การวิเคราะห์การสั่นสะเทือนเป็นเทคนิคสำคัญในการวินิจฉัยสภาพทางเทคนิคของเครื่องจักร ความผิดพลาดของเครื่องจักรที่แตกต่างกันจะสร้างรูปแบบลักษณะเฉพาะในสเปกตรัมความถี่การสั่นสะเทือน โดยการตรวจสอบสเปกตรัมความถี่ของการสั่นสะเทือนของเครื่องจักร (โดยทั่วไปผ่านการวิเคราะห์ FFT) เราสามารถระบุประเภทของข้อบกพร่องที่เฉพาะเจาะจงได้ ด้านล่างนี้ หมวดหมู่ข้อบกพร่องทั่วไป (ความไม่สมดุล การจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง ความหลวม ข้อบกพร่องของตลับลูกปืน ความผิดพลาดของเกียร์) จะแสดงอยู่ในตาราง แต่ละตารางจะสรุปประเภทย่อยของข้อบกพร่อง โดยอธิบายถึงสเปกตรัมการสั่นสะเทือนทั่วไป ส่วนประกอบสเปกตรัมที่สังเกตได้ คุณลักษณะสำคัญในการระบุ และกราฟสเปกตรัมประกอบ (ฝังเป็น SVG) การอ้างอิงความถี่ทั้งหมดใช้ค่าทวีคูณของความเร็วในการทำงาน (เช่น “1×” = ความถี่หนึ่งครั้งต่อรอบ)
Imbalance
| ประเภทข้อบกพร่อง | คำอธิบายสเปกตรัม | คำอธิบายสั้นๆ ของส่วนประกอบสเปกตรัม | คุณสมบัติหลัก | กราฟ SVG |
|---|---|---|---|---|
| ความไม่สมดุลแบบสถิต (เครื่องบินลำเดียว) | สเปกตรัมถูกควบคุมโดยค่าพีคเดียวที่ความเร็วการทำงานพื้นฐาน (1× RPM) การสั่นสะเทือนเป็นคลื่นไซน์ โดยมีพลังงานน้อยที่สุดที่ความถี่อื่นๆ | โดยหลักแล้วเป็นส่วนประกอบความถี่การหมุน 1× ที่แข็งแกร่ง แทบไม่มีฮาร์มอนิกที่สูงกว่า (โทน 1× บริสุทธิ์): | แอมพลิจูด 1× ขนาดใหญ่ในทุกทิศทางรัศมี: การสั่นที่ตลับลูกปืนทั้งสองอยู่ในเฟสเดียวกัน (ไม่มีเฟสต่างกันระหว่างปลายทั้งสอง): มักสังเกตเห็นการเลื่อนเฟสประมาณ 90° ระหว่างการวัดในแนวนอนและแนวตั้งที่ตลับลูกปืนเดียวกัน: | |
| ความไม่สมดุลแบบไดนามิก (สองระนาบ/คู่) | สเปกตรัมยังแสดงค่าพีคความถี่ที่โดดเด่นหนึ่งครั้งต่อรอบ (1×) ซึ่งคล้ายกับความไม่สมดุลแบบคงที่ การสั่นสะเทือนจะอยู่ที่ความเร็วรอบการหมุน โดยไม่มีเนื้อหาความถี่ที่สูงกว่าอย่างมีนัยสำคัญหากความไม่สมดุลเป็นปัญหาเดียว | ส่วนประกอบที่โดดเด่น 1× RPM (มักมีการ "แกว่ง" หรือการสั่นของโรเตอร์) โดยทั่วไปจะไม่มีฮาร์มอนิกที่สูงกว่า เว้นแต่จะมีข้อผิดพลาดอื่นๆ | แรงสั่นสะเทือน 1× ที่ตลับลูกปืนแต่ละอันคือ ออกเฟส – มีค่าเฟสต่างกันประมาณ 180° ระหว่างการสั่นสะเทือนที่ปลายทั้งสองข้างของโรเตอร์ (ซึ่งบ่งชี้ถึงความไม่สมดุลของคู่กัน) ค่าพีค 1× ที่แข็งแกร่งพร้อมความสัมพันธ์ของเฟสนี้เป็นสัญญาณของความไม่สมดุลแบบไดนามิก |
การจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง
| ประเภทข้อบกพร่อง | คำอธิบายสเปกตรัม | คำอธิบายสั้นๆ ของส่วนประกอบสเปกตรัม | คุณสมบัติหลัก | กราฟ SVG |
|---|---|---|---|---|
| การจัดตำแหน่งขนานที่ไม่ถูกต้อง (เพลาออฟเซ็ต) | สเปกตรัมการสั่นสะเทือนแสดงพลังงานที่สูงขึ้นที่ความเร็วพื้นฐาน (1×) และฮาร์มอนิก 2× และ 3× โดยเฉพาะอย่างยิ่งในทิศทางรัศมี โดยทั่วไป ส่วนประกอบ 1× จะเป็นองค์ประกอบหลักโดยมีการจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง ร่วมกับส่วนประกอบ 2× ที่โดดเด่น | ประกอบด้วยค่าพีคที่สำคัญที่ความถี่การหมุนของเพลา 1×, 2× และ 3× ซึ่งมักปรากฏในค่าการวัดการสั่นสะเทือนในแนวรัศมี (ตั้งฉากกับเพลา): | การสั่นสะเทือน 1× และ 2× สูงในทิศทางรัศมีเป็นสิ่งบ่งชี้ มักสังเกตเห็นความแตกต่างของเฟส 180° ระหว่างการวัดการสั่นสะเทือนในแนวรัศมีที่ด้านตรงข้ามของคัปปลิ้ง ซึ่งแยกแยะจากความไม่สมดุลอย่างแท้จริง | |
| การจัดตำแหน่งเชิงมุมที่ไม่ถูกต้อง (เพลาเอียง) | สเปกตรัมความถี่แสดงให้เห็นฮาร์มอนิกที่แข็งแกร่งของความเร็วเพลา โดยเฉพาะอย่างยิ่งองค์ประกอบความเร็วในการทำงาน 2× ที่โดดเด่น นอกเหนือจาก 1×: การสั่นสะเทือนที่ 1×, 2× (และมักจะเป็น 3×) จะปรากฏขึ้น โดยการสั่นตามแนวแกน (ตามแนวเพลา) มีความสำคัญ | จุดสูงสุดที่เห็นได้ชัดที่ 1× และ 2× (และบางครั้ง 3×) ของความเร็วในการทำงาน: ส่วนประกอบ 2× มักจะใหญ่เท่ากับหรือมากกว่า 1× ความถี่เหล่านี้เด่นชัดในสเปกตรัมการสั่นสะเทือนตามแนวแกน (ตามแนวแกนของเครื่องจักร): | แอมพลิจูดฮาร์มอนิกที่สอง (2×) ที่ค่อนข้างสูงเมื่อเทียบกับ 1× ร่วมกับการสั่นตามแนวแกนที่รุนแรง การวัดตามแนวแกนทั้งสองด้านของคัปปลิ้งจะต่างเฟส 180° ซึ่งเป็นลักษณะเด่นของการจัดตำแหน่งเชิงมุมที่ไม่ถูกต้อง |
ความหลวม
| ประเภทข้อบกพร่อง | คำอธิบายสเปกตรัม | คำอธิบายสั้นๆ ของส่วนประกอบสเปกตรัม | คุณสมบัติหลัก | กราฟ SVG |
|---|---|---|---|---|
