Розуміння частоти в аналізі вібрацій

Визначення: Що таке частота коливань?

Частота – це міра того, як часто повторювана подія відбувається за задану одиницю часу. У вібраційному аналізі вона кількісно визначає, «наскільки швидко» об’єкт коливається або вібрує. Це найважливіший параметр для діагностики першопричини проблеми з машиною. У той час як амплітуда вказує нам на *серйозність* вібрації, частота вказує на *джерело*.

Діагностична сила частоти

Основний принцип вібраційної діагностики полягає в тому, що різні механічні та електричні компоненти генерують вібрацію на певних, передбачуваних частотах, коли вони починають виходити з ладу. Визначаючи частоти, присутні у вібраційній сигнатурі машини, аналітик може точно визначити компонент, який викликає проблему. Це аналогічно тому, як лікар використовує стетоскоп для прослуховування певних звуків, що вказують на різні захворювання.

Кожен потенційний розлом має характерну частотну сигнатуру:

• Проблема з усім обертовим вузлом, наприклад дисбаланс, відображатиметься на частоті обертання вала (1x швидкість обертання).
• Проблема, пов'язана з вирівнюванням двох валів, наприклад невідповідність, зазвичай з’являтиметься з подвоєною швидкістю роботи (2x).
• Дефект на тілі кочення підшипник генеруватиме частоти на основі своєї точної геометрії та швидкості обертання вала.
• Проблеми з шестерні створюватиме сигнали на частоті зачеплення шестерні (GMF), яка дорівнює кількості зубців, помноженій на швидкість шестерні.

Одиниці частоти

Частота виражається в кількох різних одиницях, і важливо знати їх усі:

1. Герц (Гц)

Це стандартна міжнародна (СІ) одиниця частоти. Один герц дорівнює одному циклу за секунду. Це найпоширеніша одиниця, що використовується в технічному та науковому контекстах.

2. Цикли за хвилину (CPM)

CPM широко використовується в промисловому обслуговуванні, оскільки він безпосередньо пов'язаний зі швидкістю обертання машин, яка зазвичай вимірюється в обертах за хвилину (RPM). Оскільки одна хвилина має 60 секунд, перетворення просте:

CPM = Гц × 60

Наприклад, вібрація з частотою 30 Гц дорівнює 1800 ударам за хвилину.

3. Замовлення

Порядки є кратними основній швидкості обертання машини. Сама швидкість обертання є 1-м порядком. Вібрація з подвоєною швидкістю обертання є 2-м порядком, втричі — 3-м порядком і так далі. Це особливо корисно для аналізу машин, які змінюють швидкість, оскільки порядки залишатимуться постійними навіть при зміні абсолютної частоти в Гц або CPM. Наприклад, дисбаланс завжди буде 1-го порядку, незалежно від швидкості машини.

Як визначається частота?

Частоти, присутні у вібраційному сигналі, ідентифікуються за допомогою Швидке перетворення Фур'є (ШПФ)Акселерометр збирає необроблений сигнал часової хвилі, а алгоритм швидкого перетворення Фур'є обробляє цей сигнал для створення частотного спектру. Цей спектр являє собою графік, який чітко відображає всі окремі частоти, що складають складну вібрацію, дозволяючи аналітику ідентифікувати піки та зіставити їх з потенційними джерелами несправностей.

Зв'язок між частотою, швидкістю та прискоренням

Для заданого рівня коливальної енергії амплітуди зміщення, швидкості та прискорення сильно залежать від частоти. Ось чому для різних діапазонів частот перевага надається різним одиницям вимірювання:

• Низькі частоти: Зміщення найвище.
• Середні частоти: Швидкість найвища.
• Високі частоти: Прискорення найвище.

Розуміння частоти є ключем до розкриття діагностичного потенціалу аналізу вібрації, перетворюючи необроблені дані на практичну інформацію для технічного обслуговування.

← Назад до головного індексу