Vibrasjonsspekteret: En diagnostisk veikart

Definisjon: Hva er et spektrum?

A vibrasjonsspektrum (eller frekvensspektrum) er en graf som viser de individuelle frekvensene som utgjør et komplekst vibrasjonssignal. Det er det kraftigste verktøyet for å diagnostisere maskinfeil. Spekteret lages ved å ta en rå tidsbølgeform signal og behandler det med en Rask Fourier-transformasjon (FFT) algoritme. Det resulterende plottet viser vibrasjonsamplitude på den vertikale (Y) aksen og frekvens på den horisontale (X) aksen.

Hvorfor spekteret er nøkkelen til diagnostikk

En maskins vibrasjon er en blanding av mange forskjellige signaler som oppstår samtidig. Tidsbølgeformen viser dette blandede signalet, men spekteret fungerer som et prisme og skiller det inn i sine distinkte komponenter. Dette er kritisk fordi forskjellige mekaniske og elektriske feil genererer vibrasjon ved spesifikke, forutsigbare frekvenser. Ved å se på toppene i spekteret kan en trent analytiker identifisere roten til et problem med høy sikkerhet.

Slik leser du et vibrasjonsspektrum

Et spektrumplott inneholder en mengde informasjon. De viktigste elementene å undersøke er:

1. Frekvensen (X-aksen)

Denne aksen viser «hva» som vibrerer. Det kan vises i forskjellige enheter, for eksempel Hertz (Hz), Sykluser per minutt (CPM) eller Ordrer (multipler av løpehastighet). Plasseringen av en topp på denne aksen er den primære ledetråden til kilden.

2. Amplituden (Y-aksen)

Denne aksen viser «hvor mye» vibrasjon som oppstår ved en gitt frekvens. Amplituden indikerer alvorlighetsgraden av hendelsen. Den kan måles i enheter av forskyvning, hastighet eller akselerasjon, og kan vises på en lineær eller logaritmisk skala.

3. Toppene

Hver topp i spekteret representerer en spesifikk, periodisk hendelse som oppstår i maskinen. Å tolke et spekter er prosessen med å matche disse toppene med kjente feilfrekvenser.

Vanlige mønstre i et spektrum og hva de betyr

Analytikere ser etter karakteristiske mønstre for å diagnostisere feil:

• En enkelt høy topp ved 1x RPM: Dette er den klassiske signaturen til rotor ubalanse.
• En dominerende topp ved 2x RPM: Ofte ledsaget av høy aksial vibrasjon, er dette en sterk indikator på akselfeiljustering.
• En serie med harmoniske frekvenser knyttet til driftshastighet (1x, 2x, 3x, 4x…): Dette mønsteret er den primære indikatoren på mekanisk løshet.
• Høyfrekvente topper som ikke er heltall: Disse samsvarer ofte med de beregnede feilfrekvensene til rullende elementlagre.
• En høyfrekvent topp med sidebånd: En topp ved girnettfrekvensen (GMF) omgitt av mindre topper (sidebånd) fordelt med girets driftshastighet er et definitivt tegn på en girfeil.
• Et hevet «støygulv»: En bredbåndsøkning i spekterets grunnlinjeenergi kan indikere friksjon, gnissing eller kavitasjon i pumper.

Viktigheten av grunnlinje og trendanalyse

Et enkelt spektrum gir et øyeblikksbilde av en maskins helse på et gitt tidspunkt. Den sanne kraften i spektralanalyse kommer fra å sammenligne det nåværende spekteret med et grunnlinjespektrum tatt da maskinen var kjent for å være i god stand. Ved å trende amplitudene til spesifikke topper over tid, kan analytikere spore utviklingen av en feil fra de tidligste stadiene, noe som muliggjør planlagt, proaktivt vedlikehold lenge før en feil oppstår.

← Tilbake til hovedindeksen