Czym jest analiza wibracji?

Szybka odpowiedź

Analiza drgań to proces pomiaru i interpretacji oscylacji mechanicznych obracających się maszyn w celu zdiagnozowania usterek bez demontażu. Użycie FFT (Szybka Transformata Fouriera), złożony sygnał wibracyjny jest rozkładany na poszczególne składowe częstotliwościowe. Każda usterka tworzy charakterystyczny widmowy "odcisk palca": brak równowagi przy 1× obr, niewspółosiowość przy 2×, luz jako wiele harmonicznych, wady łożysk przy częstotliwościach niesynchronicznych. The Balanset-1A wykonuje zarówno równoważenie, jak i analizę widma w jednym przenośnym urządzeniu.

Każda obracająca się maszyna wibruje. W zdrowej maszynie wibracje są niskie i stabilne - to jej normalna "sygnatura robocza". W miarę rozwoju usterek wibracje zmieniają się w przewidywalny sposób. Mierząc i analizując te zmiany, możemy zidentyfikować pierwotną przyczynę, przewidzieć awarię i zaplanować konserwację przed katastrofalną awarią. Jest to podstawa konserwacja predykcyjna.

FFT: Rdzeń analizy widma

Czujnik drgań (akcelerometr) przekształca drgania mechaniczne w sygnał elektryczny. Wyświetlany w czasie, jest to przebieg - złożona, pozornie chaotyczna krzywa, gdy występuje wiele usterek. FFT (szybka transformata Fouriera) rozkłada ten złożony sygnał na poszczególne składowe sinusoidalne, z których każda ma własną częstotliwość i amplitudę.

Pomyśl o FFT jak o pryzmacie rozszczepiającym białe światło na tęczę. Złożony kształt fali to "białe światło" - FFT ujawnia poszczególne "kolory" (częstotliwości) ukryte wewnątrz. Wynikiem jest widmo drgań - podstawowym narzędziem diagnostycznym.

Częstotliwość obrotowa
f₁ₓ = RPM / 60 (Hz)
1× = częstotliwość obrotowa wału - odniesienie dla całej analizy widmowej

Kluczowe parametry widma

  • Częstotliwość (oś X, Hz): Jak często występują oscylacje. Bezpośrednio związane ze źródłem. 1× = prędkość obrotowa wału. 2× = dwukrotność prędkości obrotowej wału.
  • Amplituda (oś Y, mm/s RMS): Intensywność wibracji przy każdej częstotliwości. Wyższe wartości szczytowe = większa energia = poważniejszy stan.
  • Harmonia: Całkowite wielokrotności liczby podstawowej: 2× (2.), 3× (3.), 4× itd. Ich obecność i względna wysokość niosą informacje diagnostyczne.
  • Faza (°): Zależność czasowa w różnych punktach pomiarowych. Niezbędne do odróżnienia niewyważenia (w fazie) od niewspółosiowości (180°).

Jednostki pomiaru drgań: Przemieszczenie, Prędkość, Przyspieszenie

Wibracje mogą być mierzone jako trzy różne parametry fizyczne. Każdy z nich kładzie nacisk na inne zakresy częstotliwości, dzięki czemu nadają się do różnych zadań diagnostycznych. Zrozumienie, kiedy użyć którego parametru, ma fundamentalne znaczenie dla skutecznej analizy.

Przemieszczenie

µm (wartość międzyszczytowa) lub mil
Najlepszy zasięg: 1-100 Hz

Mierzy, w jaki sposób daleko powierzchnia się porusza. Podkreśla niskie częstotliwości - idealny do maszyn wolnoobrotowych, analizy orbity wału i sond zbliżeniowych na łożyskach czopowych. 1 mil = 25,4 µm.

Prędkość

mm/s (RMS)
Najlepszy zasięg: 10-1000 Hz

Mierzy, w jaki sposób szybki powierzchnia się porusza. The standardowy parametr do ogólnego monitorowania maszyn zgodnie z normą ISO 10816. Płaska charakterystyka częstotliwościowa zapewnia równą wagę dla większości typów usterek. Balanset-1A mierzy w mm/s RMS.

