Fasehoek bij trillingen begrijpen
Definitie: Wat is fasehoek?
Fasehoek (vaak eenvoudigweg genoemd fase) is de hoekpositie, gemeten in graden (0-360°), van de piek trillingen ten opzichte van een eenmaal per omwenteling aangebracht referentiemerk op de roterende as (van een toerenteller of sleutelfase). Als alternatief kan het de timingrelatie weergeven tussen twee trillingssignalen met dezelfde frequentie. De fasehoek biedt de "wanneer"-informatie die de amplitude (de “hoeveel”), die samen een volledige trillingsvector vormen met zowel grootte als richting.
De fasehoek is absoluut cruciaal voor rotor uitbalanceren (bepaalt waar correctiegewichten moeten worden geplaatst), kritische snelheid Identificatie (180° faseverschuiving bevestigt resonantie) en foutdiagnose (fasepatronen onderscheiden verschillende fouttypen). Zonder fase-informatie zouden veel diagnostische en corrigerende procedures onmogelijk zijn.
Fasemeting ten opzichte van Keyphasor
Het referentiesysteem
- Referentiemerk: Reflecterende tape of inkeping op de schacht
- Sensor: Optische of magnetische toerenteller detecteert de doorgang van markeringen
- Eenmaal-per-revolutie puls: Definieert 0° referentie
- Trillingstiming: Wanneer treedt de piekvibratie op ten opzichte van het merkteken?
- Hoekmeting: Uitgedrukt in graden (0-360°)
Conventie
- 0°: Positie van het referentiemerk
- Richting: Meestal toenemend in de draairichting
- Voorbeeld: Fase = 90° betekent dat de piekvibratie 90° (kwart omwenteling) nadat de referentiemarkering de sensor passeert plaatsvindt
Kritische toepassingen
1. Balanceren (het belangrijkste)
Fase bepaalt de hoekpositie van het correctiegewicht:
- Meet de fase van onbalans-geïnduceerde trillingen
- Fase geeft de hoekige locatie van de zware vlek aan
- Correctiegewicht geplaatst 180° van de zware plek
- Fasenauwkeurigheid ±5-10° nodig voor effectieve balancering
- Zonder fase is balanceren onmogelijk
2. Kritische snelheidsidentificatie
Faseverschuiving bevestigt resonantie:
- Onder kritische snelheid: fase relatief constant
- Doorgang door kritisch: karakteristieke 180° faseverschuiving
- Boven de kritische waarde: faseverschuiving 180° ten opzichte van de onder-kritische waarde
- Faseverandering aan Bode-plot definitieve resonantie-indicator
- Amplitudepiek alleen is onvoldoende, er moet sprake zijn van faseverschuiving
3. Foutdiagnose
Onbalans
- Fasestabiel en herhaalbaar
- Dezelfde fase bij alle snelheden (onder de kritische waarde)
- Fase markeert de locatie van de zware vlek
Verkeerde uitlijning
- Karakteristieke faseverhoudingen tussen lagers
- Axiale metingen verschillen vaak 180° aan de aandrijf- en niet-aandrijfzijde
- Diagnostiek van radiale fasepatronen voor het type verkeerde uitlijning
Schachtscheur
- Fase van 1× en 2× verandering tijdens opstarten/afsluiten
- Ander gedrag dan normale onbalans
- Fasevariaties duiden op scheurademhaling
Losheid
- Onregelmatige, onstabiele fasemetingen
- Fase varieert ±30-90° tussen metingen
- Diagnostiek van niet-herhaalbaarheid voor losheid
Fase tussen twee meetpunten
In-fase (0° verschil)
- Beide punten trillen samen
- Beweeg tegelijkertijd in dezelfde richting
- Geeft een stijve verbinding of een modus onder resonantie aan
- Vaak voorkomend bij lagers op dezelfde rotor onder de kritische snelheid
Uit fase (180° verschil)
- Punten trillen tegengesteld
- Eén omhoog, de andere omlaag
- Geeft de vorm van een knooppunt tussen punten of boven resonantie aan
- Diagnostiek voor gekoppelde onbalans, bepaalde patronen van verkeerde uitlijning
90° Verschil (Kwadratuur)
- Punten trillen met een vertraging van 90°
- De een bereikt zijn hoogtepunt, de ander op nul
- Kan een cirkelvormige of elliptische beweging aangeven
- Veel voorkomend bij resonanties of in bepaalde geometrieën
Meetuitdagingen
Vereisten voor fasenauwkeurigheid
- Balanceren: ±5-10° nauwkeurigheid nodig
- Kritische snelheid: ±10-20° acceptabel
- Foutdiagnose: ±15-30° is vaak voldoende
Factoren die de nauwkeurigheid beïnvloeden
- Kwaliteit toerenteller: Reinigen eenmaal per omwenteling puls essentieel
- Positie van het referentiemerk: Moet veilig en zichtbaar zijn
- Signaalkwaliteit: Goede signaal-ruisverhouding nodig
- Filteren: Filters kunnen faseverschuivingen veroorzaken
- Snelheidsstabiliteit: Snelheidsvariaties beïnvloeden de fasemeting
Veelvoorkomende fouten
- Referentiemerk verschoven (tape losgelaten, merk verplaatst)
- Toerenteller verkeerd uitgelijnd of onderbroken
- Lage signaalamplitude (ruis beïnvloedt fase)
- Verkeerde frequentiecomponent geselecteerd voor fase
Fase in vectoranalyse
Polaire representatie
- Trillingsvector heeft grootte en fase
- Grootte = amplitude
- Fase = hoek
- Uitgezet op polaire plot voor het balanceren
Vectoroptelling
- Vectoroptelling vereist zowel amplitude als fase
- Fase bepaalt hoe vectoren worden gecombineerd
- 0° fase: vectoren worden rekenkundig opgeteld
- 180° fase: vectoren aftrekken
- Andere fasen: gebruik vectorwiskunde
Documentatie en communicatie
Standaardformaat
- Rapporteren als: “Amplitude @ Fase”
- Voorbeeld: “5,2 mm/s @ 47°”
- Inclusief frequentie: “5,2 mm/s @ 47° bij 1×”
- Referentie opgeven (sleutelfasepositie)
Faseplots
- Fase versus snelheid (Bode-plot onderste spoor)
- Fase versus frequentie
- Polaire grafieken voor het in evenwicht brengen
- Fasekaarten voor ODS-analyse
Fasehoek is de essentiële timingdimensie van trillingsanalyse die amplitudemetingen omzet in complete trillingsvectoren. Inzicht in fasemeting, interpretatie en toepassing bij balancering, resonantie-identificatie en foutdiagnose is fundamenteel voor geavanceerde trillingsanalyse en essentieel voor effectieve beoordeling van rotordynamica en probleemoplossing bij machines.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 