Forstå asynkron vibrasjon

Enheter

Bærbart balanse- og vibrasjonsanalyseapparat Balanset-1A

$2,358.31

Deler

Vibrasjonssensor.

$107.47

Deler

Optisk sensor (lasertakometer)

$148.07

Enheter

Balanset-4.

$8,123.32

Deler

Magnetisk stativ Insize-60-kgf.

$54.93

Deler

Reflekterende tape.

$11.94

Enheter

Dynamisk balanseringsenhet "Balanset-1A" OEM

$2,071.73

Definisjon: Hva er asynkron vibrasjon?

Asynkron vibrasjon (også kalt ikke-synkron vibrasjon) er vibrasjon ved frekvenser som ikke er eksakte heltallsmultipler (ordener) av akselens rotasjonshastighet. I motsetning til synkron vibrasjon fra ubalanse eller feiljustering (som alltid oppstår ved 1×, 2×, 3× kjørehastighet), oppstår asynkron vibrasjon ved frekvenser bestemt av komponentgeometri, elektromagnetiske effekter eller eksterne kilder i stedet for av akselrotasjon.

Å forstå forskjellen mellom synkron og asynkron vibrasjon er grunnleggende for maskindiagnostikk fordi det bidrar til å identifisere vibrasjonskilden: synkrone komponenter peker på roterende masse eller geometriske problemer, mens asynkrone komponenter indikerer problemer med rulleelementer, elektriske feil eller påvirkninger utenfor selve rotoren.

Vanlige kilder til asynkron vibrasjon

1. Defekter i rullelager (vanligst)

Den primære kilden til asynkron vibrasjon:

• Frekvenser for lagerfeil: BPFO, BPFI, BSF og FTF er ikke eksakte multipler av akselhastigheten.
• Eksempel: 1800 o/min motor (30 Hz), BPFO kan være 107 Hz (3,57 × akselhastighet, ikke et heltall)
• Diagnostisk verdi: Asynkrone frekvenser antyder umiddelbart et lagerproblem
• Konvoluttanalyse: Primærteknikk for å detektere asynkrone lagerkomponenter

2. Elektriske frekvenser

Elektromagnetisk vibrasjon ikke relatert til akselhastighet:

• 2× Linjefrekvens: 120 Hz (60 Hz-systemer) eller 100 Hz (50 Hz), uavhengig av motorhastighet
• Eksempel: 2-polet 60 Hz-motor går med 3550 o/min (59,2 Hz), men 2×f-vibrasjon ved 120 Hz (2,03× akselhastighet)
• Polpasseringsfrekvens: Kan ikke være et eksakt heltallsmultiplum
• VFD-harmoniske: Svitsjefrekvenser som ikke er relatert til akselhastighet

3. Eksterne kilder

• Tilstøtende utstyr: Vibrasjon overført fra maskiner i nærheten
• Bygning/fundament: Strukturelle resonanser ved faste frekvenser
• Prosesspulseringer: Trykkbølger i rørledninger
• Akustiske resonanser: Stående bølger i kanaler eller innkapslinger

4. Subsynkrone ustabiliteter

• Oljevirvel: Typisk 0,42–0,48× akselhastighet (ikke akkurat halvparten)
• Oljepisk: Låser ved naturlig frekvens, ikke relatert til akselhastighet
• Tetningsustabiliteter: Ofte ved frekvenser bestemt av fluiddynamikk

5. Tilfeldig vibrasjon

• Kavitasjon: Tilfeldig boblekollaps, bredbånd
• Turbulens: Tilfeldige strømningssvingninger
• Gniding: Kaotisk kontakt som skaper ikke-periodisk vibrasjon

Identifikasjon i spektre

Spektrumkarakteristikker

• Fast frekvens: Vises med samme Hz-verdi uavhengig av hastighetsendringer
• Ordreendringer: Hvis hastigheten varierer, endrer asynkrone frekvenser rekkefølge (× akselhastighetsforhold)
• Fosstomt: Asynkrone komponenter vises som vertikale linjer; synkrone som diagonale
• Ordrespektrum: Asynkrone topper ved ikke-heltallsordrer (2,47×, 3,57×, osv.)

Diagnostisk prosedyre

1. Identifiser løpehastighet: Fra 1× topp eller turteller
2. Beregn bestillinger: Del hver toppfrekvens med kjørehastighetsfrekvensen
3. Heltallsrekkefølger: Synkron vibrasjon (1,00×, 2,00×, 3,00×)
4. Ikke-heltallsordrer: Asynkron vibrasjon (2,47×, 3,57× osv.)
5. Samsvar med feiltyper: Sammenlign beregnede frekvenser med lagerfrekvenser, elektriske frekvenser osv.

Diagnostisk betydning

Lagerfeil

• Asynkrone frekvenser ved BPFO, BPFI, BSF antyder umiddelbart et lagerproblem
• Beregn peilefrekvenser og sammenlign med observerte topper
• Samsvar innenfor ±5% bekrefter lagerfeil
• Harmoniske og sidebånd gir ytterligere bekreftelse

Elektromagnetiske problemer

• 2× linjefrekvens ved 100/120 Hz indikerer problemer med stator eller luftgap
• Fast frekvens uavhengig av hastighetsvariasjoner
• Strømanalyse bekrefter elektrisk opprinnelse

Ekstern vibrasjon

• Topper som ikke er relatert til maskinhastighet eller lagre
• Kan samsvare med hastigheter på utstyr i nærheten
• Undersøkelse av kilde kreves
• Isolering eller kildekorrigering nødvendig

Analyseteknikker for asynkron vibrasjon

Konvoluttanalyse

• Primærteknikk for deteksjon av lagerfeil
• Forbedrer asynkrone repeterende påvirkninger
• Demper synkrone lavfrekvente komponenter
• Avslører peilefrekvenser tydelig

Høyfrekvent akselerasjon

• Asynkrone lagerfeil ofte i høyfrekvensområdet (> 1 kHz)
• Bruk akselerometre og høye Fmax-innstillinger
• Registrerer støt og høyfrekvente resonanser

Cepstrum-analyse

• Effektiv for å finne periodiske mønstre i asynkrone signaler
• Oppdager familier av harmoniske eller sidebånd
• Nyttig for komplekse lager- og girsignaturer

Praktiske eksempler

Motor med lagerdefekt

• Løpehastighet: 1750 o/min (29,17 Hz)
• Synkrone komponenter: 1× ved 29,17 Hz, 2× ved 58,34 Hz
• Asynkron komponent: Topp ved 107 Hz (3,67 × akselhastighet)
• Diagnose: 107 Hz samsvarer med beregnet BPFO → ytre løpsdefekt
• Bekreftelse: Asynkron natur bekrefter lagerproblem, ikke rotorproblem

VFD-motor med variabel hastighet

• Motorhastigheten varierer 1200–1800 o/min
• 1× topp beveger seg med hastighet (synkron)
• 120 Hz-toppen forblir fast (asynkron 2× linjefrekvens)
• Diagnose: Elektromagnetisk komponent fra 60 Hz-forsyning

Asynkron vibrasjon representerer en distinkt klasse av maskinvibrasjon med unike diagnostiske implikasjoner. Å gjenkjenne asynkrone komponenter gjennom deres ikke-heltallsordneforhold, faste frekvenser til tross for hastighetsendringer, eller vertikale egenskaper i fosseplott muliggjør nøyaktig identifisering av lagerfeil, elektriske problemer og ytre påvirkninger, og veilede passende diagnostiske og korrigerende strategier.

---

← Tilbake til hovedindeksen