Przyspieszenie

m/s² lub g (wartość skuteczna/szczytowa)
Najlepszy zasięg: 500 Hz - 20 kHz+

Mierzy siła wibracji. Kładzie nacisk na wysokie częstotliwości - idealne do wczesnych uszkodzeń łożysk, zazębień kół zębatych i uderzeń. 1 g = 9,81 m/s². Używany do analizy obwiedni/demodulacji.

Kiedy używać poszczególnych parametrów
ParametrJednostkaZakres częstotliwościNajlepsze dlaStandardy
Przemieszczenieµm pk-pk1-100 HzWolne maszyny (< 600 RPM), orbita wału, sondy zbliżeniowe, łożyska poprzeczneISO 7919 (wibracje wału)
Prędkośćmm/s RMS10-1000 HzMonitorowanie maszyn ogólnych - niewyważenie, niewspółosiowość, luz. Parametr domyślny.ISO 10816, ISO 20816
Przyśpieszenieg lub m/s² RMS500 Hz - 20 kHzWczesne usterki łożysk, zazębienie przekładni, uderzenia, maszyny szybkoobrotoweISO 15242 (wibracje łożysk)
Konwersja przy pojedynczej częstotliwości
v = 2πf - d | a = 2πf - v = (2πf)² - d
d = przemieszczenie (m), v = prędkość (m/s), a = przyspieszenie (m/s²), f = częstotliwość (Hz)
Praktyczna zasada

Jeśli do wyboru jest tylko jeden czujnik i jeden parametr - wybrana prędkość (mm/s RMS). Obejmuje on najszerszy zakres typowych usterek z płaską reakcją. Balanset-1A wykorzystuje go jako parametr natywny. Pomiar przyspieszenia należy dodawać tylko wtedy, gdy konieczne jest wykrycie wczesnych uszkodzeń łożysk lub przekładni przy wysokich częstotliwościach.

Technika pomiarowa z Balanset-1A

Umieszczenie czujnika

Jakość diagnostyki zależy całkowicie od jakości pomiaru. Siły drgań są przenoszone przez łożyska, dlatego czujniki muszą być montowane na obudowach łożysk - jak najbliżej łożyska, na konstrukcji nośnej (nie na pokrywach lub żebrach chłodzących).

  • Przygotowanie powierzchni: Czysta, płaska, wolna od płatków farby. Podstawa magnetyczna musi znajdować się w jednej płaszczyźnie.
  • Promieniowy poziomy (H): Prostopadle do wału, płaszczyzna pozioma. Często najwyższa amplituda.
  • Promieniowy pionowy (V): Prostopadle do wału, płaszczyzna pionowa.
  • Osiowy (A): Równolegle do wału. Krytyczne dla wykrywania niewspółosiowości.
Dwukanałowa sztuczka diagnostyczna

Czujnik Balanset-1A ma 2 kanały. W celu diagnostyki należy zamontować oba czujniki na ten sam łożysko - jedno promieniowe, jedno osiowe. Daje to jednoczesne widma promieniowe i osiowe, umożliwiając natychmiastowe wykrywanie niewspółosiowości.

Tryby diagnostyczne Balanset-1A

  • F1 - Analizator widma: Wyświetlanie pełnego FFT. Podstawowy tryb diagnostyczny.
  • F5 - Wibrometr: Szybka ocena. Porównaj V1s (całkowita RMS) z V1o (1×). Jeśli V1s ≈ V1o → niewyważenie. Jeśli V1s ≫ V1o → inne usterki.
  • F8 - Wykresy: Szczegółowe widmo + przebieg czasowy. Najlepsze dla wzorców harmonicznych i częstotliwości nośnych.
⚠️ V1s vs. V1o - pierwszy test diagnostyczny

Przed wyważeniem należy porównać V1s z V1o. Jeśli V1s ≫ V1o (np. 8 vs. 2 mm/s), większość wibracji NIE wynika z niewyważenia. Wyważenie nie rozwiąże problemu - należy zbadać pełne spektrum.

Analiza fazowa - wyróżnik diagnostyczny

Częstotliwość mówi co wibruje; faza mówi ci jak. Dwie usterki mogą generować identyczne widma (obie zdominowane przez 1×) - rozróżnia je tylko analiza fazowa. Faza to relacja kątowa między wibracjami w różnych punktach pomiarowych, mierzona w stopniach (0°-360°).

