Forstå frekvens i vibrasjonsanalyse

Definisjon: Hva er vibrasjonsfrekvens?

Hyppighet er et mål på hvor ofte en repeterende hendelse forekommer i en gitt tidsenhet. I vibrasjonsanalyse kvantifiserer den «hvor raskt» et objekt oscillerer eller vibrerer. Det er den viktigste parameteren for å diagnostisere den underliggende årsaken til et maskinproblem. Mens amplitude forteller oss *alvorlighetsgraden* til en vibrasjon, forteller frekvens oss *kilden*.

Frekvensens diagnostiske kraft

Kjerneprinsippet for vibrasjonsdiagnostikk er at ulike mekaniske og elektriske komponenter genererer vibrasjoner ved spesifikke, forutsigbare frekvenser når de begynner å svikte. Ved å identifisere frekvensene som finnes i en maskins vibrasjonssignatur, kan en analytiker finne den nøyaktige komponenten som forårsaker problemet. Dette er analogt med hvordan en lege bruker et stetoskop for å lytte etter spesifikke lyder som indikerer ulike medisinske tilstander.

Hver potensiell feil har en karakteristisk frekvenssignatur:

• Et problem med hele den roterende enheten, som ubalanse, vil vises ved akselens rotasjonsfrekvens (1x kjørehastighet).
• Et problem knyttet til justeringen mellom to aksler, som feiljustering, vil vanligvis vises ved dobbel løpehastighet (2x).
• En feil på et rulleelement peiling vil generere frekvenser basert på dens presise geometri og akselhastigheten.
• Problemer med gir vil lage signaler ved girnettfrekvensen (GMF), som er antall tenner multiplisert med girets hastighet.

Frekvensenheter

Frekvens uttrykkes i flere forskjellige enheter, og det er viktig å være kjent med alle:

1. Hertz (Hz)

Dette er den internasjonale standardenheten (SI) for frekvens. Én hertz er lik én syklus per sekund. Dette er den vanligste enheten som brukes i tekniske og vitenskapelige sammenhenger.

2. Sykluser per minutt (CPM)

CPM er mye brukt i industrielt vedlikehold fordi det er direkte relatert til rotasjonshastigheten til maskiner, som vanligvis måles i omdreininger per minutt (RPM). Siden ett minutt har 60 sekunder, er konverteringen enkel:

CPM = Hz × 60

For eksempel er en vibrasjon ved 30 Hz lik 1800 CPM.

3. Bestillinger

Ordrer er multipler av maskinens primære driftshastighet. Selve driftshastigheten er av 1. orden. En vibrasjon med dobbelt driftshastighet er av 2. orden, tre ganger så høy er av 3. orden, og så videre. Dette er spesielt nyttig for å analysere maskiner som endrer hastighet, ettersom ordrene vil forbli konstante selv om den absolutte frekvensen i Hz eller CPM endres. For eksempel vil ubalanse alltid være av 1. orden, uavhengig av maskinens hastighet.

Hvordan bestemmes frekvensen?

Frekvensene som er tilstede i et vibrasjonssignal identifiseres ved hjelp av en Rask Fourier-transformasjon (FFT)Et akselerometer samler inn et rått tidsbølgeformsignal, og FFT-algoritmen behandler dette signalet for å lage et frekvensspektrum. Dette spekteret er en graf som tydelig viser alle de individuelle frekvensene som utgjør den komplekse vibrasjonen, slik at analytikeren kan identifisere toppene og matche dem med potensielle feilkilder.

Forholdet mellom frekvens, hastighet og akselerasjon

For et gitt nivå av vibrasjonsenergi er amplitudene til forskyvning, hastighet og akselerasjon sterkt avhengige av frekvensen. Dette er grunnen til at forskjellige måleenheter foretrekkes for forskjellige frekvensområder:

• Lave frekvenser: Forskyvningen er høyest.
• Mellomfrekvenser: Hastigheten er høyest.
• Høye frekvenser: Akselerasjonen er høyest.

Å forstå frekvens er nøkkelen til å låse opp det diagnostiske potensialet til vibrasjonsanalyse, og transformere rådata til handlingsrettet vedlikeholdsinformasjon.

← Tilbake til hovedindeksen