Jak rozpoznać źródło wibracji na podstawie częstotliwości?

Większość usterek wibracyjnych generuje charakterystyczne wzorce częstotliwości związane z prędkością obrotową wału. 1x obr./min zazwyczaj wskazuje na niewyważenie, 2x obr./min oznacza niewspółosiowość, a częstotliwości subsynchroniczne (0,42-0,48x) wskazują na wirowanie oleju w łożyskach ślizgowych. Analizując, które częstotliwości dominują w widmie drgań, można zawęzić najbardziej prawdopodobne źródła usterek.

Czym jest 1x wibracja?

Drgania 1x (zwane również drganiami synchronicznymi) występują dokładnie z częstotliwością obrotową wału (1 obr./min). Jest to najczęstsza składowa drgań i jest spowodowana głównie niewyważeniem masy. Inne przyczyny to skrzywienie wału, niewspółosiowość, luzy i rezonans. Analiza kąta fazowego pomaga rozróżnić te przyczyny.

Co powoduje drgania subsynchroniczne?

Drgania subsynchroniczne występują poniżej prędkości obrotowej wału. Do najczęstszych przyczyn należą: wirowanie oleju (0,42-0,48x w łożyskach ślizgowych), bicie oleju (zablokowanie przy częstotliwości drgań własnych wirnika), tarcie (różne subharmoniczne), luzy (0,5x i ułamkowe harmoniczne) oraz problemy z napędem pasowym.

Co powoduje drgania o wysokiej częstotliwości?

Drgania o wysokiej częstotliwości (powyżej 10x obr./min) są zwykle spowodowane przez: wady łożysk tocznych (BPFO, BPFI, BSF), częstotliwości zazębienia, częstotliwości przepływu łopatek/łopatek, szum elektryczny, rezonans elementów konstrukcyjnych lub kawitację w pompach.

Jaką rolę odgrywa kąt fazowy w diagnostyce drgań?

Kąt fazowy ma kluczowe znaczenie dla rozróżniania usterek o podobnych sygnaturach częstotliwościowych. Dla drgań 1x: faza stabilna = niewyważenie, 180-stopniowa różnica faz na sprzężeniu = rozbieżność, faza niestabilna/przesuwająca się = luz. Fazę mierzy się za pomocą sygnału odniesienia tachometru i wskazuje ona zależność kątową między szczytem drgań a położeniem wału.

Bezpłatne narzędzie inżynierskie #033

Identyfikator źródła wibracji

Interaktywne narzędzie diagnostyczne — wprowadź częstotliwość drgań jako rząd prędkości obrotowej, aby zidentyfikować prawdopodobne źródła usterek maszyn obrotowych.

Analiza częstotliwości Diagnostyka usterek Śledzenie rzędów

Wyniki diagnostyczne

Najbardziej prawdopodobne źródło

—

Częstotliwość prędkości obrotowej

—

Rząd harmoniki

—

Pełna tabela referencyjna częstotliwość–usterka

Analiza częstotliwości drgań

Każda usterka mechaniczna generuje drgania o częstotliwościach charakterystycznych, zależnych od prędkości obrotowej wału. Identyfikując dominującą częstotliwość w widmie drgań i wyrażając ją jako rząd (wielokrotność) prędkości obrotowej wału, można określić najbardziej prawdopodobne źródło usterki.

Obliczanie rzędu

Rząd = f_wibracji / f_biegu = f_wibracji / (obr./min / 60)

Gdzie f_wibracja jest zmierzoną dominującą częstotliwością w Hz i obr./min jest prędkością obrotową wału.

Typowe częstotliwości usterek

Rząd	Częstotliwość	Źródło pierwotne	Dodatkowe wskaźniki
1x	Prędkość wału	Niewyważenie	Faza stabilna, proporcjonalna do kwadratu prędkości
1x	Prędkość wału	Wygięty wał	Wysokie wibracje osiowe, stabilność fazowa
2x	2 x prędkość wału	Niewspółosiowość	Wysoka wibracja osiowa, 180° w poprzek sprzężenia
3x	3 x prędkość wału	Poważne niewyrównanie	Obecne są wielokrotne harmoniczne
0,42–0,48x	Podsynchroniczny	Wir olejowy	Łożyska ślizgowe, zależne od prędkości
0,5x	Prędkość połowy częstotliwości	Luźność / ocieranie	Ułamkowe podharmoniczne
Wiele harmonicznych	1x, 2x, 3x…	Luz mechaniczny	Wiele harmonicznych prędkości obrotowej
Niesynchroniczny	BPFO, BPFI, BSF	Wady łożysk	Modulowane przez prędkość obrotową
Z x obr./min	Przejście łopatek	Problemy z przepływem	Pulsacja, kawitacja
Z x obr./min	Zazębienie przekładni	Problemy z przekładnią	Wstęgi boczne wskazują, które koło zębate
2x linia (100/120 Hz)	Stała częstotliwość	Elektryczny	Znika po odłączeniu zasilania

Przewodnik po kącie fazowym

Analiza fazowa ma kluczowe znaczenie Do rozróżniania usterek o tej samej częstotliwości. Przy 1x: faza stabilna = niewyważenie, 180° w poprzek sprzęgła = niewspółosiowość, faza niestabilna = luzy. Zawsze należy używać odniesienia tachometru.

Przykład praktyczny

Przykład — silnik 1500 obr./min z częstotliwością wibracji 75 Hz

Biorąc pod uwagę: Prędkość obrotowa = 1500 obr./min, częstotliwość dominująca = 75 Hz

Częstotliwość prędkości obrotowej = 1500 / 60 = 25 Hz

Rząd = 75 / 25 = 3,0x

Główny podejrzany: Znaczna niewspółosiowość lub luzy mechaniczne

Zalecane: Sprawdź wyrównanie sprzęgła, sprawdź śruby mocujące, sprawdź fundament

⚠️ Uwaga: To narzędzie zapewnia wskazówki oparte na typowych zależnościach między awarią a częstotliwością. Ostateczna diagnoza wymaga korelacji z danymi fazowymi, przebiegiem czasowym, wykresami orbit, warunkami pracy i historią maszyny. Zawsze należy weryfikować za pomocą dodatkowych pomiarów.

Identyfikator źródła drgań według częstotliwości | Narzędzie diagnostyczne