Förstå asynkron vibration
Definition: Vad är asynkron vibration?
Asynkron vibration (även kallad icke-synkron vibration) är vibration vid frekvenser som inte är exakta heltalsmultiplar (ordningar) av axelns rotationshastighet. Till skillnad från synkron vibration från obalans eller feljustering (vilket alltid uppträder vid 1×, 2×, 3× körhastighet), uppstår asynkron vibration vid frekvenser som bestäms av komponentgeometri, elektromagnetiska effekter eller externa källor snarare än av axelrotation.
Att förstå skillnaden mellan synkron och asynkron vibration är grundläggande för maskindiagnostik eftersom det hjälper till att identifiera vibrationskällan: synkrona komponenter pekar på roterande massa eller geometriska problem, medan asynkrona komponenter indikerar problem med rullelement, elektriska fel eller påverkan utanför själva rotorn.
Vanliga källor till asynkron vibration
1. Defekter i rullager (vanligast)
Den primära källan till asynkron vibration:
- Lagerfelfrekvenser: BPFO, BPFI, BSF, FTF är inte exakta multiplar av axelhastigheten
- Exempel: 1800 varv/min motor (30 Hz), BPFO kan vara 107 Hz (3,57× axelvarvtal, inte ett heltal)
- Diagnostiskt värde: Asynkrona frekvenser tyder omedelbart på lagerproblem
- Kuvertanalys: Primär teknik för att detektera asynkrona lagerkomponenter
2. Elektriska frekvenser
Elektromagnetisk vibration som inte är relaterad till axelhastighet:
- 2× Linjefrekvens: 120 Hz (60 Hz-system) eller 100 Hz (50 Hz), oberoende av motorhastighet
- Exempel: 2-polig 60 Hz-motor går med 3550 varv/min (59,2 Hz), men 2×f-vibration vid 120 Hz (2,03× axelvarvtal)
- Polpassfrekvens: Får inte vara exakt heltalsmultipel
- VFD-övertoner: Switchfrekvenser orelaterade till axelhastighet
3. Externa källor
- Intilliggande utrustning: Vibrationer överförda från maskiner i närheten
- Byggnad/Grund: Strukturella resonanser vid fasta frekvenser
- Processpulseringar: Tryckvågor i rörledningar
- Akustiska resonanser: Stående vågor i kanaler eller kapslingar
4. Subsynkrona instabiliteter
- Oljevirvel: Vanligtvis 0,42–0,48× axelhastighet (inte exakt hälften)
- Oljevisp: Låser vid naturlig frekvens, inte relaterad till axelhastigheten
- Tätningsinstabiliteter: Ofta vid frekvenser bestämda av fluiddynamik
5. Slumpmässig vibration
- Kavitation: Slumpmässig bubbelkollaps, bredband
- Turbulens: Slumpmässiga flödesfluktuationer
- Gnuggning: Kaotisk kontakt som skapar icke-periodisk vibration
Identifiering i spektra
Spektrumegenskaper
- Fast frekvens: Visas vid samma Hz-värde oavsett hastighetsförändringar
- Orderändringar: Om hastigheten varierar ändras asynkrona frekvensers ordning (× axelhastighetsförhållande)
- Vattenfallstomt: Asynkrona komponenter visas som vertikala linjer; synkrona som diagonala
- Orderspektrum: Asynkrona toppar vid icke-heltalsordningar (2,47×, 3,57×, etc.)
Diagnostisk procedur
- Identifiera löphastighet: Från 1× topp eller varvräknare
- Beräkna order: Dividera varje toppfrekvens med körhastighetsfrekvensen
- Heltalsordningar: Synkron vibration (1,00×, 2,00×, 3,00×)
- Icke-heltalsordningar: Asynkron vibration (2,47×, 3,57×, etc.)
- Matchning med feltyper: Jämför beräknade frekvenser med lagerfrekvenser, elektriska frekvenser etc.
Diagnostisk betydelse
Lagerfel
- Asynkrona frekvenser vid BPFO, BPFI, BSF tyder omedelbart på lagerproblem
- Beräkna lagerfrekvenser och jämför med observerade toppar
- Matchning inom ±5% bekräftar lagerfel
- Övertoner och sidband ger ytterligare bekräftelse
Elektromagnetiska problem
- 2× nätfrekvens vid 100/120 Hz indikerar problem med statorn eller luftgapet
- Fast frekvens oberoende av hastighetsvariationer
- Strömanalys bekräftar elektriskt ursprung
Extern vibration
- Toppar som inte relaterar till maskinhastighet eller lager
- Kan matcha hastigheter för utrustning i närheten
- Undersökning av källa krävs
- Isolering eller källkorrigering behövs
Analystekniker för asynkron vibration
Kuvertanalys
- Primär teknik för detektering av lagerfel
- Förbättrar asynkrona repetitiva effekter
- Undertrycker synkrona lågfrekventa komponenter
- Visar tydligt lagerfrekvenser
Högfrekvent acceleration
- Asynkrona lagerdefekter ofta i högfrekvensområdet (> 1 kHz)
- Använd accelerometrar och höga Fmax-inställningar
- Detekterar stötar och högfrekventa resonanser
Cepstrum-analys
- Effektiv för att hitta periodiska mönster i asynkrona signaler
- Detekterar familjer av övertoner eller sidband
- Användbar för komplexa lager- och kugghjulssignaturer
Praktiska exempel
Motor med lagerdefekt
- Löphastighet: 1750 varv/min (29,17 Hz)
- Synkrona komponenter: 1× vid 29,17 Hz, 2× vid 58,34 Hz
- Asynkron komponent: Topp vid 107 Hz (3,67× axelhastighet)
- Diagnos: 107 Hz matchar beräknad BPFO → yttre lagerdefekt
- Bekräftelse: Asynkron natur bekräftar lagerproblem, inte rotorproblem
VFD-motor med variabel hastighet
- Motorhastigheten varierar 1200-1800 varv/min
- 1× topp rör sig med hastighet (synkron)
- 120 Hz-toppen förblir fast (asynkron 2× linjefrekvens)
- Diagnos: Elektromagnetisk komponent från 60 Hz-matning
Asynkron vibration representerar en distinkt klass av maskinvibrationer med unika diagnostiska implikationer. Att känna igen asynkrona komponenter genom deras icke-heltalsordningsförhållanden, fasta frekvenser trots hastighetsförändringar eller vertikala egenskaper i vattenfallsdiagram möjliggör korrekt identifiering av lagerfel, elektriska problem och externa påverkan, vilket vägleder lämpliga diagnostiska och korrigerande strategier.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 