Analiza vibrațiilor este o tehnică cheie pentru diagnosticarea stării tehnice a mașinilor. Diferite defecțiuni ale mașinilor produc modele caracteristice în spectrul de frecvență al vibrațiilor. Prin examinarea spectrului de frecvență al vibrațiilor mașinilor (de obicei prin analiza FFT), se pot identifica tipuri specifice de defecte. Mai jos, categoriile comune de defecte (dezechilibru, nealiniere, slăbire, defecte ale rulmenților, defecte ale angrenajelor) sunt prezentate în tabele. Fiecare tabel prezintă subtipurile defectului, descriind spectrul lor tipic de vibrații, componentele spectrale observate, caracteristicile cheie de identificare și un grafic ilustrativ al spectrului (încorporat ca SVG). Toate referințele de frecvență utilizează multipli ai vitezei de funcționare (de exemplu, „1×” = frecvență o dată pe rotație).
Dezechilibru
| Tipul defectului | Descrierea spectrului | Scurtă descriere a componentelor spectrale | Caracteristică cheie | Grafic SVG |
|---|---|---|---|---|
| Dezechilibru static (Un singur plan) | Spectrul este dominat de un singur vârf la viteza fundamentală de funcționare (1× RPM):. Vibrația este sinusoidală, cu energie minimă la alte frecvențe. | În principal o componentă puternică de frecvență rotațională 1×. Armonice superioare puține sau deloc (un ton pur 1×):. | Amplitudine mare de 1× în toate direcțiile radiale: vibrația la ambele rulmenți este în fază (fără diferență de fază între cele două capete):. Se observă adesea o defazare de aproximativ 90° între măsurătorile orizontale și verticale la același rulment:. | |
| Dezechilibru dinamic (Două planuri/Cuplu) | Spectrul prezintă, de asemenea, un vârf de frecvență dominant o dată pe rotație (1×), similar cu dezechilibrul static. Vibrația are loc la viteza de rotație, fără un conținut semnificativ de frecvență mai mare dacă singura problemă este dezechilibrul. | Componentă dominantă de 1× RPM (adesea cu o „balansare” sau oscilație a rotorului):. Armonicile superioare sunt în general absente, cu excepția cazului în care sunt prezente alte defecte. | 1× vibrația la fiecare rulment este defazat – există o diferență de fază de aproximativ 180° între vibrațiile de la cele două capete ale rotorului: (indicând un dezechilibru al cuplului). Vârful puternic de 1× cu această relație de fază este semnătura dezechilibrului dinamic. |
Nealiniere
| Tipul defectului | Descrierea spectrului | Scurtă descriere a componentelor spectrale | Caracteristică cheie | Grafic SVG |
|---|---|---|---|---|
| Nealiniere paralelă (Arbori decalate) | Spectrul de vibrații prezintă o energie crescută la fundamentală (1×) și la armonicele sale la viteza de rulare 2× și 3×, în special în direcția radială. De obicei, componenta 1× este dominantă, cu prezența nealinierii, însoțită de o componentă 2× notabilă. | Conține vârfuri semnificative la frecvențe de rotație ale arborelui de 1×, 2× și 3×. Acestea apar predominant în măsurătorile vibrațiilor radiale (perpendiculare pe arbore):. | Vibrațiile mari de 1× și 2× în direcția radială sunt indicative. Se observă adesea o diferență de fază de 180° între măsurătorile vibrațiilor radiale pe părțile opuse ale cuplajului, ceea ce o distinge de un dezechilibru pur. | |
| Nealiniere unghiulară (Arbori înclinați) | Spectrul de frecvență prezintă armonice puternice ale vitezei arborelui, în special o componentă proeminentă de 2× a vitezei de rulare, pe lângă cea de 1×: Apar vibrații la 1×, 2× (și adesea 3×), vibrațiile axiale (de-a lungul arborelui) fiind semnificative. | Vârfuri notabile la 1× și 2× (și uneori 3×) de viteză de rulare: Componenta 2× este adesea la fel de mare sau mai mare decât 1×. Aceste frecvențe sunt pronunțate în spectrul de vibrații axiale (de-a lungul axei mașinii): | Amplitudine relativ mare a celei de-a doua armonice (2×) în comparație cu 1×, combinată cu vibrații axiale puternice. Măsurătorile axiale de pe ambele părți ale cuplajului sunt defazate cu 180°, un semn distinctiv al nealinierii unghiulare. |
Slăbiciune
| Tipul defectului | Descrierea spectrului | Scurtă descriere a componentelor spectrale | Caracteristică cheie | Grafic SVG |
|---|---|---|---|---|
| Slăbire mecanică (Slăbire a componentelor) | Spectrul este bogat în armonice ale vitezei de rulare. O gamă largă de multipli întregi de 1× (de la 1× până la ordine superioare, cum ar fi ~10×) apar cu amplitudini semnificative. În cazuri avansate, pot apărea și frecvențe subarmonice (de exemplu, 0,5×). | Domină armonicele multiple de viteză de funcționare (1×, 2×, 3× ... până la aproximativ 10×). Ocazional, pot fi prezente componente de frecvență fracționare (de jumătate de ordin) la 1/2×, 3/2× etc., din cauza impacturilor repetitive. | O „serie armonică” distinctă de vârfuri în spectru – numeroase vârfuri egal distanțate la multipli întregi ai frecvenței de rotație. Aceasta indică piese slăbite sau montate necorespunzător care cauzează impacturi repetate. Prezența multor armonice (și posibil a subarmonicelor de jumătate de ordin) este o semnătură cheie. | |
