Czym są wibracje asynchroniczne? Komponenty niesynchroniczne • Przenośny wyważacz, analizator drgań "Balanset" do dynamicznego wyważania kruszarek, wentylatorów, mulczerów, ślimaków w kombajnach, wałów, wirówek, turbin i wielu innych wirników Czym są wibracje asynchroniczne? Komponenty niesynchroniczne • Przenośny wyważacz, analizator drgań "Balanset" do dynamicznego wyważania kruszarek, wentylatorów, mulczerów, ślimaków w kombajnach, wałów, wirówek, turbin i wielu innych wirników

Czym są wibracje asynchroniczne? Elementy niesynchroniczne

Opublikowane przez admin w dniu

Zrozumienie wibracji asynchronicznych

Definicja: Czym są wibracje asynchroniczne?

Wibracje asynchroniczne (nazywane również drganiami niesynchronicznymi) to wibracja przy częstotliwościach, które nie są dokładnymi wielokrotnościami całkowitymi (rzędami) prędkości obrotowej wału. W przeciwieństwie do wibracje synchroniczne z brak równowagi lub niewspółosiowość (które zawsze pojawiają się przy prędkości 1×, 2×, 3× prędkości biegu), drgania asynchroniczne występują przy częstotliwościach determinowanych przez geometrię komponentów, efekty elektromagnetyczne lub źródła zewnętrzne, a nie przez obrót wału.

Zrozumienie różnicy między drganiami synchronicznymi i asynchronicznymi ma fundamentalne znaczenie dla diagnostyki maszyn, ponieważ pomaga zidentyfikować źródło drgań: elementy synchroniczne wskazują na masę wirującą lub problemy geometryczne, podczas gdy elementy asynchroniczne wskazują na problemy z elementami tocznymi, usterki elektryczne lub wpływy zewnętrzne w stosunku do samego wirnika.

Typowe źródła drgań asynchronicznych

1. Wady łożysk tocznych (najczęstsze)

Główne źródło drgań asynchronicznych:

  • Częstotliwości uszkodzeń łożysk: BPFO, BPFI, BSF, FTF nie są dokładnymi wielokrotnościami prędkości wału
  • Przykład: Silnik 1800 obr./min (30 Hz), BPFO może wynosić 107 Hz (3,57× prędkość wału, nie liczba całkowita)
  • Wartość diagnostyczna: Częstotliwości asynchroniczne natychmiast sugerują problem z łożyskiem
  • Analiza koperty: Podstawowa technika wykrywania elementów łożysk asynchronicznych

2. Częstotliwości elektryczne

Drgania elektromagnetyczne niezwiązane z prędkością wału:

  • 2× Częstotliwość linii: 120 Hz (systemy 60 Hz) lub 100 Hz (50 Hz), niezależnie od prędkości silnika
  • Przykład: Silnik dwubiegunowy 60 Hz pracuje z prędkością 3550 obr./min (59,2 Hz), ale przy częstotliwości 120 Hz (2,03× prędkość wału) drgania są 2×f
  • Częstotliwość przejść na biegun: Może nie być dokładną wielokrotnością liczby całkowitej
  • Harmoniczne VFD: Częstotliwości przełączania niezwiązane z prędkością wału

3. Źródła zewnętrzne

  • Sprzęt sąsiedni: Wibracje przenoszone przez pobliskie maszyny
  • Budynek/Fundament: Rezonanse strukturalne przy stałych częstotliwościach
  • Pulsacje procesowe: Fale ciśnienia w rurociągach
  • Rezonanse akustyczne: Fale stojące w kanałach lub obudowach

4. Niestabilności subsynchroniczne

  • Wir olejowy: Zwykle 0,42-0,48× prędkości wału (nie do końca połowa)
  • Masło olejowe: Blokada przy częstotliwości naturalnej, a nie przy prędkości wału
  • Niestabilność uszczelnień: Często w częstotliwościach określonych przez dynamikę płynów

5. Losowe wibracje

  • Kawitacja: Losowe pęknięcie bańki, szerokopasmowe
  • Turbulencja: Losowe wahania przepływu
  • Tarcie: Kontakt chaotyczny powodujący drgania nieokresowe

Identyfikacja w widmach

Charakterystyka widmowa

  • Stała częstotliwość: Pojawia się przy tej samej wartości Hz niezależnie od zmian prędkości
  • Zmiany w zamówieniu: Jeżeli prędkość się zmienia, częstotliwości asynchroniczne zmieniają kolejność (× współczynnik prędkości wału)
  • Działka z wodospadem: Komponenty asynchroniczne pojawiają się jako linie pionowe, synchroniczne jako linie przekątne
  • Zamów Spectrum: Asynchroniczne szczyty o rzędach niecałkowitych (2,47×, 3,57× itd.)

