Безкоштовний інженерний інструмент #033
Ідентифікатор джерела вібрації
Інтерактивний діагностичний інструмент — введіть частоту вібрації як порядок відносно частоти обертання, щоб визначити ймовірні джерела несправностей обертових машин.
Результати діагностики
Повний довідник частот–несправностей
Аналіз частоти вібрацій
Кожна механічна несправність викликає вібрацію на характерних частотах, пов'язаних зі швидкістю обертання вала. Визначивши домінуючу частоту в спектрі вібрацій та виразивши її як порядок (кратне) швидкості обертання вала, можна визначити найімовірніше джерело несправності.
Розрахунок порядку
Де f_vibration — виміряна домінантна частота в Гц, а Обороти на хвилину - це швидкість обертання вала.
Поширені частоти несправностей
| Порядок (гармоніка) | Частота | Первинне джерело | Додаткові показники |
|---|---|---|---|
| 1x | Швидкість вала | Неврівноваженість | Стабільна фаза, пропорційна квадрату швидкості |
| 1x | Швидкість вала | Зігнутий вал | Висока осьова вібрація, фазостійка |
| 2x | 2 x швидкість вала | Неспіввісність | Висока осьова вібрація, 180° зсув фази через муфту |
| 3x | 3-кратна швидкість вала | Сильний перекіс | Присутність кількох гармонік |
| 0.42–0.48x | Субсинхронний | Масляний вихор | Підшипники ковзання, що залежать від швидкості |
| 0,5x | Половина частоти обертання вала | Рихлість / тертя | Дробові субгармоніки |
| Кілька гармонік | 1x, 2x, 3x… | Механічне послаблення | Багато гармонік частоти обертання |
| Несинхронний | BPFO, BPFI, BSF | Дефекти підшипників кочення | Модулюється частотою обертання |
| Z x об/хв | Прохід лопаток | Проблеми з потоком | Пульсація, кавітація |
| Z x об/хв | Частота зачеплення зубців | Проблеми з передачами | Бічні смуги вказують, яка саме передача |
| 2x частота мережі (100/120 Hz) | Фіксована частота | Електрика | Зникає при відключенні живлення |
Керівництво з фазового кута
Фазовий аналіз є критично важливим для розрізнення несправностей на одній частоті. При 1x: стабільна фаза = дисбаланс, 180° через муфту = неспіввісність, нестабільна фаза = розхитаність. Завжди використовуйте тахометр як опорний фазовий сигнал.
Практичний приклад
Дано: Швидкість обертання = 1500 об/хв, домінуюча частота = 75 Гц
Частота обертання = 1500 RPM / 60 = 25 Hz
Порядок = 75 / 25 = 3,0x
Головний підозрюваний: Сильна неспіввісність або механічна розхитаність
Рекомендовано: Перевірити вирівнювання муфти, перевірити монтажні болти, перевірити фундамент
⚠️ Примітка: Цей інструмент надає рекомендації на основі поширених співвідношень між несправностями та характерними частотами. Остаточний діагноз вимагає кореляції з фазовими даними, часовою формою сигналу, орбітальними діаграмами, умовами експлуатації та історією машини. Завжди перевіряйте результат додатковими вимірюваннями.
Більшість механічних дефектів викликають вібрацію на характерних частотах, пов'язаних із частотою обертання вала:
- 1× RPM: Дисбаланс (найчастіше), прогин вала, механічна ослабленість
- 2× RPM: Розцентрування (основна ознака)
- 0.42–0.48×: Масляний вихор у підшипниках ковзання
- Несинхронні частоти: Дефекти підшипників кочення
Виразіть частоту вібрації як кратну (порядок) частоті обертання вала, а потім зіставте її з відомими шаблонами дефектів. Завжди аналізуйте її разом із фазою, трендом амплітуди та робочими умовами.
Оборотна вібрація 1× (або синхронна) виникає точно на частоті обертання вала. Для машини на 3000 об/хв (RPM) частота 1× = 50 Гц.
Вібрація 1× завжди присутня певною мірою через залишковий дисбаланс. Вона стає проблемою, коли амплітуда перевищує допустимі межі згідно з ISO 10816/20816.
Основні причини: дисбаланс мас, прогин вала, ексцентриситет, резонанс. Аналіз фазового кута допомагає розрізнити ці причини.
Причини субсинхронної вібрації (нижче 1× RPM) включають:
- Масляний вихор / Oil whirl (0.42–0.48×): Нестійкість у підшипнику ковзання, частота змінюється пропорційно швидкості
- Масляний хлист / Oil whip: Більш небезпечне явище — частота фіксується на власній частоті ротора і не залежить від швидкості
- Зачіпання / тертя (0.5×, дробові гармоніки): Контакт між ротором і статором генерує субгармоніки
- Механічна ослабленість (0.5×): Послаблення у вузлах кріплення
- Резонанс паса: Власна частота паса в пасових передачах
Субсинхронна вібрація часто є небезпечнішою за синхронну, оскільки може призвести до катастрофічної втрати стійкості.
Джерела високочастотної вібрації (понад 10× RPM):
- Дефекти підшипників кочення: BPFO (зовнішнє кільце), BPFI (внутрішнє кільце), BSF (тіла кочення), FTF (сепаратор)
- Зубцеве зачеплення: Кількість зубців × RPM, із бічними смугами
- Лопаткова частота: Кількість лопаток × RPM
- Електричні явища: Частота проходження пазів, комутація
- Кавітація: Випадковий високочастотний широкосмуговий шум
- Структурний резонанс: Власні частоти деталей та вузлів
Фазовий кут — це кутове співвідношення між піком вібрації та опорною міткою на валу (вимірюється за допомогою тахометра).
Основні діагностичні застосування:
- Дисбаланс: Стабільна, повторювана фаза на частоті 1×
- Розцентрування: Різниця фаз ~180° через муфту на 1× та/або 2×
- Механічна ослабленість: Нестабільна, блукаюча фаза
- Резонанс: Зсув фази ~90° на власній частоті, значне підсилення амплітуди
- Прогин вала: Зсув фази 1× близько ~180° між внутрішнім і зовнішнім підшипниками
Без даних про фазу часто неможливо розрізнити дефекти, що генерують однакову частоту (наприклад, дисбаланс та розцентрування на 1×).
Процедури, описані на цій сторінці, були розроблені та випробувані в польових умовах командою Vibromera за допомогою Balanset-1A — портативного двоканального балансувального пристрою та аналізатора вібрації для балансування роторів на місці експлуатації.
Професійні аналізатори вібрації зі спектральним аналізом, відстеженням порядків та діагностикою несправностей. Використовуються у 50+ країнах.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko — інженер з аналізу вібрації, а також засновник і генеральний директор «Vibromera». Понад 15 років він балансує обертове обладнання в польових умовах, а не на випробувальному стенді: мульчувачі, промислові вентилятори, дробарки, центрифуги, вали та шпинделі. Саме з цієї роботи народилися прилади «Balanset» — вони створювалися як інструмент, який фахівець може принести до машини й використовувати самостійно, на місці, а не як лабораторне обладнання. «Vibromera» заснована у 2017 році, з 2023 року базується в Порту, Португалія. Розробка, складання та підтримка лінійки «Balanset» відбуваються саме тут. Флагманський прилад — «Balanset-1A», портативний аналізатор для одно- та двоплощинного балансування і вібраційної діагностики. Nikolai особисто бере участь у підтримці клієнтів, вирішенні складних випадків балансування та розробці програмного забезпечення. Він працює з клієнтами по всьому світу, будь-якою мовою.