| Slăbiciune structurală (Slăbire bază/montare) | Spectrul de vibrații este adesea dominat de o viteză de funcționare de una sau două ori mai mare. În mod obișnuit, în spectru va apărea un vârf la 1× RPM și/sau un vârf la 2× RPM. Armonicile superioare, dincolo de 2×, au de obicei o amplitudine mult mai mică în comparație cu aceste valori fundamentale. | Prezintă în principal componente de frecvență la 1× și 2× viteza arborelui. Alte armonice (3×, 4× etc.) sunt în general absente sau minore. Componenta 1× sau 2× poate predomina în funcție de natura slăbiciunii (de exemplu, un impact pe rotație sau două impacturi pe rotație). | Un vârf semnificativ mai mare de 1× sau 2× (sau ambele) în raport cu restul spectrului, indicând slăbirea suporturilor sau a structurii. Adesea, vibrația este mai puternică în direcție verticală dacă mașina este montată slăbit. Unul sau două vârfuri dominante de ordin inferior, cu puține armonice superioare, sunt caracteristice slăbirii structurale sau a fundației. |
Defecte ale rulmenților
| Tipul defectului | Descrierea spectrului | Scurtă descriere a componentelor spectrale | Caracteristică cheie | Grafic SVG |
|---|---|---|---|---|
| Defect al cursei exterioare | Spectrul de vibrații prezintă o serie de vârfuri corespunzătoare frecvenței defectelor de pe calea de rulare exterioară și armonicilor acestora. Aceste vârfuri sunt de obicei la frecvențe mai mari (nu multipli întregi ai rotației arborelui) și indică fiecare dată când un element rulant trece peste defectul de pe calea de rulare exterioară. | Sunt prezente multiple armonice ale frecvenței de trecere a bilei pe calea exterioară (BPFO). De obicei, în spectru pot fi observate 8-10 armonice ale BPFO pentru o defecțiune pronunțată a căii exterioare. Spațierea dintre aceste vârfuri este egală cu BPFO (o frecvență caracteristică determinată de geometria și viteza rulmentului). | Un șir distinct de vârfuri la BPFO și armonicele sale succesive este semnătura. Prezența numeroaselor vârfuri de înaltă frecvență, distanțate uniform (BPFO, 2×BPFO, 3×BPFO, ...), indică în mod clar un defect al rulmentului exterior al roții. | |
| Defect interior al rasei | Spectrul pentru un defect de cursă internă prezintă mai multe vârfuri proeminente la frecvența defectului de cursă internă și la armonicele sale. În plus, fiecare dintre aceste vârfuri de frecvență ale defectului este de obicei însoțit de vârfuri de bandă laterală distanțate la frecvența vitezei de rulare (1×). | Conține armonice multiple ale frecvenței de trecere a bilei din calea interioară (BPFI), adesea de ordinul a 8-10 armonice. În mod caracteristic, aceste vârfuri BPFI sunt modulate de benzi laterale la ±1× RPM - ceea ce înseamnă că lângă fiecare armonică BPFI apar vârfuri laterale mai mici, separate de vârful principal cu o valoare egală cu frecvența de rotație a arborelui. | Semnul revelator este prezența armonicelor de frecvență ale defectelor de cale interioară (BPFI) cu un model de bandă laterală. Benzile laterale distanțate la viteza arborelui în jurul armonicelor BPFI indică faptul că defectul de cale interioară este încărcat o dată pe rotație, confirmând o problemă a căii interioare și nu a căii exterioare. | |
| Defect al elementului rulant (Bile/Role) | Un defect al elementului de rulare (bilă sau rolă) produce vibrații la frecvența de rotație a elementului de rulare și la armonicele sale. Spectrul va afișa o serie de vârfuri care nu sunt multipli întregi ai vitezei arborelui, ci mai degrabă multipli ai frecvenței de rotație a bilei/rolei (BSF). Unul dintre aceste vârfuri armonice este adesea semnificativ mai mare decât celelalte, reflectând câte elemente de rulare sunt deteriorate. | Vor apărea vârfuri la frecvența fundamentală a defectelor elementului de rulare (BSF) și armonicele sale. De exemplu, BSF, 2×BSF, 3×BSF etc. În mod special, modelul de amplitudine al acestor vârfuri poate indica numărul de elemente deteriorate - de exemplu, dacă a doua armonică este cea mai mare, ar putea sugera că două bile/role au despicări. Adesea, aceasta este însoțită de vibrații la frecvențele defectelor de cursă, deoarece deteriorarea elementului de rulare duce de obicei și la deteriorarea cursei. | Prezența unei serii de vârfuri distanțate de BSF (frecvența de rotație a elementului rulmentului) și nu de frecvența de rotație a arborelui identifică un defect al elementului de rulare. O amplitudine deosebit de mare a armonicei N a BSF implică adesea că N elemente sunt deteriorate (de exemplu, un vârf 2×BSF foarte mare ar putea indica două bile cu defecte). | |