Faza → Tabela referencyjna diagnostyki
Relacja fazowaPunkty pomiaroweDiagnozaWyjaśnienie
0° (w fazie)Łożysko 1 ↔ Łożysko 2 (promieniowe)Niezrównoważenie statyczneOba łożyska poruszają się synchronicznie - pojedynczy ciężki punkt na środku wirnika. Korekcja jednopłaszczyznowa.
~180° (przeciwfaza)Łożysko 1 ↔ Łożysko 2 (promieniowe)Niewyważenie dynamiczne (pary)Łożyska kołyszą się w przeciwnych kierunkach - dwa ciężkie punkty w różnych płaszczyznach tworzą kołyszącą się parę. Konieczna jest korekta w dwóch płaszczyznach.
~90°Poziomo ↔ Pionowo (to samo łożysko)Brak równowagi (dowolnego typu)Normalny dla niewyważenia - wektor siły obraca się wraz z wałem, tworząc ~90° między H i V w tym samym punkcie.
~180°Sprzęgło poprzeczne (promieniowe)Niewspółosiowość równoległaSiły sprzęgające rozsuwają wały w przeciwnych kierunkach promieniowych. Sprzężenie 180° w poprzek z wysokim 2× jest charakterystyczne.
~180°Sprzęgło poprzeczne (osiowe)Niewspółosiowość kątowaWały naprzemiennie pchają/ciągną osiowo. Sprzężenie osiowe 180° z wysokim 1× i 2× jest ostateczne.
0°Sprzęgło poprzeczne (osiowe)Nie niewspółosiowośćObie strony poruszają się w tym samym kierunku osiowym - prawdopodobnie wzrost termiczny, naprężenie rur lub miękka stopa. Nie niewspółosiowość kątowa.
Nieregularny / niestabilnyWszelkie spójne punktyLuz mechanicznyOdczyty fazy przeskakują losowo między pomiarami - charakterystyczne dla uderzeń w luźne połączenia. Niestabilna faza = poluzowanie.
Powoli dryfującDowolny punkt w czasieRezonans lub efekty termiczneStopniowe przesunięcie fazowe podczas nagrzewania sugeruje, że sztywność strukturalna zmienia się wraz z temperaturą (niewspółosiowość termiczna).
Stały, nie-0/180°Łożysko 1 ↔ Łożysko 2Połączone niewyważenie statyczne + sprzężoneFaza pomiędzy 0° a 180° wskazuje na połączenie komponentów statycznych i sprzężonych - wymaga wyważenia w dwóch płaszczyznach.
Pomiar fazy za pomocą Balanset-1A

Balanset-1A wyświetla fazę z dokładnością 1× (wartość F1 w trybie wibrometru), używając tachometru jako punktu odniesienia. Aby porównać fazę między dwoma łożyskami, zmierz każde łożysko w tym samym kierunku (np. poziomym) za pomocą tachometru na tym samym znaczniku odniesienia. Różnica w odczytach fazy ujawnia typ usterki. Nie jest potrzebne specjalne oprogramowanie - wystarczy odjąć dwa odczyty.

Usterka 1: Brak równowagi

Przyczyna: Środek masy przesunięty względem osi obrotu. Tolerancje produkcyjne, gromadzenie się osadów, erozja, złamane ostrze, utrata masy.

Widmo: Dominujący szczyt przy dokładnie 1× RPM. Bardzo niski poziom harmonicznych. Drgania promieniowe. Amplituda wzrasta wraz z prędkością² (kwadrat). Faza jest stabilna i powtarzalna.

Niezrównoważenie statyczne (jednopłaszczyznowe)

Czysta fala sinusoidalna o wartości szczytowej 1×. Oba łożyska w fazie. Korekcja jednopłaszczyznowa.

Niezrównoważenie statyczne - dominujące 1× przy 25 Hz (1500 obr./min). Minimalne harmoniczne.

Dynamiczne niewyważenie (dwie płaszczyzny / para)

Również 1× dominujący, ale łożyska ~180° poza fazą. Wymagana korekta w dwóch płaszczyznach.

Niezrównoważenie dynamiczne - 1× dominujące. Widmo podobne do statycznego, ale faza różni się w łożyskach.

