Brezplačno inženirsko orodje #033
Identifikator vira vibracij
Interaktivno diagnostično orodje – vnesite frekvenco vibracij v vrstnem redu hitrosti delovanja, da prepoznate verjetne vire napak pri vrtečih se strojih.
Diagnostični rezultati
Popolna referenca frekvence in napake
Analiza frekvence vibracij
Vsaka mehanska napaka povzroča vibracije na značilnih frekvencah, povezanih s hitrostjo vrtenja gredi. Z identifikacijo prevladujoče frekvence v vibracijskem spektru in njeno izražanjem kot reda (večkratnika) hitrosti gredi je mogoče določiti najverjetnejši vir napake.
Izračun reda
Kje f_vibracija je izmerjena dominantna frekvenca v Hz in RPM je hitrost vrtenja gredi.
Pogoste frekvence napak
| Red (harmonik) | Frekvenca | Primarni vir | Dodatni kazalniki |
|---|---|---|---|
| 1x | Hitrost gredi | Neuravnoteženost | Stabilna faza, sorazmerna s kvadratom hitrosti |
| 1x | Hitrost gredi | Ukrivljena gred | Visoke aksialne vibracije, fazno stabilna |
| 2x | 2 x hitrost gredi | Neporavnanost gredi | Visoka aksialna, 180° fazna sklopka |
| 3x | 3-kratna hitrost gredi | Huda neusklajenost | Prisotnih je več harmonikov |
| 0,42–0,48x | Subsinhrono | Oljni vrtinec | Drsni ležaji, odvisni od hitrosti |
| 0,5-kratnik | Hitrost polovice gredi | Ohlapnost / drgnjenje | Delni podharmoniki |
| Več harmonikov | 1x, 2x, 3x… | Mehanska ohlapnost | Veliko harmonikov hitrosti vrtenja |
| Nesinhrono | BPFO, BPFI, BSF | Poškodbe ležajev | Modulirano s hitrostjo vrtenja |
| Z x vrtljaji na minuto | Prehod rezila | Težave s pretokom | Pulzacija, kavitacija |
| Z x vrtljaji na minuto | Zobniška mreža | Težave z menjalnikom | Stranski pasovi označujejo, katera prestava |
| 2x linija (100/120 Hz) | Fiksna frekvenca | Elektrika | Izgine ob prekinitvi napajanja |
Vodnik po faznem kotu
Fazna analiza je ključnega pomena za razlikovanje napak pri isti frekvenci. Pri 1x: stabilna faza = neuravnoteženost, 180° čez sklopko = neporavnanost, nestabilna faza = ohlapnost. Vedno uporabljajte referenco tahometra.
Praktični primer
Dano: Hitrost delovanja = 1500 vrt/min, dominantna frekvenca = 75 Hz
Frekvenca hitrosti delovanja = 1500 / 60 = 25 Hz
Red = 75 / 25 = 3,0x
Glavni osumljenec: Huda neporavnanost ali mehanska ohlapnost
Priporočeno: Preverite poravnavo sklopke, preglejte pritrdilne vijake, preverite temelj
⚠️ Opomba: To orodje nudi smernice na podlagi pogostih razmerij med frekvenco napake. Dokončna diagnoza zahteva korelacijo s faznimi podatki, časovno valovno obliko, orbitalnimi diagrami, obratovalnimi pogoji in zgodovino stroja. Vedno preverite z dodatnimi meritvami.
Večina mehanskih napak povzroča vibracije pri značilnih frekvencah, povezanih s hitrostjo vrtenja gredi:
- 1× RPM: Neuravnoteženost (najpogosteje), ukrivljena gred, zračnost/rahlost
- 2× RPM: Nesoosnost (glavni pokazatelj)
- 0,42–0,48×: Oljni vrtinec (oil whirl) v drsnih ležajih
- Nesinhrone: Poškodbe ležajev
Frekvenco vibracij izrazite kot večkratnik (red) hitrosti vrtenja gredi in jo primerjajte z znanimi vzorci napak. Vedno jo povežite s fazo, trendom amplitude in obratovalnimi pogoji.
