agrīna gultņu noteikšana
Standarta FFT spektra analīze atklāj gultņu defektus, sākot no 2. posma. Taču 1. posmā gultņu triecieni ir pārāk vāji, lai parādītos virs trokšņa līmeņa. Aploksnes analīze (saukta arī par demodulāciju vai augstfrekvences noteikšanu, HFD) paplašina noteikšanu daudz agrākos posmos.
Kā tas darbojas
Kad ritošais elements atsitas pret defektu, tas ģenerē īsu trieciena impulsu, kas ierosina augstfrekvences strukturālās rezonanses (parasti 5–20 kHz). Šīs rezonanses īslaicīgi "zvana" katrā triecienā. Aploksnes analīze darbojas trīs posmos:
- Joslas caurlaides filtrs: Izolējiet augstfrekvences rezonanses joslu (piemēram, 5–15 kHz), kur triecieni zvana.
- Rektificēt un aploksnēt: Izgūstiet amplitūdas modulācijas rakstu — "aploksni", kas seko svārstību maksimumiem.
- Aploksnes FFT: Pielietojiet FFT aploksnes signālam. Rezultāts parāda atkārtošanās biežums triecienu frekvence — kas sakrīt ar gultņu defektu frekvencēm (BPFO, BPFI, BSF, FTF).
Neapstrādātā spektrā vājš trieciens pie BPFO frekvences varētu radīt 0,1 mm/s — neredzamu ātrumu mašīnas trokšņa 2 mm/s fonā. Taču tas pats trieciens ierosina rezonansi 8 kHz frekvencē, kur nav cita vibrācijas avota. Pēc demodulācijas BPFO atkārtošanās modelis skaidri izceļas uz tīra fona.
Saistītie parametri
- Pīķa enerģija (SE): Augstas frekvences trieciena enerģijas kopējais mērījums. Skalāra tendences vērtība. Piemērots "derīgs/nederīgs" skrīningam.
- gSE / HFD / PeakVue: No aploksnes atvasinātu parametru pārdevēja specifiski nosaukumi. Visi balstīti uz vienu un to pašu principu.
- Paātrinājuma aploksnes analīze: Balanset-1A mēra ātrumu (mm/s). Pilnīgas aploksnes analīzei ideāli piemērots ir speciāls analizators ar paātrinājuma ieeju un joslas caurlaides filtrēšanas iespējām. Tomēr Balanset-1A FFT joprojām var efektīvi noteikt 2+ pakāpes gultņu defektus standarta ātruma spektrā.
Darbība: Pārbaudiet eļļošanu. Plānojiet gultņu nomaiņu. Palieliniet uzraudzības biežumu.
5. kļūme: zobratu defekti
Iemesls: Nodiluši, bedraini vai salauzti zobi. Zobrata ekscentricitāte. GMF = zobu skaits × vārpstas apgriezienu skaits minūtē / 60.
Zobratu ekscentriskums
GMF ar sānu joslām pie ±1× vārpstas ātruma. Zobrata 1× var būt arī paaugstināts.
Zobratu zobu nodilums/bojājumi
Vairākas GMF harmonikas ar blīvām sānu joslām. Intensitāte pieaug līdz ar sānu joslu skaitu un amplitūdu.
Darbība: Pārbaudiet pārnesumkārbas eļļu, vai tajā nav metāla daļiņu. Ieplānojiet pārbaudi. Uzraugiet GMF sānu joslas tendenci.
Elektriskās kļūmes (motori)
Elektromagnētiskie defekti rada vibrāciju 2× līnijas frekvence (100 Hz uz 50 Hz tīklos, 120 Hz uz 60 Hz). Kritisks tests: vibrācija pazūd acumirklī kad tiek pārtraukta strāvas padeve. Mehāniskie defekti pakāpeniski samazinās.
- Statora ekscentricitāte: 2× līnijas frekvence, nemainīga amplitūda.
- Rotora stieņa defekti: Sānu joslas ap līnijas frekvenci slīdēšanas frekvences intervālos.
