Instrument de inginerie gratuit #033
Identificator sursă vibrații
Instrument de diagnosticare interactiv — introduceți frecvența vibrațiilor ca ordin al turației de funcționare pentru a identifica posibilele surse de defecte ale mașinilor rotative.
Rezultate diagnostice
Referință completă frecvență–defect
Analiza frecvenței vibrațiilor
Fiecare defect mecanic produce vibrații la frecvențe caracteristice legate de viteza de rotație a arborelui. Prin identificarea frecvenței dominante într-un spectru de vibrații și exprimarea acesteia ca un ordin (multiplu) al vitezei arborelui, se poate determina cea mai probabilă sursă a defectului.
Calculul ordinului
Unde f_vibrație este frecvența dominantă măsurată în Hz și RPM este viteza de rotație a arborelui.
Frecvențe comune ale defecțiunilor
| Ordin (armonică) | Frecvență | Sursă primară | Indicatori suplimentari |
|---|---|---|---|
| 1x | Viteza arborelui | Dezechilibru | Fază stabilă, proporțională cu pătratul vitezei |
| 1x | Viteza arborelui | Arbore curbat | Vibrații axiale ridicate, stabil în fază |
| 2x | 2 x viteza arborelui | Dezaliniere | Axial ridicat, fază de 180° de-a lungul cuplajului |
| 3x | 3 x viteza arborelui | Nealiniere severă | Prezența mai multor armonice |
| 0,42–0,48x | Subsincron | Vârtej de ulei | Lagăre de alunecare, dependente de viteză |
| 0,5x | Jumătate din viteza arborelui | Joc / frecare | Subarmonice fracționare |
| Armonice multiple | 1x, 2x, 3x… | Joc mecanic | Multe armonice ale vitezei de funcționare |
| Nesincron | BPFO, BPFI, BSF | Defecte ale rulmenților | Modulat de viteza de funcționare |
| Z × RPM | Trecerea paletelor | Probleme de flux | Pulsație, cavitație |
| Z × RPM | Angrenaj | Probleme cu angrenajul | Benzile laterale indică ce roată dințată |
| 2x linie (100/120 Hz) | Frecvență fixă | Electric | Dispare când se întrerupe alimentarea |
Ghid de unghi de fază
Analiza fazelor este critică pentru a distinge defectele la aceeași frecvență. La 1x: fază stabilă = dezechilibru, 180° pe cuplaj = nealiniere, fază instabilă = slăbire. Folosiți întotdeauna o referință tahometrică.
Exemplu practic
Dat: Viteză de funcționare = 1500 RPM, Frecvență dominantă = 75 Hz
Frecvența vitezei de funcționare = 1500 / 60 = 25 Hz
Ordin = 75 / 25 = 3,0x
Suspectul principal: Nealiniere severă sau slăbire mecanică
Recomandat: Verificați alinierea cuplajului, inspectați șuruburile de montare, verificați fundația
⚠️ Notă: Acest instrument oferă îndrumări bazate pe relațiile uzuale dintre frecvență și defect. Diagnosticarea definitivă necesită corelarea cu datele de fază, forma de undă temporală, graficele orbitelor, condițiile de funcționare și istoricul mașinii. Verificați întotdeauna cu măsurători suplimentare.
Majoritatea defectelor mecanice produc vibrații la frecvențe caracteristice legate de turația arborelui:
- 1× RPM: Dezechilibru (cel mai frecvent), arbore încovoiat, joc mecanic (slăbire)
- 2× RPM: Nealiniere (indicator principal)
- 0,42–0,48×: Vârtej de ulei (oil whirl) în lagărele de alunecare
- Nesincrone: Defecte ale rulmenților
Exprimați frecvența vibrațiilor ca multiplu (ordin) al turației arborelui, apoi corelați-o cu tiparele cunoscute de defecte. Corelați întotdeauna cu faza, tendința amplitudinii și condițiile de funcționare.
Vibrația 1× (sau sincronă) apare exact la frecvența de rotație a arborelui. Pentru o mașină la 3000 RPM, 1× = 50 Hz.