| ความคลายตัวทางกล (ความหลวมของส่วนประกอบ) | สเปกตรัมมีฮาร์โมนิกของความเร็วในการทำงานมากมาย โดยจะมีช่วงของจำนวนเต็มคูณ 1× จำนวนมาก (ตั้งแต่ 1× ขึ้นไปถึงลำดับสูง เช่น ~10×) ที่มีแอมพลิจูดที่สำคัญ ในกรณีขั้นสูง อาจเกิดความถี่ต่ำกว่าฮาร์โมนิก (เช่น 0.5×) ได้เช่นกัน | ฮาร์มอนิกความเร็วในการทำงานหลายตัวมีอิทธิพลเหนือกว่า (1×, 2×, 3× … สูงสุดประมาณ 10×) บางครั้งอาจมีส่วนประกอบความถี่เศษส่วน (ลำดับครึ่งหนึ่ง) ที่ 1/2×, 3/2× เป็นต้น เนื่องจากการกระทบซ้ำๆ | “ชุดฮาร์โมนิก” ของจุดสูงสุดในสเปกตรัมที่โดดเด่น – จุดสูงสุดจำนวนมากที่มีระยะห่างเท่ากันที่ความถี่การหมุนเป็นจำนวนเต็มคูณกัน ซึ่งบ่งชี้ว่าชิ้นส่วนหลวมหรือประกอบไม่ถูกต้อง ทำให้เกิดการกระทบซ้ำๆ การมีฮาร์โมนิกจำนวนมาก (และอาจรวมถึงฮาร์โมนิกย่อยแบบครึ่งอันดับ) เป็นซิกเนเจอร์คีย์ | |
| ความหลวมของโครงสร้าง (ความหลวมของฐาน/การติดตั้ง) | สเปกตรัมการสั่นสะเทือนมักถูกครอบงำด้วยความเร็วในการทำงานหนึ่งหรือสองเท่า โดยทั่วไป จุดสูงสุดที่ 1× RPM และ/หรือจุดสูงสุดที่ 2× RPM จะปรากฏในสเปกตรัม ฮาร์โมนิกที่สูงกว่า 2× มักจะมีค่าแอมพลิจูดต่ำกว่าค่าพื้นฐานเหล่านี้มาก | ส่วนประกอบความถี่จะแสดงที่ 1× และ 2× ของความเร็วเพลาเป็นหลัก ฮาร์มอนิกอื่นๆ (3×, 4× เป็นต้น) มักจะไม่มีหรือมีเพียงเล็กน้อย ส่วนประกอบ 1× หรือ 2× อาจมีอิทธิพลเหนือกว่า ขึ้นอยู่กับลักษณะของความคลายตัว (เช่น หนึ่งแรงกระแทกต่อการหมุนรอบหรือสองแรงกระแทกต่อการหมุนรอบ) | ค่าพีค 1× หรือ 2× ที่สูงอย่างเห็นได้ชัด (หรือทั้งคู่) เมื่อเทียบกับสเปกตรัมที่เหลือ บ่งบอกถึงความหลวมของตัวรองรับหรือโครงสร้าง การสั่นสะเทือนมักจะรุนแรงขึ้นในแนวตั้งหากติดตั้งเครื่องจักรอย่างหลวมๆ ค่าพีคลำดับต่ำที่โดดเด่นหนึ่งหรือสองค่าที่มีฮาร์มอนิกที่สูงกว่าเล็กน้อยเป็นลักษณะเฉพาะของความหลวมของโครงสร้างหรือฐานราก |
ข้อบกพร่องของตลับลูกปืน
| ประเภทข้อบกพร่อง | คำอธิบายสเปกตรัม | คำอธิบายสั้นๆ ของส่วนประกอบสเปกตรัม | คุณสมบัติหลัก | กราฟ SVG |
|---|---|---|---|---|
| ความบกพร่องของเผ่าพันธุ์ภายนอก | สเปกตรัมการสั่นสะเทือนจะแสดงค่าพีคที่สอดคล้องกับความถี่ของข้อบกพร่องของวงแหวนด้านนอกและฮาร์มอนิกของความถี่ดังกล่าว โดยปกติแล้วค่าพีคเหล่านี้จะอยู่ที่ความถี่ที่สูงกว่า (ไม่ใช่จำนวนเต็มคูณของการหมุนของเพลา) และบ่งชี้ถึงแต่ละครั้งที่ชิ้นส่วนกลิ้งผ่านข้อบกพร่องของวงแหวนด้านนอก | มีฮาร์มอนิกหลายตัวของความถี่บอลพาสของวงแหวนนอก (BPFO) โดยทั่วไปสามารถสังเกตเห็นฮาร์มอนิก BPFO ได้ 8–10 ตัวในสเปกตรัมสำหรับความผิดพลาดของวงแหวนนอกที่เด่นชัด ระยะห่างระหว่างจุดสูงสุดเหล่านี้จะเท่ากับ BPFO (ความถี่ลักษณะเฉพาะที่กำหนดโดยรูปทรงของแบริ่งและความเร็ว) | จุดสูงสุดที่ชัดเจนที่ BPFO และฮาร์มอนิกที่ต่อเนื่องกันเป็นลักษณะเด่น การมีจุดสูงสุดความถี่สูงจำนวนมากที่เว้นระยะเท่ากัน (BPFO, 2×BPFO, 3×BPFO, …) ชี้ให้เห็นอย่างชัดเจนถึงข้อบกพร่องของตลับลูกปืนในวงแหวนด้านนอก | |
