Förstå fas i vibrationsanalys

Definition: Vad är vibrationsfas?

Fas är ett mått som beskriver tidsförhållandet mellan två signaler eller, mer vanligt, tidpunkten för en vibrationssignal i förhållande till en specifik referenspunkt på en roterande axel. Det är ett mått på "var" vibrationen sker i förhållande till axelns rotation. Fas mäts vanligtvis i grader, från 0° till 360°, vilket representerar ett helt varv för axeln.

Medan amplituden berättar "hur mycket" en maskin vibrerar och frekvensen berättar "hur snabbt", berättar fasen "hur den rör sig". Detta gör fasen till ett kraftfullt verktyg för att skilja mellan olika fel som kan uppstå vid samma frekvens.

Hur mäts fas?

För att mäta fas krävs två signaler:

1. En vibrationssignal: Detta är den primära signalen från en accelerometer eller närhetsprob som mäter maskinens vibrationer.
2. En referenssignal: Detta är en tidspuls en gång per varv som tillhandahålls av en varvräknareVarvräknaren är riktad mot en reflekterande tejpbit eller ett kilspår på axeln och genererar en exakt puls varje gång referensmärket passerar sensorn.

Vibrationsanalysatorn mäter sedan tidsfördröjningen mellan varvräknarpulsen och den första positiva toppen av vibrationssignalen vid en specifik frekvens (vanligtvis 1x körhastigheten). Den omvandlar denna tidsfördröjning till en vinkel, vilket är fasavläsningen. En fasavläsning på 90° innebär att vibrationstoppen inträffar en fjärdedels varv efter att referensmärket passerar varvräknaren.

Fasanalys diagnostiska kraft

Fas är inte bara en siffra; den ger viktig information om rörelsens karaktär. Genom att ta fasavläsningar på olika platser på en maskin kan en analytiker bekräfta eller utesluta specifika diagnoser.

Bekräftar obalans

Ett klassiskt fall av enkel obalans visar liknande fasavläsningar (vanligtvis inom ±30°) när de mäts i samma radiella riktning (t.ex. horisontellt) på båda lagren i en rotor. Detta indikerar att hela rotorn rör sig tillsammans och "dras" i samma riktning samtidigt av den tunga punkten.

Diagnostisera felställning

Fas är ett av de mest definitiva sätten att diagnostisera axelfeljustering. När axiella fasmätningar görs på endera sidan av en koppling, en 180° fasförskjutning (±30°) är en lärobokindikator för vinkelfeljustering. Denna avläsning visar att när en axel rör sig inåt (positiv axial), rör sig den andra axeln utåt (negativ axial), ett tydligt tecken på en vridande rörelse vid kopplingen.

Att skilja obalans från en böjd axel

Både obalans och en böjd axel kan orsaka vibrationer med hög varvtal på 1x varvtalet. Fasanalys kan skilja dem åt. Genom att ta axiella fasavläsningar i båda ändar av samma motor- eller pumpaxel indikerar en fasskillnad på 180° att axeln är böjd. Ändarna rör sig i motsatta riktningar när "bågen" roterar.

Identifiera strukturell löshet eller spruckna fundament

När fasavläsningarna är oregelbundna, instabila eller icke-repeterbara tyder det ofta på mekanisk glapp. Om fasavläsningarna ändras avsevärt när man jämför maskinfoten med dess bottenplatta, tyder det på en lös förankringsbult eller ett sprickigt fundament.

Bekräftar resonans

När en maskins hastighet passerar genom en resonans (en kritisk hastighet) kommer fasen för 1x-vibrationen att genomgå en karakteristisk 90°-förskjutning exakt vid resonanstoppen, och en fullständig 180°-förskjutning när den passerar genom hela resonansområdet. Detta är ett definitivt sätt att bekräfta ett resonanstillstånd.

Ett viktigt verktyg för balansering

Fas är också oumbärlig för Balansering av rotorFasavläsningen indikerar direkt vinkelpositionen för den "tunga punkten" på rotorn i förhållande till referensmärket. Detta talar om för teknikern exakt var korrigeringsvikten ska placeras för att motverka obalansen.

Sammanfattningsvis arbetar en vibrationsanalytiker utan fasmätning bara med en del av bilden. Fasanalys ger den avgörande kontexten om hur en maskin rör sig, vilket möjliggör en mycket högre grad av diagnostisk säkerhet.

← Tillbaka till huvudmenyn