Analys av vibrationer i slag: Orsaker och identifiering

Definition: Vad är ett vibrationsslag?

I samband med vibrationsanalys, en slå eller stryk är ett distinkt fenomen som kännetecknas av en periodisk ökning och minskning av amplituden hos en vibrationssignal. Denna modulering sker när två separata vibrationssignaler med mycket nära, men inte identiska, frekvenser är närvarande samtidigt och kombineras med varandra. Den resulterande tidsvågformen ser ut som en enda sinusvåg vars amplitud långsamt ökar och minskar i ett rytmiskt mönster.

Fysiken bakom att slå

Vibrationer är ett resultat av konstruktiv och destruktiv interferens. När topparna på de två vibrationsvågorna är i linje (i fas), läggs deras amplituder ihop, vilket resulterar i en högre total amplitud. När toppen på en våg är i linje med den andra vågens dal (ur fas), tar de ut varandra, vilket resulterar i en lägre total amplitud. Denna kontinuerliga cykel av förstärkning och utsläckning skapar det karakteristiska "vibrations"- eller "dridande" ljudet och vibrationsmönstret.

Frekvensen för denna amplitudmodulering, känd som slagfrekvens, är lika med den absoluta skillnaden mellan de två källfrekvenserna.

Slagfrekvens = |Frekvens 1 – Frekvens 2|

Om till exempel två maskiner genererar vibrationer vid 29,5 Hz och 30,5 Hz, blir den resulterande slagfrekvensen |29,5 – 30,5| = 1,0 Hz. Detta innebär att den totala vibrationsamplituden kommer att öka och minska en gång per sekund.

Vanliga orsaker till slag i industrimaskiner

Närvaron av en svävande frekvens är en värdefull diagnostisk ledtråd eftersom den pekar på att det finns två tätt intill varandra belägna drivfrekvenser. Vanliga källor i industriella miljöer inkluderar:

• Flera maskiner på en gemensam struktur: Det mest klassiska exemplet är två pumpar eller fläktar med identiska konstruktioner som körs på samma plattform eller rörsystem. Om deras driftshastigheter är något olika (t.ex. 1780 varv/min och 1785 varv/min) kommer de att producera ett lågfrekvent ljud.
• Elmotorer: Vibrationer kan uppstå mellan motorns rotationsfrekvens och en elektrisk frekvens, såsom polpassfrekvensen i en induktionsmotor.
• Flerstegspumpar eller kompressorer: Interaktion mellan olika etapper som körs med något olika effektiva hastigheter.
• Växellådor: Interaktion mellan två kugghjulsingrepp med liknande antal tänder.
• Hydrauliska eller aerodynamiska pulsationer: Interaktion mellan två olika källor till flödesrelaterad turbulens.

Hur man identifierar vibrationer i vibrationsdata

Tidsvågformsanalys

Tidsvågformen är det mest direkta sättet att observera slag. Signalen kommer att visa ett tydligt, upprepande mönster av amplitudmodulering. Tiden mellan två på varandra följande amplitudotoppar (eller dalar) är perioden för slagfrekvensen.

Frekvensspektrumanalys (FFT)

I frekvensspektrumet kommer ett slag att visas som två distinkta toppar belägna mycket nära varandraEn standard FFT kanske inte har tillräcklig upplösning för att separera dem, vilket gör att de visas som en enda, bred topp. För att korrekt diagnostisera ett slag måste analytikern använda en högupplöst FFT (genom att öka antalet spektrallinjer). Detta kommer tydligt att lösa de två individuella frekvenskomponenterna som orsakar slaget.

Är det ett problem att slå?

Att slå i sig är inte ett fel, utan snarare ett symptom på interagerande frekvenser. Det kan dock vara problematiskt:

• Irriterande ljud: Det stigande och fallande ljudet kan vara mer märkbart och irriterande för personalen än ett konstant buller.
• Problem med toppamplitud: Den maximala amplituden under den konstruktiva interferensfasen kan vara nästan dubbelt så stor som amplituden för de enskilda signalerna. Denna toppnivå kan överskrida larmgränserna eller orsaka överdriven belastning på komponenter, även om den genomsnittliga vibrationen är acceptabel.
• Maskering av andra problem: Den fluktuerande signalen kan ibland göra det svårt att identifiera andra underliggande vibrationsproblem.

Att lösa ett problematiskt slag innebär vanligtvis att identifiera de två källfrekvenserna och försöka antingen ändra hastigheten på en av maskinerna eller införa dämpning för att mildra amplitudtopparna.

← Tillbaka till huvudmenyn