Działanie: Dokonywać wyważanie wirnika z Balanset-1A. Tolerancja klasy G na ISO 1940-1.

Usterka 2: Niewspółosiowość wału

Przyczyna: Osie sprzężonych wałów nie pokrywają się. Mogą być równoległe (przesunięte) lub kątowe (pochylone), zwykle obie.

Niewspółosiowość równoległa (promieniowa)

Wysokie 1× i 2× w kierunku promieniowym. 2× często ≥ 1×. Przesunięcie fazowe 180° przez sprzęgło.

Niewspółosiowość równoległa - kierunek promieniowy. Silne 1× i 2× z niewielkim 3×.

Niewspółosiowość kątowa - promieniowa

1× i 2× obecne w radialu, ale 2× zazwyczaj dominuje.

Niewspółosiowość kątowa - promieniowa (R). 2× > 1×.

Niewspółosiowość kątowa - osiowa

Drgania osiowe ≥ 50% promieniowych. Faza 180° w poprzek sprzężenia osiowego. Jest to kluczowy pomiar wyróżniający.

Niewspółosiowość kątowa - osiowa (A). Bardzo wysoka 2× w kierunku osiowym.

Działanie: Wyważanie NIE pomoże. Zatrzymaj maszynę i wykonaj osiowanie wału. Ponownie sprawdź wibracje.

Usterka 3: Luzy mechaniczne

Przyczyna: Utrata sztywności konstrukcji - poluzowane śruby, pęknięcia w fundamencie, zużyte gniazda łożysk, nadmierne luzy.

Luźność komponentów

"Las" harmonicznych - 1×, 2×, 3×, 4×... do 10×+ z malejącą amplitudą. Mogą występować podharmoniczne 0,5×.

Luźny komponent - wiele harmonicznych od 1× do 10×. Uwaga na podharmoniczne 0,5×.

Luźność strukturalna

Dominacja 1× i/lub 2×. Niewiele wyższych harmonicznych. Silne wibracje pionowe.

Luźna struktura - dominują 1× i 2×. Minimalne wyższe harmoniczne.

Działanie: Sprawdź i dokręć śruby mocujące. Sprawdź fundament. Zawsze sprawdzaj luzy przed równoważenie.

Usterka 4: Wady łożysk tocznych

Przyczyna: Wżery, odpryski, zużycie bieżni, elementów tocznych lub koszyka.

Częstotliwość występowania wad łożysk
BPFO = (n/2)(1 - Bd/Pd-cos α) - fs
BPFI = (n/2)(1 + Bd/Pd-cos α) - fs
BSF = (Pd/2Bd)(1 - (Bd/Pd-cos α)²) - fs
FTF = ½(1 - Bd/Pd-cos α) - fs
n = elementy toczne | Bd = średnica kuli | Pd = średnica podziałowa | α = kąt styku | fs = RPM/60

Uszkodzenie pierścienia zewnętrznego (BPFO)

Seria szczytów przy BPFO, 2×BPFO, 3×BPFO... Brak 1× pasm bocznych (pierścień stacjonarny). Najczęstsza usterka łożyska.

Wada wyścigu zewnętrznego - harmoniczne BPFO na częstotliwościach niesynchronicznych. Brak pasm bocznych.

Wada pierścienia wewnętrznego (BPFI)

Harmoniczne BPFI z pasmami bocznymi ±1× (pierścień obrotowy, modulacja strefy obciążenia). Wzór pasma bocznego jest kluczowym identyfikatorem.

Wada bieżni wewnętrznej - harmoniczne BPFI z pasmami bocznymi ±1× (mniejsze szczyty flankujące główne szczyty).

Wada elementu tocznego (BSF)

Harmoniczne BSF. Często dominują 2×BSF. Niesynchroniczne. Często towarzyszą im uszkodzenia wyścigowe.

Uszkodzenie elementu tocznego - harmoniczne BSF. Uwaga: 2×BSF jest najwyższa (uszkodzenie dwóch elementów).

Wada klatki (FTF)

Podsynchroniczne wartości szczytowe (FTF ≈ 0,4× prędkość wału). Niska częstotliwość. Często towarzyszy innym uszkodzeniom łożysk.

