Zrozumienie kąta fazowego w drganiach

Urządzenia

Przenośna wyważarka i analizator drgań Balanset-1A

Części

Czujnik optyczny (tachometr laserowy)

Kompletny zestaw do diagnostyki i wyważania drgań firmy Vibromera, w tym cztery czujniki drgań z kablami, moduł interfejsu sygnału, tachometr laserowy ze stojakiem magnetycznym, waga cyfrowa, kabel USB i futerał transportowy. System jest przeznaczony do wyważania wirnika polowego i monitorowania stanu urządzeń przemysłowych.

Urządzenia

Stojak magnetyczny Insize-60-kgf

Części

Balanser dynamiczny "Balanset-1A" OEM

Definicja: Co to jest kąt fazowy?

Kąt fazowy (często nazywane po prostu faza) to położenie kątowe szczytu mierzone w stopniach (0–360°) wibracja w stosunku do znaku odniesienia na wale obrotowym, oznaczającego jeden obrót (od tachometr lub klawiszAlternatywnie, może reprezentować zależność czasową między dwoma sygnałami wibracji o tej samej częstotliwości. Kąt fazowy dostarcza informacji “kiedy”, która uzupełnia amplituda (“ile”), które razem tworzą kompletny wektor drgań, zawierający zarówno wielkość, jak i kierunek.

Kąt fazowy jest absolutnie krytyczny dla wyważanie wirnika (określa, gdzie umieścić ciężarki korekcyjne), prędkość krytyczna Identyfikacja (przesunięcie fazowe o 180° potwierdza rezonans) oraz diagnostyka usterek (wzorce fazowe rozróżniają różne typy usterek). Bez informacji o fazie wiele procedur diagnostycznych i naprawczych byłoby niemożliwych.

Pomiar fazy względem Keyphasora

Układ odniesienia

Znak odniesienia: Taśma odblaskowa lub wycięcie na wale
Transduktor: Tachometr optyczny lub magnetyczny wykrywa przejście znaku
Impuls jednorazowy na obrót: Definiuje odniesienie 0°
Czas wibracji: Kiedy występuje szczyt drgań w stosunku do znaku?
Pomiar kątowy: Wyrażone w stopniach (0-360°)

Konwencja

0°: Pozycja znaku odniesienia
Kierunek: Zwykle wzrasta w kierunku obrotu
Przykład: Faza = 90° oznacza, że szczytowe drgania występują 90° (ćwierć obrotu) po minięciu czujnika przez znacznik odniesienia

Krytyczne aplikacje

1. Równoważenie (najważniejsze)

Faza określa położenie kątowe ciężarka korekcyjnego:

Pomiar fazy drgań wywołanych brakiem równowagi
Faza wskazuje kątowe położenie plamki ciężkiej
Waga korekcyjna umieszczony 180° od ciężkiego miejsca
Dokładność fazowa ±5-10° wymagana do efektywnego wyważenia
Bez fazy, równoważenie niemożliwe

2. Identyfikacja prędkości krytycznej

Przesunięcie fazy potwierdza rezonans:

Poniżej prędkości krytycznej: faza względnie stała
Przejście przez stan krytyczny: charakterystyczne przesunięcie fazowe o 180°
Powyżej wartości krytycznej: przesunięcie fazy o 180° od wartości poniżej krytycznej
Zmiana fazy włączona Wykres Bodego ostateczny wskaźnik rezonansu
Sam szczyt amplitudy jest niewystarczający — konieczne jest przesunięcie fazy

3. Diagnostyka usterek

Brak równowagi

Faza stabilna i powtarzalna
Ta sama faza przy wszystkich prędkościach (poniżej krytycznej)
Lokalizacja punktów ciężkich oznacza fazę

Niewspółosiowość

Charakterystyczne zależności fazowe między łożyskami
Pomiary osiowe często różnią się o 180° na końcach napędowych i nienapędowych
Diagnostyka wzorców faz promieniowych w przypadku typu niewspółosiowości

