Razumevanje asinhronih vibracij

Naprave

Prenosni balanser in analizator vibracij Balanset-1A

$2,358.31

Deli

Senzor vibracij

$107.47

Deli

Optični senzor (laserski tahometer)

$148.07

Naprave

Balanset-4

$8,123.32

Deli

Magnetno stojalo velikosti 60 kgf

$54.93

Deli

Reflektivni trak

$11.94

Naprave

Dinamični balanser "Balanset-1A" OEM

$2,071.73

Definicija: Kaj je asinhrono nihanje?

Asinhrone vibracije (imenovano tudi nesinhrono nihanje) je vibracije pri frekvencah, ki niso natančni celoštevilski večkratniki (redov) vrtilne hitrosti gredi. Za razliko od sinhrone vibracije od neravnovesje ali neusklajenost (ki se vedno pojavi pri 1×, 2×, 3× hitrosti delovanja), se asinhrone vibracije pojavljajo pri frekvencah, ki jih določajo geometrija komponente, elektromagnetni učinki ali zunanji viri in ne vrtenje gredi.

Razumevanje razlike med sinhronimi in asinhronimi vibracijami je bistveno za diagnostiko strojev, saj pomaga prepoznati vir vibracij: sinhrone komponente kažejo na vrtečo se maso ali geometrijske težave, medtem ko asinhrone komponente kažejo na težave z kotalnimi elementi, električne napake ali vplive zunaj samega rotorja.

Pogosti viri asinhronih vibracij

1. Okvare kotalnih ležajev (najpogostejše)

Primarni vir asinhronih vibracij:

• Frekvence napak ležajev: BPFO, BPFI, BSF, FTF niso natančni večkratniki hitrosti gredi.
• Primer: Motor s 1800 vrt/min (30 Hz), BPFO je lahko 107 Hz (3,57 × hitrost gredi, ne celo število)
• Diagnostična vrednost: Asinhrone frekvence takoj kažejo na težavo z ležaji
• Analiza ovojnice: Primarna tehnika za zaznavanje asinhronih komponent ležajev

2. Električne frekvence

Elektromagnetne vibracije, ki niso povezane s hitrostjo gredi:

• 2× Frekvenca omrežja: 120 Hz (sistemi 60 Hz) ali 100 Hz (50 Hz), neodvisno od hitrosti motorja
• Primer: 2-polni motor s 60 Hz deluje s 3550 vrt/min (59,2 Hz), vendar ima vibracije 2×f pri 120 Hz (2,03× hitrost gredi)
• Pogostost prehoda droga: Morda ni natančen celoštevilski večkratnik
• Harmoniki VFD-ja: Preklopne frekvence, ki niso povezane s hitrostjo gredi

3. Zunanji viri

• Sosednja oprema: Vibracije, ki se prenašajo iz bližnjih strojev
• Stavba/temelj: Strukturne resonance pri fiksnih frekvencah
• Pulzacije procesa: Tlačni valovi v cevovodih
• Akustične resonance: Stoječi valovi v kanalih ali ohišjih

4. Subsinhrone nestabilnosti

• Oljni vrtinec: Običajno 0,42–0,48 × hitrost gredi (ne ravno polovica)
• Oljni bič: Zaklepanje pri naravni frekvenci, ni povezano s hitrostjo gredi
• Nestabilnost tesnil: Pogosto pri frekvencah, ki jih določa dinamika tekočin

5. Naključne vibracije

• Kavitacija: Naključni zlom mehurčkov, širokopasovni dostop
• Turbulenca: Naključna nihanja pretoka
• Drgnjenje: Kaotičen stik, ki ustvarja neperiodične vibracije

Identifikacija v Spectri

Značilnosti spektra

• Fiksna frekvenca: Pojavi se pri isti vrednosti Hz ne glede na spremembe hitrosti
• Spremembe naročila: Če se hitrost spreminja, se asinhrone frekvence spremenijo (razmerje × hitrost gredi)
• Slapna parcela: Asinhrone komponente so prikazane kot navpične črte, sinhrone pa kot diagonalne.
• Spektrum naročila: Asinhroni vrhovi pri neceloštevilskih redih (2,47×, 3,57× itd.)