- Mīksta pēda: Vibrācija mainās, kad tiek atskrūvētas atsevišķas motora kājiņas.
7. kļūme: siksnas piedziņas problēmas
Iemesls: Nodilušas, nepareizi izlīdzinātas vai nepietiekami nospriegtas siksnas. Siksnu piedziņas rada vibrāciju pie siksnas pārejas frekvence, kas parasti ir subsinhrona frekvence (zem 1 × vārpstas ātruma), jo siksna ir garāka par skriemeļa apkārtmēru.
Vienkāršoti: fjosta = skriemeļa apkārtmēra ātrums / siksnas garums
Bieži sastopamie jostas paraksti
- Siksnas nodilums/defekts: Pīķi pie jostas frekvences (fjosta) un tā harmonikas (2×, 3×, 4× fjosta). Tie parādās zem 1× vārpstas ātruma — galvenais rādītājs ir subsinhronās virsotnes.
- Siksnas nepareizs izlīdzinājums: Paaugstināta aksiālā vibrācija pie 1× un 2× vārpstas ātruma. Līdzīgi vārpstas nepareizai izlīdzināšanai, bet attiecas tikai uz siksnas piedziņas mašīnām.
- Nepareiza spriegošana: Augsta 1× vibrācija, kas krasi mainās, regulējot siksnas spriegojumu. Pārāk ciešas siksnas palielina gultņu slodzi; vaļīgas siksnas izraisa plikšķēšanu un siksnas frekvences maksimumus.
- Rezonanse: Siksnas pašfrekvence (siksnas "plandēšanās") var tikt ierosināta, ja siksnas laiduma rezonanse sakrīt ar darba ātrumu. Redzama kā plats maksimums pie siksnas pašfrekvences.
Darbība: Pārbaudiet siksnas stāvokli, spriegojumu un skriemeļu izlīdzinājumu. Nomainiet nodilušās siksnas. Ja problēmas atkārtojas, pārbaudiet skriemeļu izlīdzinājumu ar lāzerinstrumentu vai lineālu.
8. kļūme: sūkņa kavitācija
Iemesls: Tvaika burbuļi veidojas un vardarbīgi sabrūk, kad lokālais spiediens nokrītas zem šķidruma tvaika spiediena — parasti sūkņa iesūknēšanas vietā. Katrs burbuļa sabrukums rada mikrotriecienu. Tūkstošiem sabrukumu sekundē rada raksturīgu platjoslas troksni.
Spektrālais paraksts
- Platjoslas augstfrekvences enerģija: Atšķirībā no mehāniskiem defektiem (kas rada atsevišķus maksimumus), kavitācija rada paaugstinātu trokšņa līmeni plašā frekvenču diapazonā, parasti virs 2–5 kHz. Spektrs izskatās kā "kupris" vai paaugstināts plato, nevis asas virsotnes.
- Nejaušs, neperiodisks: Nav harmoniku, nav saistības ar vārpstas ātrumu. Troksnis izklausās pēc "grants" vai "krakšķēšanas" — dzirdams pat bez instrumentiem.
- Zemfrekvences efekti: Smaga kavitācija var izraisīt arī nestabilitāti pie 1× un platjoslas zemfrekvences troksni no plūsmas turbulences.
Darbība: Palieliniet iesūkšanas spiedienu (nolaidiet sūkni, atveriet iesūkšanas vārstu, samaziniet iesūkšanas caurules zudumus). Pārbaudiet NPSH.pieejams salīdzinājumā ar NPSHnepieciešams. Ja iespējams, samaziniet sūkņa ātrumu. Kavitācija izraisa straujus erozijas bojājumus — to nedrīkst ignorēt.
9. kļūme: eļļas virpulis un eļļas sitienu efekts (slīdgultņi)
Iemesls: Šķidruma plēves nestabilitāte kakliņgultņos (slīdgultņos). Eļļas plēves ķīlis liek vārpstai riņķot gultņa atstarpē ar subsinhronu frekvenci. Tas atšķiras no ritošo elementu gultņu defektiem un rodas tikai slīdgultņos/kakliņgultņos.
