Pochopenie fázového uhla vo vibráciách

Zariadenia

Prenosný vyvažovač a analyzátor vibrácií Balanset-1A

Diely

Optický senzor (laserový tachometer)

Kompletná sada na vibračnú diagnostiku a vyvažovanie od spoločnosti Vibromera vrátane štyroch vibračných senzorov s káblami, modulu signálneho rozhrania, laserového tachometra s magnetickým stojanom, digitálnej váhy, USB kábla a prenosného puzdra. Systém je určený na vyvažovanie rotorov poľa a monitorovanie stavu priemyselných zariadení.

Zariadenia

Magnetický stojan Insize-60-kgf

Diely

Dynamický balancer "Balanset-1A" OEM

Definícia: Čo je fázový uhol?

Fázový uhol (často jednoducho nazývané fáza) je uhlová poloha vrcholu meraná v stupňoch (0 – 360°) vibrácie vzhľadom na referenčnú značku na rotačnom hriadeli s hodnotou raz za otáčku (z tachometer alebo kľúčový fázor). Alternatívne môže predstavovať časový vzťah medzi dvoma vibračnými signálmi na rovnakej frekvencii. Fázový uhol poskytuje informáciu “kedy”, ktorá dopĺňa amplitúda (“koľko”), ktoré spolu tvoria kompletný vibračný vektor s veľkosťou aj smerom.

Fázový uhol je absolútne kritický pre vyvažovanie rotora (určuje, kam umiestniť korekčné závažia), kritická rýchlosť identifikácia (fázový posun o 180° potvrdzuje rezonanciu) a diagnostika porúch (fázové vzorce rozlišujú rôzne typy porúch). Bez fázových informácií by mnohé diagnostické a nápravné postupy neboli možné.

Meranie fázy vzhľadom na Keyphasor

Referenčný systém

Referenčná značka: Reflexná páska alebo zárez na hriadeli
Senzor: Optický alebo magnetický tachometer detekuje prechod značky
Pulz raz za otáčku: Definuje referenčný uhol 0°
Časovanie vibrácií: Kedy sa vyskytuje maximálna vibrácia vzhľadom na značku?
Uhlové meranie: Vyjadrené v stupňoch (0 – 360°)

Dohovor

0°: Poloha referenčnej značky
Smer: Typicky sa zvyšuje v smere otáčania
Príklad: Fáza = 90° znamená, že vrchol vibrácií sa objaví uhol 90° (štvrť otáčky) po prejdení referenčnej značky okolo snímača.

Kritické aplikácie

1. Vyváženie (najdôležitejšie)

Fáza určuje uhlovú polohu korekčného závažia:

Meranie fázy vibrácií vyvolaných nevyváženosťou
Fáza označuje uhlové umiestnenie ťažkého miesta
Korekčná hmotnosť umiestnené o 180° od ťažkého miesta
Pre efektívne vyváženie je potrebná fázová presnosť ±5-10°
Bez fázy je vyváženie nemožné

2. Identifikácia kritickej rýchlosti

Fázový posun potvrdzuje rezonanciu:

Pod kritickou rýchlosťou: fáza relatívne konštantná
Prechod kritickým bodom: charakteristický fázový posun o 180°
Nad kritickou hodnotou: fázový posun o 180° od hodnoty pod kritickou hodnotou
Fázová zmena zapnutá Bodeho graf definitívny indikátor rezonancie
Samotný amplitúdový vrchol nie je dostatočný – musí existovať fázový posun

3. Diagnostika porúch

Nerovnováha

Fázovo stabilný a opakovateľný
Rovnaká fáza pri všetkých rýchlostiach (pod kritickou hodnotou)
Fázové značky umiestnenia ťažkých škvŕn

Nesprávne zarovnanie

Charakteristické fázové vzťahy medzi ložiskami
Axiálne rozmery sa často líšia o 180° na hnacom a nepoháňanom konci
Diagnostika radiálnych fázových vzorov pre typ nesprávneho zarovnania

