Pochopenie frekvencie vo vibračnej analýze

Definícia: Čo je vibračná frekvencia?

Frekvencia je mierou toho, ako často sa opakujúca sa udalosť vyskytuje v danej časovej jednotke. Pri analýze vibrácií kvantifikuje „ako rýchlo“ objekt kmitá alebo vibruje. Je to najdôležitejší parameter na diagnostikovanie základnej príčiny problému so strojom. Zatiaľ čo amplitúda nám hovorí o *závažnosti* vibrácií, frekvencia nám hovorí o *zdroji*.

Diagnostická sila frekvencie

Základným princípom vibračnej diagnostiky je, že rôzne mechanické a elektrické komponenty generujú vibrácie na špecifických, predvídateľných frekvenciách, keď začnú zlyhávať. Identifikáciou frekvencií prítomných vo vibračnom podpise stroja môže analytik presne určiť komponent, ktorý spôsobuje problém. Je to analogické s tým, ako lekár používa stetoskop na počúvanie špecifických zvukov, ktoré naznačujú rôzne zdravotné stavy.

Každá potenciálna porucha má charakteristický frekvenčný podpis:

• Problém s celou rotačnou zostavou, ako napríklad nevyváženosť, zobrazí sa pri frekvencii otáčania hriadeľa (1x rýchlosť chodu).
• Problém súvisiaci s vyrovnaním dvoch hriadeľov, ako napríklad nesprávne zarovnanie, sa zvyčajne objaví pri dvojnásobnej rýchlosti behu (2x).
• Porucha na valivom telese ložisko bude generovať frekvencie na základe svojej presnej geometrie a rýchlosti hriadeľa.
• Problémy s ozubené kolesá vytvorí signály na frekvencii záberu ozubeného kolesa (GMF), čo je počet zubov vynásobený rýchlosťou ozubeného kolesa.

Jednotky frekvencie

Frekvencia sa vyjadruje v niekoľkých rôznych jednotkách a je dôležité poznať ich všetky:

1. Hertz (Hz)

Toto je štandardná medzinárodná jednotka (SI) pre frekvenciu. Jeden hertz sa rovná jednému cyklu za sekundu. Toto je najbežnejšia jednotka používaná v technickom a vedeckom kontexte.

2. Počet cyklov za minútu (CPM)

CPM sa široko používa v priemyselnej údržbe, pretože priamo súvisí s rýchlosťou otáčania strojov, ktorá sa zvyčajne meria v otáčkach za minútu (RPM). Keďže jedna minúta má 60 sekúnd, prepočet je jednoduchý:

CPM = Hz × 60

Napríklad vibrácia pri frekvencii 30 Hz sa rovná 1 800 CPM.

3. Objednávky

Rády sú násobkami primárnej prevádzkovej rýchlosti stroja. Samotná prevádzková rýchlosť je 1. rádu. Vibrácia s dvojnásobnou prevádzkovou rýchlosťou je 2. rádu, trojnásobná je 3. rádu atď. Toto je obzvlášť užitočné pri analýze strojov, ktoré menia rýchlosť, pretože rády zostanú konštantné, aj keď sa mení absolútna frekvencia v Hz alebo CPM. Napríklad nevyváženosť bude vždy 1. rádu, bez ohľadu na rýchlosť stroja.

Ako sa určuje frekvencia?

Frekvencie prítomné vo vibračnom signále sa identifikujú pomocou Rýchla Fourierova transformácia (FFT)Akcelerometer zhromažďuje signál nespracovaného časového priebehu a algoritmus FFT spracováva tento signál a vytvára frekvenčné spektrum. Toto spektrum je graf, ktorý jasne zobrazuje všetky jednotlivé frekvencie tvoriace komplexnú vibráciu, čo analytikovi umožňuje identifikovať vrcholy a priradiť ich k potenciálnym zdrojom porúch.

Vzťah medzi frekvenciou, rýchlosťou a zrýchlením

Pre danú úroveň vibračnej energie sú amplitúdy posunutia, rýchlosti a zrýchlenia vysoko závislé od frekvencie. Preto sa pre rôzne frekvenčné rozsahy uprednostňujú rôzne merné jednotky:

• Nízke frekvencie: Posun je najvyšší.
• Stredné frekvencie: Rýchlosť je najvyššia.
• Vysoké frekvencie: Zrýchlenie je najvyššie.

Pochopenie frekvencie je kľúčom k odomknutiu diagnostického potenciálu vibračnej analýzy a transformácii surových údajov na užitočné informácie o údržbe.

← Späť na hlavný index