Wada klatki - FTF i harmoniczne poniżej 1× prędkość wału (podsynchroniczna).
Postęp wady łożyska (4 etapy)

Etap 1 - Podpowierzchnia: Strefa ultradźwiękowa (> 5 kHz). Niewidoczne na standardowym FFT. Wykrywalne przez energię szczytową / obwiednię.

Etap 2 - Wczesna usterka: Pojawiają się częstotliwości nośne (BPFO, BPFI). Niska amplituda. W tym miejscu Balanset-1A rozpoczyna wykrywanie.

Etap 3 - Postęp: Wiele harmonicznych. Pojawiają się wstęgi boczne. Wzrasta poziom szumów.

Etap 4 - Zaawansowany: Szum szerokopasmowy. Częstotliwości nośne mogą zniknąć w szumie. Pilna wymiana.

Analiza obwiedni (demodulacja) - wczesne wykrywanie łożysk

Standardowa analiza widma FFT wykrywa wady łożysk począwszy od etapu 2. Jednak na etapie 1 uderzenia łożyska są zbyt słabe, aby pojawić się powyżej poziomu szumów. Analiza koperty (zwana również demodulacją lub wykrywaniem wysokich częstotliwości, HFD) rozszerza wykrywanie na znacznie wcześniejsze etapy.

Jak to działa

Gdy element toczny uderza w defekt, generuje krótki impuls uderzeniowy, który wzbudza rezonanse strukturalne o wysokiej częstotliwości (zwykle 5-20 kHz). Rezonanse te "dzwonią" krótko przy każdym uderzeniu. Analiza obwiedni przebiega w trzech etapach:

  1. Filtr pasmowo-przepustowy: Odizolować pasmo rezonansowe o wysokiej częstotliwości (np. 5-15 kHz), w którym występują uderzenia.
  2. Korekta i koperta: Wyodrębnij wzór modulacji amplitudy - "obwiednię", która podąża za szczytami dzwonienia.
  3. FFT obwiedni: Zastosuj FFT do sygnału obwiedni. Wynik pokazuje częstotliwość powtarzania uderzeń - co równa się częstotliwości defektów łożysk (BPFO, BPFI, BSF, FTF).
Dlaczego koperta wykrywa wcześniej

W surowym widmie słabe uderzenie w BPFO może wytworzyć 0,1 mm/s - niewidoczne wśród hałasu maszyny o prędkości 2 mm/s. Ale to samo uderzenie wzbudza rezonans przy 8 kHz, gdzie nie ma innego źródła wibracji. Po demodulacji wzór powtarzania BPFO wyłania się wyraźnie z czystego tła.

Powiązane parametry

  • Spike Energy (SE): Ogólny pomiar energii uderzenia o wysokiej częstotliwości. Skalarna wartość trendu. Dobry do badań przesiewowych typu "idź/nie idź".
  • gSE / HFD / PeakVue: Nazwy specyficzne dla dostawcy dla parametrów pochodzących z kopert. Wszystkie oparte na tej samej zasadzie.
  • Przyspieszenie otaczające: Balanset-1A mierzy prędkość (mm/s). Do pełnej analizy obwiedni idealny jest dedykowany analizator z wejściem przyspieszenia i możliwością filtrowania pasmowo-przepustowego. Jednak FFT Balanset-1A może nadal skutecznie wykrywać wady łożysk Stage 2+ w standardowym widmie prędkości.
Widmo obwiedni defektu bieżni wewnętrznej - harmoniczne BPFI wyraźnie wyłaniają się z demodulowanego sygnału wysokiej częstotliwości. Porównaj z surowym widmem prędkości, gdzie mogą one być ukryte w szumie.

Działanie: Sprawdzić smarowanie. Zaplanować wymianę łożysk. Zwiększenie częstotliwości monitorowania.

Usterka 5: Wady przekładni

Przyczyna: Zużyte, wżarte lub połamane zęby. Mimośrodowość koła zębatego. GMF = liczba zębów × obroty wału / 60.

Mimośrodowość przekładni

GMF z pasmami bocznymi przy ±1× prędkości wału. Przekładnia 1× może być również podniesiona.

Mimośród przekładni - GMF przy 500 Hz z pasmami bocznymi ±1×. Podwyższony 1×.