Vibracije 1× (ali sinhrone vibracije) se pojavljajo natančno pri vrtilni frekvenci gredi. Pri stroju s 3000 RPM velja 1× = 50 Hz.
Vibracije 1× so zaradi preostale neuravnoteženosti do določene mere vedno prisotne. Skrb vzbujajoče postanejo, ko amplituda preseže dopustne meje po ISO 10816/20816.
Glavni vzroki: masna neuravnoteženost, ukrivljena gred, ekscentričnost, rezonanca. Analiza faznega kota pomaga razlikovati med temi vzroki.
Vzroki za subsinhrone vibracije (pod 1× RPM) vključujejo:
- Oljni vrtinec / Oil whirl (0,42–0,48×): Nestabilnost drsnega ležaja, frekvenca sledi hitrosti vrtenja
- Oljni udar / Oil whip: Hujša oblika — frekvenca se zaklene na lastno frekvenco rotorja in ne sledi hitrosti vrtenja
- Drgnjenje (0,5×, ulomljeni redi): Stik med rotorjem in statorjem ustvarja subharmonike
- Zračnost / rahlost (0,5×): Mehanska rahlost na pritrdilnih mestih
- Rezonanca jermena: Lastna frekvenca jermena v jermenskih pogonih
Subsinhrone vibracije so pogosto nevarnejše od sinhronih, saj lahko privedejo do katastrofalne nestabilnosti.
Viri visokofrekvenčnih vibracij (nad 10× RPM):
- Poškodbe kotalnih ležajev: BPFO (zunanji obroč), BPFI (notranji obroč), BSF (kotalno telo), FTF (kletka)
- Ubiranje zobnikov: Število zob × RPM, s stranskimi pasovi
- Prehod lopatic: Število lopatic × RPM
- Električni šum/vibracije: Frekvenca prehoda utorov, komutacija
- Kavitacija: Naključne visokofrekvenčne širokopasovne vibracije
- Strukturna rezonanca: Lastne frekvence komponent
Fazni kot je kotno razmerje med vrhom vibracij in referenčno oznako na gredi (merjeno s tahometrom).
Ključne diagnostične uporabe:
- Neuravnoteženost: Stabilna, ponovljiva faza pri 1×
- Nesoosnost: Fazna razlika ~180° prek sklopke pri 1× in/ali 2×
- Zračnost / rahlost: Nestabilna, drseča faza
- Rezonanca: Fazni zamik ~90° pri lastni frekvenci, veliko ojačenje
- Ukrivljena gred: Fazni zamik 1× za ~180° med notranjim in zunanjim ležajem
Brez podatkov o fazi je pogosto nemogoče razlikovati med napakami, ki povzročajo enako frekvenco (npr. neuravnoteženost in nesoosnost pri 1×).
Postopki, opisani na tej strani, so bili razviti in terensko preizkušeni s strani ekipe Vibromera z uporabo naprave Balanset-1A, prenosnega dvokanalnega uravnoteževalnika in analizatorja vibracij za uravnoteženje rotorjev na mestu uporabe.
Profesionalni analizatorji vibracij s spektralno analizo, sledenjem redom in diagnostiko napak. Uporabljajo se v več kot 50 državah.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko je inženir vibracijske analize ter ustanovitelj in izvršni direktor podjetja Vibromera. Že več kot 15 let uravnotežuje vrtečo se opremo na terenu, in ne na preizkuševališču: mulčerje, industrijske ventilatorje, drobilnike, centrifuge, gredi in vretena. Prav iz tega dela so nastali instrumenti Balanset — zasnovani so bili kot orodje, ki ga strokovnjak lahko prinese do stroja in ga uporabi sam, na mestu samem, ne pa kot laboratorijska oprema. Vibromera je bila ustanovljena leta 2017, od leta 2023 pa ima sedež v Portu na Portugalskem. Tu potekajo razvoj, sestavljanje in podpora za linijo Balanset. Vodilni instrument je Balanset-1A, prenosni analizator za enoravninsko in dvoravninsko uravnoteženje ter za vibracijsko diagnostiko. Nikolai osebno sodeluje pri podpori strankam, pri reševanju zahtevnih primerov uravnoteženja in pri razvoju programske opreme. S strankami dela po vsem svetu, v katerem koli jeziku.