Eļļas virpulis
- Biežums: Aptuveni 0,42× līdz 0,48× vārpstas ātrums (bieži minēts kā ~0,43×). Šis ir subsinhronais maksimums, kas izseko vārpstas ātrumu — ja apgriezieni minūtē palielinās, proporcionāli palielinās arī virpuļa frekvence.
- Spektrs: Viens pīķis pie ~0,43×, kas mainās līdz ar ātrumu. Amplitūda var būt mērena.
- Stāvoklis: Eļļas pātagas priekštecis. Parasti nav tūlītēji iznīcinošs, bet norāda uz nestabilitāti.
Eļļas pātaga
- Biežums: Nofiksējas uz rotora pirmā dabiskā frekvence (kritiskais ātrums). Atšķirībā no virpuļveida kustības, tas NESEKO vārpstas ātrumam — frekvence paliek nemainīga, mainoties apgriezieniem minūtē.
- Spektrs: Liels subsinhrons maksimums pie rotora pirmā kritiskā ātruma. Amplitūda var būt ļoti augsta — destruktīva.
- Stāvoklis: Bīstams. Nepieciešama tūlītēja rīcība. Var izraisīt pilnīgu gultņa sabrukumu un vārpstas bojājumus.
Abi rada subsinhronus maksimumus, bet: Eļļas virpulis ir ~0,43× (ne gluži 0,5×) un seko līdzi ātrumam. Vaļīgums rada maksimumus tieši pie 0,5×, 1,5×, 2,5× un neseko līdzi ātrumam (paliek fiksētās 1× daļās). Eļļas virpuļveida kustība rodas tikai kakliņgultņos/uzmavas gultņos — ja mašīnai ir ritgultņi, tā nevar būt eļļas virpuļveida kustība.
Darbība: Eļļas virpuļa gadījumā: pārbaudiet gultņa klīrensu, eļļas viskozitāti un slodzi. Palieliniet gultņa slodzi vai mainiet eļļas viskozitāti. Eļļas plīvura gadījumā: nekavējoties samaziniet ātrumu zem kritiskā sliekšņa. Konsultējieties ar rotora dinamikas speciālistu.
ISO 10816 Vibrācijas intensitāte — Pilnīga klasifikācijas tabula
ISO 10816 (aizstāts ar ISO 20816, bet joprojām plaši atsaucēts) nosaka vibrācijas intensitātes zonas četrām mašīnu klasēm. Vibrāciju mēra kā ātrumu mm/s RMS uz gultņu korpusiem. Zemāk esošajā tabulā ir parādītas visu četru klašu zonu robežas — izmantojiet to kā ātru uzziņu, novērtējot mērījumus.
| Mašīnu klase | A zona Labi |
B zona Pieņemams |
C zona Brīdinājums |
D zona Bīstamība |
|---|---|---|---|---|
| I klase Mazas mašīnas ≤ 15 kW (sūkņi, ventilatori, kompresori) |
≤ 0,71 | 0,71–1,8 | 1,8–4,5 | > 4,5 |
| II klase Vidējas jaudas mašīnas 15–75 kW (bez īpaša pamata) |
≤ 1,8 | 1,8–4,5 | 4,5–11,2 | > 11.2 |
| III klase Lielas mašīnas > 75 kW (stingrs pamats) |
≤ 2,8 | 2,8–7,1 | 7.1–18 | > 18 |
| IV klase Lielas mašīnas > 75 kW (elastīgs pamats, piemēram, tērauda rāmis) |
≤ 4,5 | 4,5–11,2 | 11.2–28 | > 28 |
1. darbība: Nosakiet savu mašīnas klasi pēc jaudas un pamatnes tipa.
2. solis: Izmēriet kopējo vibrācijas ātrumu (mm/s RMS) uz katra gultņa korpusa radiālā virzienā.