| ความบกพร่องภายในเผ่าพันธุ์ | สเปกตรัมของความผิดพลาดแบบอินเนอร์เรซแสดงค่าพีคที่โดดเด่นหลายค่าที่ความถี่ความผิดพลาดแบบอินเนอร์เรซและฮาร์โมนิกของค่าพีค นอกจากนี้ ค่าพีคของความถี่ความผิดพลาดแต่ละค่ามักจะมาพร้อมกับค่าพีคของแถบข้างที่เว้นระยะห่างกันที่ความถี่ความเร็วในการทำงาน (1×) | ประกอบด้วยฮาร์มอนิกหลายตัวของความถี่บอลพาสของอินเนอร์เรซ (BPFI) ซึ่งมักจะอยู่ที่ประมาณ 8–10 ฮาร์มอนิก โดยลักษณะเฉพาะของพีค BPFI เหล่านี้จะถูกปรับโดยแถบข้างที่ ±1× RPM ซึ่งหมายความว่า ข้างฮาร์มอนิก BPFI แต่ละอัน จะมีพีคด้านข้างที่เล็กกว่าปรากฏขึ้น โดยแยกจากพีคหลักด้วยปริมาณที่เท่ากับความถี่การหมุนของเพลา | สัญญาณเตือนคือการมีฮาร์มอนิกความถี่ข้อบกพร่องของวงแหวนด้านใน (BPFI) ที่มีรูปแบบแถบข้าง แถบข้างที่เว้นระยะห่างตามความเร็วเพลาโดยรอบฮาร์มอนิก BPFI บ่งชี้ว่าข้อบกพร่องของวงแหวนด้านในถูกโหลดหนึ่งครั้งต่อรอบ ซึ่งยืนยันถึงปัญหาวงแหวนด้านใน ไม่ใช่วงแหวนด้านนอก | |
| ข้อบกพร่องขององค์ประกอบการกลิ้ง (ลูกบอล/ลูกกลิ้ง) | ข้อบกพร่องของลูกกลิ้ง (ลูกเหล็กหรือลูกกลิ้ง) ทำให้เกิดการสั่นสะเทือนที่ความถี่การหมุนของลูกกลิ้งและฮาร์มอนิกของลูกกลิ้ง สเปกตรัมจะแสดงค่าพีคหลายค่าที่ไม่ใช่ผลคูณของความเร็วเพลา แต่เป็นผลคูณของความถี่การหมุนของลูกกลิ้ง/ลูกกลิ้ง (BSF) ค่าพีคฮาร์มอนิกค่าหนึ่งมักจะมากกว่าค่าอื่นๆ อย่างมาก ซึ่งสะท้อนให้เห็นจำนวนลูกกลิ้งที่ได้รับความเสียหาย | จุดสูงสุดที่ความถี่ข้อบกพร่องขององค์ประกอบการกลิ้งพื้นฐาน (BSF) และฮาร์มอนิกของมัน ตัวอย่างเช่น BSF, 2×BSF, 3×BSF เป็นต้น จะปรากฏขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง รูปแบบแอมพลิจูดของจุดสูงสุดเหล่านี้สามารถระบุจำนวนองค์ประกอบที่เสียหายได้ เช่น หากฮาร์มอนิกที่สองมีขนาดใหญ่ที่สุด อาจบ่งบอกว่าลูกบอล/ลูกกลิ้งสองลูกมีการแตกออก บ่อยครั้ง การสั่นสะเทือนบางส่วนที่ความถี่ความผิดพลาดของการแข่งขันจะมาพร้อมกับสิ่งนี้ เนื่องจากความเสียหายขององค์ประกอบการกลิ้งมักนำไปสู่ความเสียหายของการแข่งขันด้วยเช่นกัน | การมีอยู่ของจุดสูงสุดหลายจุดที่ระยะห่างระหว่าง BSF (ความถี่การหมุนของชิ้นส่วนลูกปืน) แทนที่จะเป็นความถี่การหมุนของเพลาบ่งชี้ถึงข้อบกพร่องของชิ้นส่วนกลิ้ง แอมพลิจูดที่สูงเป็นพิเศษของฮาร์มอนิกที่ N ของ BSF มักบ่งบอกว่าชิ้นส่วน N ชิ้นได้รับความเสียหาย (ตัวอย่างเช่น จุดสูงสุด 2×BSF ที่สูงมากอาจบ่งชี้ถึงลูกบอลสองลูกที่มีข้อบกพร่อง) | |
| ข้อบกพร่องของกรง (กรงลูกปืน / FTF) | ข้อบกพร่องของกรง (ตัวคั่น) ในตลับลูกปืนแบบกลิ้งทำให้เกิดการสั่นสะเทือนที่ความถี่การหมุนของกรง ซึ่งก็คือความถี่พื้นฐาน (Fundamental Train Frequency หรือ FTF) และฮาร์มอนิกของความถี่ดังกล่าว ความถี่เหล่านี้มักจะไม่ซิงโครไนซ์กัน (ต่ำกว่าความเร็วเพลา) สเปกตรัมจะแสดงจุดสูงสุดที่ FTF, 2×FTF, 3×FTF เป็นต้น และมักมีปฏิสัมพันธ์กับความถี่ตลับลูกปืนอื่นๆ เนื่องมาจากการมอดูเลต | จุดสูงสุดของความถี่ต่ำที่สอดคล้องกับความถี่การหมุนของกรง (FTF) และจำนวนเต็มคูณของความถี่นั้น ตัวอย่างเช่น หาก FTF ≈ 0.4× ความเร็วเพลา คุณอาจเห็นจุดสูงสุดที่ ~0.4×, ~0.8×, ~1.2× เป็นต้น ในหลายกรณี ข้อบกพร่องของกรงมีอยู่ร่วมกับข้อบกพร่องของการแข่งขัน ดังนั้น FTF อาจปรับเปลี่ยนสัญญาณข้อบกพร่องของการแข่งขัน ทำให้เกิดความถี่ผลรวม/ความแตกต่าง (แถบข้างรอบความถี่การแข่งขัน) | ค่าพีคฮาร์โมนิกย่อยหนึ่งค่าขึ้นไป (ต่ำกว่า 1×) ที่สอดคล้องกับอัตราการหมุนของกรงลูกปืน (FTF) บ่งชี้ถึงปัญหาของกรง โดยมักปรากฏร่วมกับข้อบ่งชี้อื่นๆ เกี่ยวกับความผิดปกติของแบริ่ง ลายเซ็นสำคัญคือการมี FTF และฮาร์โมนิกในสเปกตรัม ซึ่งโดยปกติจะไม่ค่อยเกิดขึ้น เว้นแต่กรงจะเสียหาย |
ความผิดพลาดของเกียร์
| ประเภทข้อบกพร่อง | คำอธิบายสเปกตรัม | คำอธิบายสั้นๆ ของส่วนประกอบสเปกตรัม | คุณสมบัติหลัก | กราฟ SVG |
|---|---|---|---|---|
| ความเยื้องศูนย์ของเกียร์ / เพลาโค้งงอ | ความผิดพลาดนี้ทำให้เกิดการปรับการสั่นสะเทือนของเฟืองเกียร์ ในสเปกตรัม จุดสูงสุดของความถี่ของเฟืองเกียร์ (GMF) จะถูกล้อมรอบด้วยจุดสูงสุดของแถบข้างที่เว้นระยะห่างกันที่ความถี่การหมุนของเพลาของเฟือง (1× RPM ของเฟือง) บ่อยครั้ง การสั่นสะเทือนของความเร็วรอบการทำงานของเฟืองเองที่ 1× จะสูงขึ้นเนื่องจากผลของความไม่สมดุลของความเยื้องศูนย์ | การเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดในแอมพลิจูดที่ความถี่ของตาข่ายเฟืองและฮาร์มอนิกที่ต่ำลง (เช่น 1×, 2×, 3× GMF) แถบข้างที่ชัดเจนปรากฏขึ้นรอบ GMF (และบางครั้งรอบฮาร์มอนิกของ GMF) ในระยะห่างเท่ากับ 1× ของอัตราการหมุนของเฟืองที่ได้รับผลกระทบ การมีอยู่ของแถบข้างเหล่านี้บ่งชี้ถึงการปรับแอมพลิจูดของความถี่ตาข่ายโดยการหมุนของเฟือง | ความถี่ของเฟืองที่มีแถบข้างที่เด่นชัดที่ความถี่เฟือง 1× เป็นลักษณะเด่น รูปแบบแถบข้างนี้ (จุดสูงสุดที่เว้นระยะห่างเท่าๆ กันรอบ GMF ตามความเร็วในการทำงาน) บ่งชี้ถึงความเยื้องศูนย์ของเฟืองหรือเพลาเฟืองที่งอได้อย่างชัดเจน นอกจากนี้ การสั่นสะเทือนพื้นฐานของเฟือง (1×) อาจสูงกว่าปกติ | |
| การสึกหรอหรือความเสียหายของฟันเกียร์ | ความผิดปกติของฟันเฟือง (เช่น ฟันเฟืองสึกหรือหัก) ส่งผลให้มีการสั่นสะเทือนที่ความถี่ของตาข่ายเฟืองและฮาร์มอนิกเพิ่มขึ้น สเปกตรัมมักแสดงค่าพีค GMF หลายค่า (1×GMF, 2×GMF เป็นต้น) ที่มีแอมพลิจูดสูง นอกจากนี้ ยังปรากฏความถี่แถบข้างจำนวนมากรอบค่าพีค GMF เหล่านี้ โดยเว้นระยะห่างตามความถี่การหมุนของเพลา ในบางกรณี ยังสามารถสังเกตเห็นการกระตุ้นความถี่ธรรมชาติของเฟือง (การสั่นพ้อง) ด้วยแถบข้างได้อีกด้วย | ค่าพีคที่สูงขึ้นที่ความถี่ของฟันเฟือง (ความถี่ฟันเฟือง) และฮาร์มอนิกของมัน (เช่น 2×GMF) รอบๆ ฮาร์มอนิก GMF หลักแต่ละตัว จะมีค่าพีคของแถบข้างที่คั่นด้วยความเร็วการทำงาน 1× จำนวนและขนาดของแถบข้างรอบๆ ส่วนประกอบ GMF 1×, 2×, 3× มีแนวโน้มที่จะเพิ่มขึ้นตามความรุนแรงของความเสียหายของฟัน ในกรณีที่รุนแรง อาจมีค่าพีคเพิ่มเติมที่สอดคล้องกับความถี่เรโซแนนซ์ของเฟือง (ที่มีแถบข้างของตัวเอง) ปรากฏขึ้น | ฮาร์โมนิกความถี่ตาข่ายเกียร์แอมพลิจูดสูงหลายตัวพร้อมกับรูปแบบแถบข้างหนาแน่นเป็นลักษณะเด่น ซึ่งบ่งชี้ว่าฟันเคลื่อนผ่านไม่สม่ำเสมอเนื่องจากการสึกหรอหรือฟันหัก เกียร์ที่สึกหรอหรือเสียหายอย่างหนักจะแสดงแถบข้างจำนวนมาก (ที่ช่วงความเร็วเกียร์ 1 เท่า) รอบจุดสูงสุดของความถี่ตาข่าย ซึ่งทำให้แตกต่างจากเกียร์ปกติ (ซึ่งจะมีสเปกตรัมที่สะอาดกว่าที่รวมอยู่ที่ GMF) |
TH 
EN 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
EL 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
NB 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
RU 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TR 
UK 
VI
0 Comment