Diagnostični postopek

1. Določite hitrost teka: Od 1× vrha ali tahometra
2. Izračunaj naročila: Vsako najvišjo frekvenco delite s frekvenco hitrosti delovanja
3. Celoštevilski ukazi: Sinhrone vibracije (1,00×, 2,00×, 3,00×)
4. Neceloštevilski ukazi: Asinhrone vibracije (2,47×, 3,57× itd.)
5. Ujemanje z vrstami napak: Primerjajte izračunane frekvence s frekvencami ležajev, električnimi frekvencami itd.

Diagnostični pomen

Okvare ležajev

• Asinhrone frekvence pri BPFO, BPFI, BSF takoj kažejo na težavo z ležaji
• Izračunajte frekvence ležajev in jih primerjajte z opazovanimi vrhovi
• Ujemanje znotraj ±5% potrjuje napako ležaja
• Harmoniki in stranski pasovi zagotavljajo dodatno potrditev

Elektromagnetne težave

• 2× omrežna frekvenca pri 100/120 Hz kaže na težave s statorjem ali zračno režo
• Fiksna frekvenca, neodvisna od sprememb hitrosti
• Trenutna analiza potrjuje električni izvor

Zunanje vibracije

• Vrhovi, ki niso povezani s hitrostjo stroja ali ležaji
• Lahko se ujema s hitrostmi bližnje opreme
• Potrebna je preiskava vira
• Potrebna je izolacija ali korekcija vira

Tehnike analize asinhronih vibracij

Analiza ovojnice

• Primarna tehnika za odkrivanje napak ležajev
• Izboljša asinhrone ponavljajoče se vplive
• Duši sinhrone nizkofrekvenčne komponente
• Jasno prikazuje frekvence ležajev

Visokofrekvenčno pospeševanje

• Napake asinhronih ležajev, pogosto v visokofrekvenčnem območju (> 1 kHz)
• Uporabite merilnike pospeška in visoke nastavitve Fmax
• Zazna udarce in visokofrekvenčne resonance

Analiza kepstruma

• Učinkovito za iskanje periodičnih vzorcev v asinhronih signalih
• Zazna družine harmonikov ali stranskih pasov
• Uporabno za kompleksne podpise ležajev in zobnikov

Praktični primeri

Motor z okvaro ležaja

• Hitrost teka: 1750 vrt/min (29,17 Hz)
• Sinhrone komponente: 1× pri 29,17 Hz, 2× pri 58,34 Hz
• Asinhrona komponenta: Najvišja vrednost pri 107 Hz (3,67 × hitrost gredi)
• Diagnoza: 107 Hz se ujema z izračunanim BPFO → napaka zunanjega obroča
• Potrditev: Asinhrona narava potrjuje težavo z ležajem in ne z rotorjem

VFD motor s spremenljivo hitrostjo

• Hitrost motorja se giblje med 1200 in 1800 vrt/min
• 1× vrh se premika s hitrostjo (sinhrono)
• Vrh 120 Hz ostane fiksen (asinhronska 2× omrežna frekvenca)
• Diagnoza: Elektromagnetna komponenta iz napajanja 60 Hz

Asinhrone vibracije predstavljajo poseben razred vibracij strojev z edinstvenimi diagnostičnimi posledicami. Prepoznavanje asinhronih komponent prek njihovih neceloštevilskih vrstnih razmerij, fiksnih frekvenc kljub spremembam hitrosti ali vertikalnih značilnosti v slapnih diagramih omogoča natančno prepoznavanje napak ležajev, električnih težav in zunanjih vplivov, kar vodi do ustreznih diagnostičnih in korektivnih strategij.

---

← Nazaj na glavno kazalo