Înțelegerea unghiului de fază în vibrații
Definiție: Ce este unghiul de fază?
Unghiul de fază (adesea numit simplu fază) este poziția unghiulară, măsurată în grade (0-360°), a vârfului vibrații relativ la un marcaj de referință o dată pe rotație pe arborele rotativ (dintr-o tahometru sau fazor cheie). Alternativ, poate reprezenta relația de timp dintre două semnale de vibrație la aceeași frecvență. Unghiul de fază oferă informațiile “când” care completează amplitudine (“cât de mult”), formând împreună un vector de vibrație complet, cu magnitudine și direcție.
Unghiul de fază este absolut critic pentru echilibrarea rotorului (determină unde se plasează greutățile de corecție), viteză critică identificare (o defazaj de 180° confirmă rezonanța) și diagnosticarea defectelor (modelele de fază disting diferite tipuri de defecte). Fără informații despre fază, multe proceduri de diagnosticare și corectare ar fi imposibile.
Măsurarea fazei relativ la fazorul cheie
Sistemul de referință
- Marcaj de referință: Bandă reflectorizantă sau crestătură pe ax
- Senzor: Tahometrul optic sau magnetic detectează trecerea marcajului
- Impuls o dată pe revoluție: Definește referința de 0°
- Sincronizare vibrații: Când apare vibrația maximă în raport cu marcajul?
- Măsurarea unghiulară: Exprimat în grade (0-360°)
Convenţie
- 0°: Poziția marcajului de referință
- Direcţie: De obicei, crescând în direcția de rotație
- Exemplu: Faza = 90° înseamnă că vibrația maximă apare la 90° (un sfert de rotație) după ce marcajul de referință trece prin senzor
Aplicații critice
1. Echilibrarea (cea mai importantă)
Faza determină poziția unghiulară a greutății de corecție:
- Măsurarea fazei vibrațiilor induse de dezechilibru
- Faza indică poziția unghiulară a punctului greu
- Greutate de corecție plasat la 180° față de zona grea
- Precizie de fază ±5-10° necesară pentru o echilibrare eficientă
- Fără fază, echilibrarea este imposibilă
2. Identificarea vitezei critice
Schimbarea de fază confirmă rezonanța:
- Sub viteza critică: fază relativ constantă
- Trecerea prin punctul critic: defazaj caracteristic de 180°
- Peste valoarea critică: defazat cu 180° față de valoarea sub valoarea critică
- Schimbare de fază activată Diagrama Bode indicator de rezonanță definitiv
- Vârful de amplitudine singur insuficient - trebuie să existe o schimbare de fază
3. Diagnosticarea defecțiunilor
Dezechilibra
- Stabilitate în fază și repetabilitate
- Aceeași fază la toate vitezele (sub valoarea critică)
- Faza marchează locația punctului greu
Nealiniere
- Relații de fază caracteristice între rulmenți
- Măsurătorile axiale sunt adesea diferite cu 180° la capetele acționate și cele neacționate
- Diagnosticarea modelelor de fază radială pentru tipul de nealiniere
Fisură la arbore
- Faza de schimbare 1× și 2× în timpul pornirii/opririi
- Comportament diferit față de dezechilibrul normal
- Variațiile de fază indică respirația fisurilor
Slăbiciune
- Citiri de fază neregulate și instabile
- Faza variază ±30-90° între măsurători
- Diagnosticarea nerepetabilității pentru slăbire
Faza dintre două puncte de măsurare
În fază (diferență de 0°)
- Ambele puncte vibrează împreună
- Mișcați-vă simultan în aceeași direcție
- Indică o conexiune rigidă sau un mod sub rezonanță
- Comun pentru rulmenții de pe același rotor sub turația critică
Defazat (diferență de 180°)
- Punctele vibrează în sens opus
- Unul sus, în timp ce celălalt jos
- Indică nodul de formă a modului între puncte sau deasupra rezonanței
- Diagnostic pentru dezechilibru cuplat, anumite modele de nealiniere
Diferența de 90° (cuadratură)
- Punctele vibrează cu o întârziere de 90°
- Unul atinge vârful, în timp ce celălalt la zero
- Poate indica o mișcare circulară sau eliptică
- Comun la rezonanțe sau în anumite geometrii
Provocări de măsurare
Cerințe de precizie a fazei
- Echilibrarea: Precizie necesară de ±5-10°
- Viteză critică: ±10-20° acceptabil
- Diagnosticarea defecțiunilor: ±15-30° adesea suficient
Factorii care afectează precizia
- Calitatea tahometrului: Puls esențial de curățare o dată pe rotație
- Poziția marcajului de referință: Trebuie să fie sigur și vizibil
- Calitatea semnalului: Este necesar un raport semnal-zgomot bun
- Filtrare: Filtrele pot introduce schimbări de fază
- Stabilitatea vitezei: Variațiile de viteză afectează măsurarea fazei
Erori frecvente
- Marcaj de referință deplasat (bandă desprinsă, marcaj mutat)
- Tahometru nealiniat sau intermitent
- Amplitudine redusă a semnalului (zgomotul afectează faza)
- Componentă de frecvență selectată greșit pentru fază
Analiza vectorială în fază
Reprezentare polară
- Vectorul de vibrație are magnitudine și fază
- Magnitudine = amplitudine
- Fază = unghi
- Trasat pe grafic polar pentru echilibrare
Adunarea vectorială
- Adăugarea vectorială necesită atât amplitudine, cât și fază
- Faza determină modul în care vectorii se combină
- Faza 0°: vectorii se adună aritmetic
- Fază de 180°: vectorii scad
- Alte faze: utilizați matematica vectorială
Documentație și comunicare
Format standard
- Raportează ca: “Amplitudine @ Fază”
- Exemplu: “5,2 mm/s la 47°”
- Includeți frecvența: “5,2 mm/s la 47° la 1×”
- Specificați referința (poziția fazorului cheie)
Grafice de fază
- Fază vs. viteză (curba inferioară a graficului Bode)
- Fază vs. frecvență
- Diagrame polare pentru echilibrare
- Hărți de fază pentru analiza ODS
Unghiul de fază este dimensiunea temporală esențială a analizei vibrațiilor, care transformă măsurătorile de amplitudine în vectori de vibrații completi. Înțelegerea măsurării fazei, a interpretării și a aplicării acesteia în echilibrare, identificarea rezonanței și diagnosticarea defecțiunilor este fundamentală pentru analiza avansată a vibrațiilor și esențială pentru evaluarea eficientă a dinamicii rotorului și depanarea mașinilor.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 