Forstå fase i vibrasjonsanalyse

Definisjon: Hva er vibrasjonsfase?

Fase er en måling som beskriver tidsforholdet mellom to signaler, eller, mer vanlig, timingen til et vibrasjonssignal i forhold til et spesifikt referansepunkt på en roterende aksel. Det er et mål på «hvor» vibrasjonen skjer i forhold til akselens rotasjon. Fase måles vanligvis i grader, fra 0° til 360°, som representerer én full omdreining av akselen.

Mens amplitude forteller oss «hvor mye» en maskin vibrerer og frekvens forteller oss «hvor raskt», forteller fase oss «hvordan den beveger seg». Dette gjør fase til et kraftig verktøy for å skille mellom forskjellige feil som kan oppstå ved samme frekvens.

Hvordan måles fase?

For å måle fase kreves to signaler:

1. Et vibrasjonssignal: Dette er hovedsignalet fra et akselerometer eller en nærhetssonde som måler maskinens vibrasjon.
2. Et referansesignal: Dette er en tidspuls én gang per omdreining levert av en turtellerTurtelleren er rettet mot et reflekterende stykke tape eller et kilespor på akselen, og genererer en presis puls hver gang referansemerket passerer sensoren.

Vibrasjonsanalysatoren måler deretter tidsforsinkelsen mellom turtellerpulsen og den første positive toppen av vibrasjonssignalet ved en bestemt frekvens (vanligvis 1x kjørehastighet). Den konverterer denne tidsforsinkelsen til en vinkel, som er faseavlesningen. En faseavlesning på 90° betyr at vibrasjonstoppen oppstår en kvart omdreining etter at referansemerket passerer turtelleren.

Den diagnostiske kraften til faseanalyse

Fase er ikke bare et tall; det gir viktig informasjon om bevegelsens karakter. Ved å ta fasemålinger på forskjellige steder på en maskin kan en analytiker bekrefte eller utelukke spesifikke diagnoser.

Bekrefter ubalanse

Et klassisk tilfelle av enkel ubalanse vil vise lignende faseavlesninger (vanligvis innenfor ±30°) når den måles i samme radielle retning (f.eks. horisontalt) på begge lagrene i en rotor. Dette indikerer at hele rotoren beveger seg sammen og blir "trukket" i samme retning samtidig av det tunge punktet.

Diagnostisering av feiljustering

Fase er en av de mest definitive måtene å diagnostisere akselfeiljustering på. Når aksiale fasemålinger tas på hver side av en kobling, en 180° faseforskyvning (±30°) er en lærebokindikator for vinkelforskyvning. Denne avlesningen viser at når den ene akselen beveger seg inn (positiv aksial), beveger den andre akselen seg ut (negativ aksial), et tydelig tegn på en dreiebevegelse ved koblingen.

Å skille ubalanse fra en bøyd aksel

Både ubalanse og en bøyd aksel kan forårsake vibrasjon med høy 1x RPM. Faseanalyse kan skille dem fra hverandre. Ved å ta aksiale faseavlesninger i begge ender av samme motor- eller pumpeaksel, indikerer en faseforskjell på 180° at akselen er bøyd. Endene beveger seg i motsatte retninger mens «buen» roterer.

Identifisering av strukturell løshet eller sprukne fundamenter

Når faseavlesningene er uregelmessige, ustabile eller ikke-repeterbare, tyder det ofte på mekanisk løshet. Hvis faseavlesningene endrer seg betydelig når man sammenligner maskinfoten med bunnplaten, indikerer det en løs ankerbolt eller et sprukket fundament.

Bekrefter resonans

Når en maskins hastighet passerer gjennom en resonans (en kritisk hastighet), vil fasen til 1x-vibrasjonen gjennomgå et karakteristisk 90° skift nøyaktig ved resonanstoppen, og et fullt 180° skift når den passerer gjennom hele resonansområdet. Dette er en definitiv måte å bekrefte en resonanstilstand på.

Et kritisk verktøy for balansering

Fase er også uunnværlig for RotorbalanseringFaseavlesningen indikerer direkte vinkelplasseringen til det «tunge punktet» på rotoren i forhold til referansemerket. Dette forteller teknikeren nøyaktig hvor korreksjonsvekten skal plasseres for å motvirke ubalansen.

Kort sagt, uten fasemåling jobber en vibrasjonsanalytiker bare med en del av bildet. Faseanalyse gir den avgjørende konteksten om hvordan en maskin beveger seg, noe som muliggjør en mye høyere grad av diagnostisk sikkerhet.

← Tilbake til hovedindeksen