Pęknięcie wału

Zmiana fazy 1× i 2× podczas uruchamiania/wyłączania
Inne zachowanie niż normalne niezrównoważenie
Zmiany fazowe wskazują na oddychanie pęknięć

Rozluźnienie

Nieregularne, niestabilne odczyty fazy
Faza zmienia się w zakresie ±30-90° pomiędzy pomiarami
Diagnostyka niepowtarzalności luzu

Faza między dwoma punktami pomiarowymi

W fazie (różnica 0°)

Oba punkty wibrują razem
Poruszaj się jednocześnie w tym samym kierunku
Oznacza sztywne połączenie lub tryb poniżej rezonansu
Typowe dla łożysk na tym samym wirniku przy prędkości poniżej krytycznej

Poza fazą (różnica 180°)

Punkty wibrują przeciwnie
Jeden w górę, drugi w dół
Wskazuje węzeł kształtu trybu pomiędzy punktami lub powyżej rezonansu
Diagnostyka sprzężonego braku równowagi, pewnych wzorców niewspółosiowości

Różnica 90° (kwadratura)

Punkty wibrują z opóźnieniem 90°
Jeden osiąga szczyt, a drugi zero
Może wskazywać ruch kołowy lub eliptyczny
Częste w rezonansach lub w pewnych geometriach

Wyzwania pomiarowe

Wymagania dotyczące dokładności fazy

Równoważenie: Wymagana dokładność ±5-10°
Prędkość krytyczna: ±10-20° dopuszczalne
Diagnostyka usterek: ±15-30° często wystarczające

Czynniki wpływające na dokładność

Jakość obrotomierza: Czysty impuls raz na obrót jest niezbędny
Pozycja znaku odniesienia: Musi być bezpieczny i widoczny
Jakość sygnału: Wymagany dobry stosunek sygnału do szumu
Filtracja: Filtry mogą wprowadzać przesunięcia fazowe
Stabilność prędkości: Zmiany prędkości wpływają na pomiar fazy

Typowe błędy

Przesunięty znak odniesienia (odklejenie taśmy, przesunięcie znaku)
Niewłaściwie ustawiony lub przerywany obrotomierz
Niska amplituda sygnału (szum wpływa na fazę)
Wybrano błędną składową częstotliwości dla fazy

Analiza wektorowa fazy

Reprezentacja Polarna

Wektor drgań ma amplitudę i fazę
Wielkość = amplituda
Faza = kąt
Zaplanowano na wykres biegunowy do równoważenia

Dodawanie wektorów

Dodawanie wektorów wymaga zarówno amplitudy, jak i fazy
Faza określa sposób łączenia wektorów
Faza 0°: wektory dodają się arytmetycznie
Faza 180°: odejmowanie wektorów
Inne fazy: wykorzystanie matematyki wektorowej

Dokumentacja i komunikacja

Format standardowy

Zgłoś jako: “Amplituda @ Faza”
Przykład: “5,2 mm/s @ 47°”
Uwzględnij częstotliwość: “5,2 mm/s @ 47° przy 1×”
Określ odniesienie (pozycję klawisza)

Wykresy fazowe

Faza a prędkość (dolny wykres Bodego)
Faza a częstotliwość
Wykresy biegunowe do równoważenia
Mapy fazowe do analizy ODS

Kąt fazowy to podstawowy wymiar czasowy analizy drgań, który przekształca pomiary amplitudy w kompletne wektory drgań. Zrozumienie pomiaru fazy, jego interpretacji i zastosowania w wyważaniu, identyfikacji rezonansu i diagnostyce usterek ma fundamentalne znaczenie dla zaawansowanej analizy drgań i jest niezbędne do efektywnej oceny dynamiki wirnika i rozwiązywania problemów z maszynami.

← Powrót do indeksu głównego

Czym jest kąt fazowy? Związek czasowy w drganiach

Opublikowane przez admin w dniu październik 31, 2025 październik 31, 2025