Razumevanje faznega kota pri vibracijah

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 fazni kot?

Fazni kot (pogosto imenovano preprosto faza) je kotni položaj vrha, merjen v stopinjah (0–360°) vibracije glede na referenčno oznako enkrat na vrtenje na vrtljivi gredi (iz tahometer ali ključni fazor). Lahko pa predstavlja časovno razmerje med dvema vibracijskima signaloma na isti frekvenci. Fazni kot zagotavlja informacijo “kdaj”, ki dopolnjuje amplituda (“koliko”), ki skupaj tvorijo popoln vektor vibracij z magnitudo in smerjo.

Fazni kot je absolutno ključnega pomena za uravnoteženje rotorja (določa, kam namestiti korekcijske uteži), kritična hitrost identifikacija (fazni premik za 180° potrdi resonanco) in diagnoza napak (fazni vzorci razlikujejo različne vrste napak). Brez faznih informacij bi bili številni diagnostični in korektivni postopki nemogoči.

Fazna meritev glede na Keyphasor

Referenčni sistem

• Referenčna oznaka: Odsevni trak ali zareza na gredi
• Senzor: Optični ali magnetni tahometer zazna prehod oznake
• Enkratni impulz na revolucijo: Določa referenco 0°
• Čas vibracij: Kdaj se pojavi največja vibracija glede na oznako?
• Kotna meritev: Izraženo v stopinjah (0–360°)

Konvencija

• 0°: Položaj referenčne oznake
• Smer: Običajno se povečuje v smeri vrtenja
• Primer: Faza = 90° pomeni, da se najvišja vibracija pojavi pri 90° (četrt obrata) po tem, ko referenčna oznaka preide mimo senzorja.

Kritične aplikacije

1. Uravnoteženje (najpomembnejše)

Faza določa kotni položaj korekcijske uteži:

• Izmerite fazo vibracij, ki jih povzroča neuravnoteženost
• Faza označuje kotno lokacijo težke točke
• Korekcijska teža postavljeno za 180° od težkega mesta
• Za učinkovito uravnoteženje je potrebna fazna natančnost ±5–10°
• Brez faze je uravnoteženje nemogoče

2. Identifikacija kritične hitrosti

Fazni premik potrjuje resonanco:

• Pod kritično hitrostjo: faza je relativno konstantna
• Prehod skozi kritično točko: karakteristični fazni premik za 180°
• Nad kritično vrednostjo: fazni premik za 180° od vrednosti pod kritično vrednostjo
• Sprememba faze vklopljena Bodejeva krivulja dokončni indikator resonance
• Sam amplitudni vrh ni zadosten – potreben je fazni premik

3. Diagnoza napak

Neravnovesje

• Fazno stabilna in ponovljiva
• Ista faza pri vseh hitrostih (pod kritično)
• Faza označuje lokacijo težkih točk

Neusklajenost

• Karakteristična fazna razmerja med ležaji
• Aksialne meritve se na pogonskem in nepogonskem koncu pogosto razlikujejo za 180°
• Diagnostika radialnih faznih vzorcev za vrsto neusklajenosti

Razpoka gredi

• Faza 1× in 2× se spremeni med zagonom/zaustavitvijo
• Drugačno vedenje kot pri običajnem neravnovesju
• Fazne variacije kažejo na dihanje pri razpokah

Ohlapnost

• Neenakomerne, nestabilne fazne odčitke
• Faza se med meritvami spreminja za ±30–90°
• Diagnostika neponovljivosti za ohlapnost

Faza med dvema merilnima točkama

V fazi (razlika 0°)

• Obe točki vibrirata skupaj
• Hkrati se premikajte v isto smer
• Označuje togo povezavo ali način delovanja pod resonanco
• Običajno za ležaje na istem rotorju pod kritično hitrostjo

Izven faze (razlika 180°)

• Točke vibrirajo nasprotno
• Eden gor, drugi pa dol
• Označuje vozlišče oblike moda med točkami ali nad resonanco
• Diagnostika za sklopljeno neuravnoteženost, določene vzorce neusklajenosti

90° razlika (kvadratura)

• Konice vibrirajo z 90° časovnim zamikom
• Eden doseže vrhunec, drugi pa ničlo
• Lahko kaže krožno ali eliptično gibanje
• Pogosto pri resonancah ali v določenih geometrijah

Izzivi merjenja

Zahteve glede fazne natančnosti

• Uravnoteženje: Potrebna natančnost ±5–10°
• Kritična hitrost: ±10–20° sprejemljivo
• Diagnoza napake: ±15–30° pogosto zadostuje

Dejavniki, ki vplivajo na natančnost

• Kakovost tahometra: Čiščenje impulza enkrat na vrtljaj je nujno
• Položaj referenčne oznake: Mora biti varno in vidno
• Kakovost signala: Potrebno je dobro razmerje signal/šum
• Filtriranje: Filtri lahko povzročijo fazne premike
• Stabilnost hitrosti: Spremembe hitrosti vplivajo na merjenje faze

Pogoste napake

• Referenčna oznaka se je premaknila (trak se je odlepil, oznaka se je premaknila)
• Tahometer je bil napačno poravnan ali je deloval občasno
• Nizka amplituda signala (šum vpliva na fazo)
• Za fazo je izbrana napačna frekvenčna komponenta

Faza uvajanja vektorske analize

Polarna predstavitev

• Vektor vibracij ima magnitudo in fazo
• Velikost = amplituda
• Faza = kot
• Narisano na polarni diagram za uravnoteženje

Vektorsko seštevanje

• Seštevanje vektorjev zahteva tako amplitudo kot fazo
• Faza določa, kako se vektorji združujejo
• Faza 0°: vektorji se aritmetično seštevajo
• 180° faza: odštevanje vektorjev
• Druge faze: uporaba vektorske matematike

Dokumentacija in komunikacija

Standardna oblika

• Poročilo kot: “Amplituda @ faza”
• Primer: “5,2 mm/s pri 47°”
• Vključi frekvenco: “5,2 mm/s pri 47° pri 1×”
• Določite referenco (položaj ključnega fazorja)

Fazni diagrami

• Faza v primerjavi s hitrostjo (spodnja sled Bodejevega diagrama)
• Faza v primerjavi s frekvenco
• Polarni diagrami za uravnoteženje
• Fazni zemljevidi za analizo ODS

Fazni kot je bistvena časovna dimenzija analize vibracij, ki meritve amplitude pretvori v popolne vektorje vibracij. Razumevanje meritev faze, interpretacije in uporabe pri uravnoteženju, identifikaciji resonance in diagnosticiranju napak je temeljnega pomena za napredno analizo vibracij in bistveno za učinkovito oceno dinamike rotorja ter odpravljanje težav s stroji.

---

← Nazaj na glavno kazalo