Zużycie / uszkodzenie zębów przekładni

Wiele harmonicznych GMF z gęstymi pasmami bocznymi. Nasilenie zależy od liczby i amplitudy pasm bocznych.

Zużycie przekładni - GMF i 2×GMF z wieloma pasmami bocznymi w odstępach 1×.

Działanie: Sprawdzić olej przekładniowy pod kątem obecności cząstek metalicznych. Zaplanuj inspekcję. Monitorowanie trendu pasma bocznego GMF.

Usterki elektryczne (silniki)

Usterki elektromagnetyczne powodują wibracje 2× częstotliwość linii (100 Hz w sieciach 50 Hz, 120 Hz w sieciach 60 Hz). Test krytyczny: wibracje znikają natychmiast po odcięciu zasilania. Usterki mechaniczne zanikają stopniowo.

  • Mimośród stojana: 2× częstotliwość linii, stała amplituda.
  • Uszkodzenia drążka wirnika: Pasma boczne wokół częstotliwości linii w odstępach częstotliwości poślizgu.
  • Miękka stopa: Wibracje zmieniają się po poluzowaniu poszczególnych nóżek silnika.

Usterka 7: Problemy z paskiem napędowym

Przyczyna: Zużyte, źle ustawione lub nieprawidłowo napięte paski. Napędy pasowe generują wibracje w Częstotliwość przejścia taśmy, która zazwyczaj jest częstotliwością podsynchroniczną (poniżej 1× prędkość wału), ponieważ pasek jest dłuższy niż obwód koła pasowego.

Częstotliwość paska
Fpas = (π - D - RPM) / (60 - L)
D = średnica koła pasowego (m) | L = długość paska (m) | RPM = prędkość koła pasowego
Uproszczone: fpas = prędkość na obwodzie koła pasowego / długość paska

Typowe sygnatury pasów

  • Zużycie / uszkodzenie paska: Szczyty przy częstotliwości pasa (fpas) i jego harmoniczne (2×, 3×, 4× fpas). Pojawiają się one poniżej 1× prędkości obrotowej wału - kluczowym wskaźnikiem są szczyty podsynchroniczne.
  • Niewspółosiowość paska: Podwyższone wibracje osiowe przy 1× i 2× prędkości wału. Podobne do niewspółosiowości wału, ale ograniczone do maszyny napędzanej paskiem.
  • Niewłaściwe napięcie: Wysokie wibracje 1×, które zmieniają się dramatycznie wraz z regulacją napięcia paska. Zbyt ciasne paski zwiększają obciążenie łożyska; luźne paski powodują uderzenia i skoki częstotliwości paska.
  • Rezonans: Częstotliwość drgań własnych taśmy (trzepotanie taśmy) może zostać wzbudzona, jeśli rezonans rozpiętości taśmy zbiega się z prędkością roboczą. Widoczne jako szeroki pik przy częstotliwości drgań własnych taśmy.
Usterka napędu pasowego - podsynchroniczne szczyty przy częstotliwości paska i harmonicznych (poniżej 1× prędkość wału przy 25 Hz).

Działanie: Sprawdź stan paska, naprężenie i ustawienie kół pasowych. Wymień zużyte paski. W przypadku powtarzających się problemów należy zweryfikować ustawienie koła pasowego za pomocą narzędzia laserowego lub liniału.

Usterka 8: Kawitacja pompy

Przyczyna: Pęcherzyki pary tworzą się i zapadają gwałtownie, gdy lokalne ciśnienie spada poniżej ciśnienia pary cieczy - zazwyczaj na ssaniu pompy. Każde zapadnięcie się pęcherzyka powoduje mikrouderzenie. Tysiące zapadnięć na sekundę generuje charakterystyczny szerokopasmowy szum.