Vibrația 1× este întotdeauna prezentă într-o anumită măsură din cauza dezechilibrului rezidual. Devine îngrijorătoare atunci când amplitudinea depășește limitele admisibile conform ISO 10816/20816.
Cauze principale: dezechilibru de masă, arbore încovoiat, excentricitate, rezonanță. Analiza unghiului de fază ajută la diferențierea acestor cauze.
Cauzele vibrațiilor subsincrone (sub 1× RPM) includ:
- Vârtejul de ulei / Oil whirl (0,42–0,48×): Instabilitate a lagărului de alunecare, frecvența urmărește turația
- Biciuirea uleiului / Oil whip: Mai severă — frecvența se blochează pe frecvența proprie a rotorului și nu mai urmărește turația
- Frecare radială / Rub (0,5×, fracționară): Contactul rotor-stator creează subarmonici
- Joc mecanic / Slăbire (0,5×): Slăbire mecanică la punctele de prindere
- Rezonanța curelei: Frecvența proprie a curelei în sistemele cu transmisie prin curea
Vibrația subsincronă este adesea mai periculoasă decât cea sincronă, deoarece poate duce la o instabilitate catastrofală.
Surse de vibrații de înaltă frecvență (peste 10× RPM):
- Defecte ale rulmenților: BPFO (inel exterior), BPFI (inel interior), BSF (corp de rostogolire), FTF (colivie)
- Angrenarea roților dințate: Numărul de dinți × RPM, cu benzi laterale
- Trecerea paletelor: Numărul de palete × RPM
- Zgomot electric: Frecvența de trecere a crestăturilor, comutație
- Cavitație: Vibrații aleatorii de bandă largă la frecvență înaltă
- Rezonanță structurală: Frecvențele proprii ale componentelor
Unghiul de fază reprezintă relația unghiulară dintre vârful vibrației și un reper de referință de pe arbore (măsurat cu un tahometru).
Utilizări diagnostice principale:
- Dezechilibru: Fază stabilă, repetabilă la 1×
- Nealiniere: Diferență de fază de ~180° între cele două părți ale cuplajului la 1× și/sau 2×
- Joc mecanic (slăbire): Fază instabilă, în derivă
- Rezonanță: Defazaj de ~90° la frecvența proprie, amplificare mare
- Arbore încovoiat: Defazaj 1× de ~180° între lagărul interior și cel exterior
Fără date de fază, este adesea imposibil să se distingă între defectele care produc aceeași frecvență (de ex., dezechilibru față de nealiniere la 1×).
Procedurile descrise în această pagină au fost dezvoltate și testate pe teren de echipa Vibromera cu ajutorul Balanset-1A, un balansor portabil cu două canale și analizor de vibrații pentru echilibrarea rotoarelor la fața locului.
Analizoare profesionale de vibrații cu analiză spectrală, urmărire comenzi și diagnosticare defecțiuni. Utilizate în peste 50 de țări.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko este inginer în analiza vibrațiilor, fondator și director general al Vibromera. De peste 15 ani echilibrează echipamente rotative pe teren, nu pe un stand de probă: tocătoare, ventilatoare industriale, concasoare, centrifuge, arbori și axe portsculă. Din această muncă s-au născut instrumentele Balanset — au fost concepute ca o unealtă pe care specialistul o poate duce la mașină și o poate folosi singur, la fața locului, nu ca echipament de laborator. Vibromera a fost fondată în 2017 și, din 2023, are sediul în Porto, Portugalia. Aici au loc dezvoltarea, asamblarea și asistența pentru gama Balanset. Instrumentul de vârf este Balanset-1A, un analizor portabil pentru echilibrarea într-un plan și în două plane și pentru diagnosticarea vibrațiilor. Nikolai se implică personal în asistența pentru clienți, în rezolvarea cazurilor dificile de echilibrare și în dezvoltarea software-ului. Lucrează cu clienți din întreaga lume, în orice limbă.
