Бесплатный инженерный инструмент · № 008
Калькулятор гармонических частот
Преобразование оборотов в минуту (RPM) в герцы (Hz) и отображение гармоник от 1-й до 20-й. Незаменимый инструмент для анализа вибрации и диагностики оборудования.
Результаты
| Порядок (гармоника) | Частота (Гц) | CPM | Период (мс) |
|---|
Преобразование оборотов в минуту в герцы
Основная частота (1-го порядка) в герцах равна скорости вращения, деленной на 60:
Гармонические частоты
Каждая гармоника (порядок) представляет собой целое кратное основной частоты:
где n — это порядок гармоники (1, 2, 3, …).
Угловая скорость
Распространенные источники гармоник в вибрации
| Порядок (гармоника) | Общий источник |
|---|---|
| 1× | Дисбаланс, искривление вала, эксцентриситет |
| 2× | Несоосность (угловая/параллельная), люфт |
| 3× | Несоосность (серьёзная), люфт |
| N× | Проход лопаток (N = количество лопаток) |
| Z× | Частота зацепления зубчатых колес (Z = количество зубьев) |
| ½× | Масляный вихрь, трение |
| 0,43× | Масляный хлыст |
Практический пример
Дано: Скорость = 3000 об/мин
1× = 3000 / 60 = 50 Гц (3000 циклов в минуту)
2× = 2 × 50 = 100 Гц (6000 циклов в минуту)
3× = 3 × 50 = 150 Гц (9000 циклов в минуту)
Период = 1 / 50 = 20 мс
ω = 2π × 50 = 314,16 рад/с
💡 Совет: В вибрационном анализе спектральный рисунок является ключевым диагностическим инструментом. Дисбаланс проявляется в виде доминирующего пика 1×, несоосность — в виде сильного пика 2× (а иногда и 3×), а дефекты подшипников — в виде несинхронных частот, связанных с геометрией подшипника.
Просто разделите частоту вращения в об/мин (RPM) на 60:
Hz = RPM / 60
Например: 3000 об/мин / 60 = 50 Гц. Это даёт основную (оборотную, 1×) частоту вращения.
Гармоники — это целые кратные основной (оборотной, 1×) частоты:
- 1× = первая гармоника (оборотная частота) = одно событие за оборот
- 2× = вторая гармоника = два события за оборот
- 3× = третья гармоника = три события за оборот
Различные дефекты порождают характерный гармонический состав спектра. Дисбаланс проявляется преимущественно на 1×, расцентровка валов даёт выраженную 2× и иногда 3×, а лопаточная частота равна произведению числа лопаток на 1×.
Оборотная частота 1× (один цикл за оборот) — важнейшая составляющая спектра вибрации. Основные источники вибрации на 1×:
- Дисбаланс масс — наиболее распространённая причина
- Прогиб (искривление) вала — вызывает вибрацию на 1× с заметной осевой составляющей
- Эксцентриситет ротора — в электрических машинах
- Резонанс — если собственная частота конструкции совпадает с 1×
Фаза вибрации на частоте 1× играет ключевую роль при балансировке — она указывает направление «тяжёлого места».
Высшие гармоники позволяют диагностировать конкретные механические дефекты:
- 2×: Расцентровка валов (угловая и параллельная), ослабление крепления, поперечная трещина вала
- 3× и выше: Сильная расцентровка, механическая нежёсткость (ослабление посадок)
- Лопаточная частота (N×): Гидро- и аэродинамические дефекты рабочего колеса или крыльчатки вентилятора
- Зубцовая частота (Z×): Дефекты зубчатого зацепления
Отношение амплитуд высших гармоник к амплитуде 1× является важным диагностическим признаком.
Hz (Герц) = число циклов в секунду. Абсолютная единица частоты.
CPM (циклов в минуту) = Hz × 60. Для первой гармоники (1×) численно совпадает с об/мин (RPM).
Порядки (1×, 2×, ...) = кратности частоте вращения вала. Нормированы по скорости вращения — остаются неизменными при изменении оборотов.
Пример при 3000 об/мин: 1× = 50 Гц = 3000 CPM; 2× = 100 Гц = 6000 CPM.
Процедуры, описанные на этой странице, были разработаны и опробованы в полевых условиях командой Vibromera с использованием Balanset-1A — портативного двухканального балансировочного прибора и анализатора вибрации для балансировки роторов на месте эксплуатации.
Выявляйте гармоники, диагностируйте неисправности и балансируйте роторы на месте с помощью наших профессиональных вибрационных анализаторов и портативных систем балансировки.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko — инженер по вибрационному анализу, основатель и генеральный директор Vibromera. Более 15 лет он балансирует вращающееся оборудование в полевых условиях, а не на испытательном стенде: мульчеры, промышленные вентиляторы, дробилки, центрифуги, валы и шпиндели. Именно из этой работы выросли приборы Balanset — они задумывались как инструмент, который специалист может принести к машине и применить самостоятельно, прямо на месте, а не как лабораторное оборудование. Vibromera основана в 2017 году, а с 2023 года базируется в Порту, Португалия. Здесь происходят разработка, сборка и поддержка линейки Balanset. Флагманский прибор — Balanset-1A, портативный анализатор для одно- и двухплоскостной балансировки и вибродиагностики. Nikolai лично участвует в поддержке клиентов, в разборе сложных случаев балансировки и в разработке программного обеспечения. Он работает с клиентами по всему миру, на любом языке.