Prasklina v hriadeli

Fáza 1× a 2× zmeny počas spustenia/vypnutia
Odlišné správanie ako pri normálnej nerovnováhe
Fázové variácie naznačujú „crack breath“ (dýchanie trhlín)

Voľnosť

Nesprávne, nestabilné fázové hodnoty
Fáza sa medzi meraniami mení o ±30 – 90°
Diagnostika neopakovateľnosti pre uvoľnenie

Fáza medzi dvoma meracími bodmi

V fáze (rozdiel 0°)

Oba body vibrujú spoločne
Pohybujte sa súčasne rovnakým smerom
Označuje pevné pripojenie alebo režim pod rezonanciou
Bežné pre ložiská na tom istom rotore pod kritickou rýchlosťou

Mimo fázy (rozdiel 180°)

Body vibrujú opačne
Jeden hore, zatiaľ čo druhý dole
Označuje uzol tvaru módu medzi bodmi alebo nad rezonanciou
Diagnostika prepojenej nevyváženosti, určitých vzorcov nesúososti

90° rozdiel (kvadratúra)

Body vibrujú s 90° časovým oneskorením
Jeden dosiahne vrchol, zatiaľ čo druhý je na nule
Môže naznačovať kruhový alebo eliptický pohyb
Bežné pri rezonanciách alebo v určitých geometriách

Výzvy merania

Požiadavky na fázovú presnosť

Vyvažovanie: Presnosť ±5 – 10°
Kritická rýchlosť: ±10-20° prijateľné
Diagnostika poruchy: ±15 – 30° často postačuje

Faktory ovplyvňujúce presnosť

Kvalita tachometra: Čistenie pulzu raz za otáčku je nevyhnutné
Pozícia referenčnej značky: Musí byť bezpečné a viditeľné
Kvalita signálu: Vyžaduje sa dobrý pomer signálu k šumu
Filtrovanie: Filtre môžu zavádzať fázové posuny
Stabilita rýchlosti: Zmeny rýchlosti ovplyvňujú meranie fázy

Bežné chyby

Posunutá referenčná značka (odlepenie pásky, posunutie značky)
Nesprávne nastavenie alebo prerušovaný tachometer
Nízka amplitúda signálu (šum ovplyvňuje fázu)
Pre fázu je vybraná nesprávna frekvenčná zložka

Fáza zavádzania vektorovej analýzy

Polárna reprezentácia

Vektor vibrácií má veľkosť a fázu
Veľkosť = amplitúda
Fáza = uhol
Nakreslené na polárny graf na vyváženie

Sčítanie vektorov

Sčítanie vektorov vyžaduje amplitúdu aj fázu
Fáza určuje, ako sa vektory kombinujú
0° fáza: vektory sa sčítavajú aritmeticky
180° fáza: vektory odčítajú
Ďalšie fázy: použitie vektorovej matematiky

Dokumentácia a komunikácia

Štandardný formát

Hlásiť ako: “Amplitúda @ fáza”
Príklad: “5,2 mm/s pri 47°”
Uveďte frekvenciu: “5,2 mm/s pri 47° pri 1×”
Zadajte referenciu (polohu kľúčového fázora)

Fázové grafy

Fáza vs. rýchlosť (dolná krivka Bodeho grafu)
Fáza vs. frekvencia
Polárne grafy pre vyvažovanie
Fázové mapy pre analýzu ODS

Fázový uhol je základným časovým rozmerom vibračnej analýzy, ktorý transformuje merania amplitúdy na kompletné vibračné vektory. Pochopenie fázového merania, interpretácie a aplikácie pri vyvažovaní, identifikácii rezonancií a diagnostike porúch je základom pokročilej vibračnej analýzy a nevyhnutné pre efektívne posúdenie dynamiky rotora a riešenie problémov so strojmi.

← Späť na hlavný index

Čo je fázový uhol? Časový vzťah vo vibráciách

Publikované používateľom admin dňa október 31, 2025 október 31, 2025