Procedura diagnostyczna

  1. Określ prędkość biegu: Z 1× szczytu lub tachometru
  2. Oblicz zamówienia: Podziel każdą częstotliwość szczytową przez częstotliwość prędkości biegu
  3. Zamówienia całkowite: Wibracje synchroniczne (1,00×, 2,00×, 3,00×)
  4. Zamówienia niecałkowite: Wibracje asynchroniczne (2,47×, 3,57× itd.)
  5. Dopasuj do typów błędów: Porównaj obliczone częstotliwości z częstotliwościami łożysk, częstotliwościami elektrycznymi, itd.

Znaczenie diagnostyczne

Wady łożysk

  • Asynchroniczne częstotliwości w BPFO, BPFI, BSF natychmiast sugerują problem z łożyskami
  • Oblicz częstotliwości łożysk i porównaj je z zaobserwowanymi szczytami
  • Dopasowanie w zakresie ±5% potwierdza usterkę łożyska
  • Harmoniczne i pasma boczne zapewniają dodatkowe potwierdzenie

Zagadnienia elektromagnetyczne

  • 2× częstotliwość linii przy 100/120 Hz wskazuje na problemy ze stojanem lub szczeliną powietrzną
  • Stała częstotliwość niezależna od zmian prędkości
  • Aktualna analiza potwierdza pochodzenie elektryczne

Wibracje zewnętrzne

  • Szczyty niezwiązane z prędkością maszyny lub łożyskami
  • Może dopasować prędkość pobliskiego sprzętu
  • Wymagane jest zbadanie źródła
  • Potrzebna izolacja lub korekta źródła

Techniki analizy drgań asynchronicznych

Analiza koperty

  • Podstawowa technika wykrywania wad łożysk
  • Wzmacnia asynchroniczne, powtarzalne uderzenia
  • Tłumi synchroniczne składowe o niskiej częstotliwości
  • Wyraźnie ujawnia częstotliwości łożysk

Przyspieszenie o wysokiej częstotliwości

  • Asynchroniczne uszkodzenia łożysk często występują w zakresie wysokich częstotliwości (> 1 kHz)
  • Użyj akcelerometrów i wysokich ustawień Fmax
  • Wykrywa uderzenia i rezonanse o wysokiej częstotliwości

Analiza cepstrum

  • Skuteczne w znajdowaniu wzorców okresowych w sygnałach asynchronicznych
  • Wykrywa rodziny harmonicznych lub wstęg bocznych
  • Przydatne w przypadku złożonych sygnatur łożysk i przekładni

Praktyczne przykłady

Silnik z uszkodzoną instalacją łożyskową

  • Prędkość biegu: 1750 obr./min (29,17 Hz)
  • Komponenty synchroniczne: 1× przy 29,17 Hz, 2× przy 58,34 Hz
  • Komponent asynchroniczny: Szczyt przy 107 Hz (3,67× prędkość wału)
  • Diagnoza: 107 Hz pasuje do obliczonego BPFO → defektu zewnętrznej bieżni
  • Potwierdzenie: Asynchroniczna natura potwierdza problem z łożyskiem, a nie z wirnikiem

Silnik VFD o zmiennej prędkości

  • Prędkość silnika waha się w zakresie 1200-1800 obr./min
  • 1× szczyt porusza się z prędkością (synchronicznie)
  • Wartość szczytowa 120 Hz pozostaje stała (asynchroniczna częstotliwość linii 2×)
  • Diagnoza: Składowa elektromagnetyczna z zasilania 60 Hz

Wibracje asynchroniczne stanowią odrębną klasę drgań maszyn, co ma unikalne implikacje diagnostyczne. Rozpoznawanie składowych asynchronicznych poprzez ich relacje rzędu niecałkowitego, stałe częstotliwości pomimo zmian prędkości lub cechy pionowe na wykresach kaskadowych umożliwia dokładną identyfikację usterek łożysk, problemów elektrycznych i czynników zewnętrznych, co z kolei pozwala na opracowanie odpowiednich strategii diagnostycznych i naprawczych.

← Powrót do indeksu głównego

Kategorie:
WhatsApp