Förstå frekvens i vibrationsanalys

Definition: Vad är vibrationsfrekvens?

Frekvens är ett mått på hur ofta en repetitiv händelse inträffar inom en given tidsenhet. Vid vibrationsanalys kvantifierar den "hur snabbt" ett objekt oscillerar eller vibrerar. Det är den enskilt viktigaste parametern för att diagnostisera grundorsaken till ett maskinproblem. Medan amplituden berättar för oss *allvarlighetsgraden* hos en vibration, berättar frekvensen för oss *källan*.

Frekvensens diagnostiska kraft

Kärnprincipen för vibrationsdiagnostik är att olika mekaniska och elektriska komponenter genererar vibrationer vid specifika, förutsägbara frekvenser när de börjar sluta fungera. Genom att identifiera frekvenserna i en maskins vibrationssignatur kan en analytiker precisera den komponent som orsakar problemet. Detta är analogt med hur en läkare använder ett stetoskop för att lyssna efter specifika ljud som indikerar olika medicinska tillstånd.

Varje potentiellt fel har en karakteristisk frekvenssignatur:

• Ett problem med hela den roterande enheten, som obalans, kommer att visas vid axelns rotationsfrekvens (1x driftshastigheten).
• Ett problem relaterat till uppriktningen mellan två axlar, som feljustering, visas vanligtvis vid dubbel körhastighet (2x).
• En defekt på ett rullelement lager kommer att generera frekvenser baserade på dess exakta geometri och axelhastigheten.
• Problem med kugghjul kommer att skapa signaler vid kugghjulets nätfrekvens (GMF), vilket är antalet tänder multiplicerat med kugghjulets hastighet.

Frekvensenheter

Frekvens uttrycks i flera olika enheter, och det är viktigt att vara bekant med dem alla:

1. Hertz (Hz)

Detta är den internationella standardenheten (SI) för frekvens. En hertz är lika med en cykel per sekund. Detta är den vanligaste enheten som används i tekniska och vetenskapliga sammanhang.

2. Cykler per minut (CPM)

CPM används ofta inom industriellt underhåll eftersom det direkt relaterar till maskiners rotationshastighet, som vanligtvis mäts i varv per minut (RPM). Eftersom en minut har 60 sekunder är omvandlingen enkel:

CPM = Hz × 60

Till exempel är en vibration vid 30 Hz lika med 1 800 CPM.

3. Beställningar

Ordningar är multiplar av maskinens primära körhastighet. Själva körhastigheten är av 1:a ordningen. En vibration vid dubbel körhastighet är av 2:a ordningen, tre gånger är av 3:e ordningen, och så vidare. Detta är särskilt användbart för att analysera maskiner som ändrar hastighet, eftersom ordrarna kommer att förbli konstanta även om den absoluta frekvensen i Hz eller CPM ändras. Till exempel kommer obalans alltid att vara av 1:a ordningen, oavsett maskinens hastighet.

Hur bestäms frekvensen?

Frekvenserna i en vibrationssignal identifieras med hjälp av en Snabb Fouriertransform (FFT)En accelerometer samlar in en rå tidsvågformssignal, och FFT-algoritmen bearbetar denna signal för att skapa ett frekvensspektrum. Detta spektrum är en graf som tydligt visar alla individuella frekvenser som utgör den komplexa vibrationen, vilket gör det möjligt för analytikern att identifiera topparna och matcha dem med potentiella felkällor.

Sambandet mellan frekvens, hastighet och acceleration

För en given nivå av vibrationsenergi är amplituderna för förskjutning, hastighet och acceleration starkt beroende av frekvensen. Det är därför olika mätenheter föredras för olika frekvensområden:

• Låga frekvenser: Förskjutningen är högst.
• Mellanfrekvenser: Hastigheten är högst.
• Höga frekvenser: Accelerationen är högst.

Att förstå frekvens är nyckeln till att frigöra den diagnostiska potentialen hos vibrationsanalys, och omvandla rådata till användbar underhållsinformation.

← Tillbaka till huvudmenyn