Sygnatura widmowa

  • Szerokopasmowa energia o wysokiej częstotliwości: W przeciwieństwie do usterek mechanicznych (które generują dyskretne szczyty), kawitacja generuje podwyższony poziom hałasu w szerokim zakresie częstotliwości, zwykle powyżej 2-5 kHz. Widmo wygląda jak "garb" lub podniesiony płaskowyż, a nie ostre szczyty.
  • Losowe, nieokresowe: Brak harmonicznych, brak związku z prędkością obrotową wału. Hałas brzmi jak "żwir" lub "trzaski" - słyszalne nawet bez instrumentów.
  • Efekty niskiej częstotliwości: Silna kawitacja może również powodować niestabilność przy 1× i szerokopasmowy szum o niskiej częstotliwości spowodowany turbulencjami przepływu.
Kawitacja pompy - szerokopasmowy hałas o wysokiej częstotliwości (podniesiony poziom powyżej 200 Hz). Brak dyskretnych szczytów - w przeciwieństwie do defektów łożysk, które wykazują określone częstotliwości.

Działanie: Zwiększyć ciśnienie ssania (opuścić pompę, otworzyć zawór ssący, zmniejszyć straty w rurze ssącej). Sprawdzić NPSHdostępny vs. NPSHwymagany. Jeśli to możliwe, należy zmniejszyć prędkość pompy. Kawitacja powoduje szybkie uszkodzenie erozyjne - nie należy jej ignorować.

Usterka 9: Wir olejowy i bicz olejowy (łożyska poprzeczne)

Przyczyna: Niestabilność filmu olejowego w łożyskach poprzecznych (tulejowych). Klin filmu olejowego zmusza wał do orbitowania w luzie łożyskowym z częstotliwością podsynchroniczną. Jest to zjawisko odmienne od wad łożysk tocznych i występuje tylko w łożyskach ślizgowych/czopowych.

Wir olejowy

  • Częstotliwość: W przybliżeniu 0,42× do 0,48× prędkość wału (często podawana jako ~0,43×). Jest to podsynchroniczny szczyt, który śledzi prędkość wału - jeśli obroty wzrastają, częstotliwość wirowania wzrasta proporcjonalnie.
  • Widmo: Pojedynczy pik przy ~0,43×, który zmienia się wraz z prędkością. Amplituda może być umiarkowana.
  • Stan : schorzenie: Prekursor bicza olejowego. Zwykle nie powoduje natychmiastowego zniszczenia, ale wskazuje na niestabilność.

Bita śmietana

  • Częstotliwość: Blokuje się na pierwszym wirniku częstotliwość własna (prędkość krytyczna). W przeciwieństwie do wiru, NIE śledzi prędkości wału - częstotliwość pozostaje stała wraz ze zmianą obrotów.
  • Widmo: Duży pik podsynchroniczny przy pierwszej prędkości krytycznej wirnika. Amplituda może być bardzo wysoka - destrukcyjna.
  • Stan : schorzenie: Niebezpieczne. Wymagane natychmiastowe działanie. Może prowadzić do wytarcia łożyska i uszkodzenia wału.
Wir olejowy - podsynchroniczny szczyt przy ~0,43× prędkości obrotowej wału (≈ 10,7 Hz dla 1500 obr./min). Różni się od luzu 0,5×.
⚠️ Wir olejowy a luźność - jak odróżnić?

Obydwa generują subsynchroniczne szczyty, ale: Wir olejowy wynosi ~0,43× (nie dokładnie 0,5×) i podąża za prędkością. Rozluźnienie wytwarza wartości szczytowe dokładnie 0,5×, 1,5×, 2,5× i nie podąża za prędkością (pozostaje na stałych ułamkach 1×). Wir olejowy występuje tylko w łożyskach czopowych/tulejowych - jeśli maszyna ma łożyska toczne, nie może to być wir olejowy.

Działanie: W przypadku wiru olejowego: sprawdź luz łożyska, lepkość oleju i obciążenie. Zwiększyć obciążenie łożyska lub zmienić lepkość oleju. Bicz olejowy: natychmiast zmniejszyć prędkość poniżej progu krytycznego. Skonsultuj się ze specjalistą ds. dynamiki wirnika.

ISO 10816 Poziom wibracji - pełna tabela klasyfikacji

Norma ISO 10816 (zastąpiona przez normę ISO 20816, ale nadal szeroko przywoływana) definiuje strefy nasilenia drgań dla czterech klas maszyn. Wibracje są mierzone jako prędkość w mm/s RMS na obudowach łożysk. Poniższa tabela przedstawia wszystkie granice stref dla wszystkich czterech klas - użyj jej jako szybkiego odniesienia podczas oceny pomiarów.