| Defect al coliviei (Colivia rulmentului / FTF) | Un defect al coliviei (separatorului) unui rulment produce vibrații la frecvența de rotație a coliviei – frecvența fundamentală a trenului (FTF) – și la armonicele acesteia. Aceste frecvențe sunt de obicei subsincrone (sub viteza arborelui). Spectrul va arăta vârfuri la FTF, 2×FTF, 3×FTF etc. și adesea o oarecare interacțiune cu alte frecvențe ale rulmentului datorită modulației. | Vârfuri de joasă frecvență corespunzătoare frecvenței de rotație a coliviei (FTF) și multiplilor întregi ai acesteia. De exemplu, dacă FTF ≈ 0,4× viteza arborelui, puteți observa vârfuri la ~0,4×, ~0,8×, ~1,2× etc. În multe cazuri, un defect al coliviei coexistă cu defecte de cursă, astfel încât FTF poate modula semnalele defectelor de cursă, producând frecvențe de sumă/diferență (benzi laterale în jurul frecvențelor de cursă). | Unul sau mai multe vârfuri subarmonice (sub 1×) care se aliniază cu rata de rotație a coliviei (FTF) indică o problemă a coliviei. Aceasta apare adesea alături de alte indicații de defecțiune a rulmentului. Semnătura cheie este prezența FTF și a armonicelor sale în spectru, ceea ce este altfel mai puțin frecvent, cu excepția cazului în care coliva este defectă. |
Defecțiuni ale angrenajului
| Tipul defectului | Descrierea spectrului | Scurtă descriere a componentelor spectrale | Caracteristică cheie | Grafic SVG |
|---|---|---|---|---|
| Excentricitatea angrenajului / Arbore îndoit | Această defecțiune provoacă modularea vibrației angrenajului dințat. În spectru, vârful frecvenței angrenajului dințat (GMF) este înconjurat de vârfuri ale benzii laterale distanțate la frecvența de rotație a arborelui dințat (1× turația angrenajului). Adesea, vibrația proprie a angrenajului, la 1× viteza de funcționare, este, de asemenea, ridicată din cauza efectului de dezechilibru al excentricității. | Creștere notabilă a amplitudinii la frecvența angrenajului și la armonicele sale inferioare (de exemplu, 1×, 2×, 3× GMF). Benzile laterale clare apar în jurul GMF (și uneori în jurul armonicelor sale) la intervale egale cu 1× viteza de rotație a roții dințate afectate. Prezența acestor benzi laterale indică modulația amplitudinii frecvenței angrenajului prin rotația roții dințate. | Frecvența de angrenare a roților dințate cu benzi laterale pronunțate la 1× frecvența roților dințate este caracteristica caracteristică. Acest model de benzi laterale (vârfuri egal distanțate în jurul GMF de viteza de rulare) indică puternic excentricitatea roților dințate sau un arbore dințat îndoit. În plus, vibrația fundamentală (1×) a roților dințate poate fi mai mare decât în mod normal. | |
| Uzura sau deteriorarea dinților angrenajului | Defecțiunile dinților angrenajului (cum ar fi dinții uzați sau rupți) produc o creștere a vibrațiilor la frecvența angrenajului angrenajului și la armonicele acestuia. Spectrul prezintă adesea vârfuri multiple GMF (1×GMF, 2×GMF etc.) de amplitudine mare. În plus, în jurul acestor vârfuri GMF apar numeroase frecvențe cu bandă laterală, distanțate de frecvența de rotație a arborelui. În unele cazuri, se poate observa și excitația frecvențelor naturale ale angrenajului (rezonanțe) cu benzi laterale. | Vârfuri ridicate la frecvența de angrenare a roții dințate (frecvența de angrenare a dinților) și la armonicele acesteia (de exemplu, 2×GMF). În jurul fiecărei armonice GMF majore, există vârfuri ale benzilor laterale separate de 1× viteza de rulare. Numărul și dimensiunea benzilor laterale din jurul componentelor GMF 1×, 2×, 3× tind să crească odată cu severitatea deteriorării dinților. În cazuri grave, pot apărea vârfuri suplimentare corespunzătoare frecvențelor de rezonanță ale roții dințate (cu propriile benzi laterale). | Semnul distinctiv este reprezentat de armonice multiple de frecvență ale angrenajului de mare amplitudine, însoțite de modele dense de benzi laterale. Aceasta indică o trecere neregulată a dinților din cauza uzurii sau a unui dinte rupt. O angrenaj puternic uzat sau deteriorat va prezenta benzi laterale extinse (la intervale de 1× viteza angrenajului) în jurul vârfurilor de frecvență ale angrenajului, distingând-o de o angrenaj sănătos (care ar avea un spectru mai curat concentrat la GMF). |
RO 
EN 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
EL 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
NB 
PL 
PT_BR 
PT 
RU 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UK 
VI
0 Comentarii