3. solis: Atrodiet zonu. A zona = nesen nodots ekspluatācijā vai izcils. B zona = neierobežota ilgtermiņa darbība. C zona = pieņemams tikai ierobežotu laiku — plānot apkopi. D zona = rodas bojājumi — apturiet iekārtu, cik drīz vien iespējams.
Atcerieties: Tendences ir svarīgākas par absolūtajām vērtībām. Iekārta, kas darbojas ar ātrumu 3,0 mm/s (B zona II klasei), bet iepriekš — 1,5 mm/s, ir divkāršojusies — izpētiet cēloni, pat ja tas joprojām ir "pieņemams". Balanset-1A vibrometra režīms (F5) parāda kopējo ātrumu V1s tūlītējai zonas novērtēšanai.
ISO 10816 formāli aizstāja ar ISO 20816 (publicēts 2016.–2022. gadā). Zonu robežas lielākajai daļai mašīnu tipu saglabājas līdzīgas, taču ISO 20816 pievieno novērtēšanas kritērijus pārvietojumam un paplašina mašīnspecifiskās daļas. Praksē ISO 10816 vērtības joprojām ir nozares standarta atsauce. Gan Balanset-1A, gan lielākā daļa rūpniecisko vibrācijas programmu joprojām izmanto ISO 10816 zonas.
No mērīšanas līdz uzraudzībai
Tendenču analīze
Viens spektrs ir momentuzņēmums. Vibrāciju analīzes spēks slēpjas tendenču analīze — laika gaitā izmaiņu izsekošana.
- Izveidojiet bāzes līniju: Izmēriet jaunus vai zināmus kalpojošus iekārtojumus. Saglabājiet spektrus.
- Nosakiet intervālus: Kritiski: reizi nedēļā. Standarta: reizi mēnesī. Papildu: reizi ceturksnī.
- Nodrošiniet atkārtojamību: Tie paši punkti, tie paši virzieni, tie paši darbības apstākļi.
- Izmaiņu izsekošana: 2× pieaugums salīdzinājumā ar sākotnējo līmeni ir nozīmīgs pat tad, ja tas atrodas ISO A zonā.
Lēmumu algoritms
- Iegūstiet kvalitatīvu spektru (F8 diagrammas, radiālās + aksiālās).
- Nosakiet augstāko pīķi — tā ir dominējošā problēma.
- Atbilst defekta veidam:
- 1× dominē → Nelīdzsvarotība → Līdzsvarošana ar Balanset-1A.
- 2× dominē + augsta aksiālā vibrācija → Nescentrēšanās → Izlīdzināt vārpstas.
- Daudzas harmonikas → Vaļīgums → Pārbaudiet un pievelciet.
- Nesinhronās virsotnes → Gultnis → Plānot nomaiņu.
- GMF + sānu joslas → Pārnesumkārba → Pārbaudiet eļļu, pārbaudiet pārnesumkārbu.
- Vispirms novērsiet dominējošo vainu — sekundārie simptomi bieži vien izzūd.
Bieži uzdotie jautājumi — vibrācijas analīze
▸ Kas ir vibrācijas analīze?
▸ Kā atšķirt disbalansu no nepareizas izlīdzināšanas?
▸ Kādas ir gultņu defektu frekvences?
▸ Kāds ir labs vibrācijas līmenis?
▸ Vai Balanset-1A var veikt vibrācijas analīzi?
▸ Laika viļņu forma pretstatā FFT spektram?
▸ Cik bieži man jāmēra vibrācija?
▸ Kas izraisa 0,5× (subharmonisku) vibrāciju?
Saistītie glosārija raksti
Vispirms diagnosticējiet, tad balansējiet
Balanset-1A ir gan divu kanālu vibrācijas analizators, gan precīzs lauka balansēšanas instruments. Identificējiet defektu pēc spektra un pēc tam novērsiet to — tas viss ar vienu instrumentu.
Pārlūkot Aprīkojumu →
0 Comments