ISO 10816-3 Strefy intensywności drgań - Wszystkie klasy maszyn (mm/s RMS)
Klasa maszyny Strefa A
Dobry		 Strefa B
Do przyjęcia		 Strefa C
Alarm		 Strefa D
Niebezpieczeństwo
Klasa I
Małe maszyny ≤ 15 kW
(pompy, wentylatory, sprężarki)		 ≤ 0.71 0.71 - 1.8 1.8 - 4.5 > 4.5
Klasa II
Maszyny średnie 15-75 kW
(bez specjalnej podstawy)		 ≤ 1.8 1.8 - 4.5 4.5 - 11.2 > 11.2
Klasa III
Duże maszyny > 75 kW
(sztywny fundament)		 ≤ 2,8 2.8 - 7.1 7.1 - 18 > 18
Klasa IV
Duże maszyny > 75 kW
(elastyczny fundament, np. stalowa rama)		 ≤ 4,5 4.5 - 11.2 11.2 - 28 > 28
Jak korzystać z tej tabeli?

Krok 1: Określ klasę maszyny na podstawie mocy i typu fundamentu.
Krok 2: Zmierzyć ogólną prędkość drgań (mm/s RMS) na każdej obudowie łożyska w kierunku promieniowym.
Krok 3: Znajdź strefę. Strefa A = nowo oddany do użytku lub doskonały. Strefa B = nieograniczona działalność długoterminowa. Strefa C = akceptowalne tylko przez ograniczony czas - zaplanuj konserwację. Strefa D = występuje uszkodzenie - należy jak najszybciej zatrzymać urządzenie.

Pamiętać: Trendy mają większe znaczenie niż wartości bezwzględne. Maszyna pracująca z prędkością 3,0 mm/s (strefa B dla klasy II), która wcześniej pracowała z prędkością 1,5 mm/s, podwoiła się - zbadaj przyczynę, nawet jeśli nadal jest "akceptowalna". Tryb wibrometru Balanset-1A (F5) wyświetla całkowitą prędkość V1 w celu natychmiastowej oceny strefy.

⚠️ ISO 10816 vs. ISO 20816

Norma ISO 10816 została formalnie zastąpiona przez normę ISO 20816 (opublikowaną w latach 2016-2022). Granice stref pozostają podobne dla większości typów maszyn, ale ISO 20816 dodaje kryteria oceny przemieszczenia i rozszerza części specyficzne dla maszyn. W praktyce wartości ISO 10816 pozostają standardem branżowym. Zarówno Balanset-1A, jak i większość przemysłowych programów wibracyjnych nadal wykorzystuje strefy ISO 10816.

Od pomiaru do monitorowania

Analiza trendów

Pojedyncze widmo to migawka. Potęga analizy drgań to analiza trendów - śledzenie zmian w czasie.

  • Stwórz punkt odniesienia: Pomiar nowego lub dobrze znanego sprzętu. Zapisywanie widm.
  • Ustalenie odstępów czasu: Krytyczny: co tydzień. Standardowe: co miesiąc. Pomocnicze: kwartalnie.
  • Zapewnienie powtarzalności: Te same punkty, te same kierunki, te same warunki pracy.
  • Śledź zmiany: 2-krotny wzrost w stosunku do wartości wyjściowej jest znaczący, nawet jeśli znajduje się w strefie ISO A.

Algorytm decyzyjny

  1. Uzyskaj wysokiej jakości widmo (F8 Charts, radial + axial).
  2. Zidentyfikuj najwyższy szczyt - jest to dominujący problem.
  3. Dopasowanie do typu błędu:
    • 1× dominuje → Nierównowaga → Równowaga z Balanset-1A.
    • 2× dominuje + wysoki osiowy → Niewspółosiowość → Wyrównaj wały.
    • Wiele harmonicznych → Poluzowanie → Sprawdzić i dokręcić.
    • Szczyty niesynchroniczne → Łożysko → Plan wymiany.
    • GMF + pasma boczne → Przekładnia → Sprawdź olej, sprawdź skrzynię biegów.
  4. Najpierw należy naprawić dominującą usterkę - objawy wtórne często znikają.

← Powrót do indeksu słowniczków