Розуміння асинхронної вібрації
Визначення: Що таке асинхронна вібрація?
Асинхронна вібрація (також називається несинхронною вібрацією) – це вібрація на частотах, які не є точними цілочисельними кратними (порядками) швидкості обертання вала. На відміну від синхронна вібрація з дисбаланс або невідповідність (яка завжди з'являється при швидкості роботи 1×, 2×, 3×), асинхронна вібрація виникає на частотах, що визначаються геометрією компонента, електромагнітними впливами або зовнішніми джерелами, а не обертанням валу.
Розуміння різниці між синхронною та асинхронною вібрацією є фундаментальним для діагностики машин, оскільки воно допомагає визначити джерело вібрації: синхронні компоненти вказують на обертову масу або геометричні проблеми, тоді як асинхронні компоненти вказують на проблеми з елементами кочення, електричні несправності або впливи ззовні самого ротора.
Поширені джерела асинхронної вібрації
1. Дефекти підшипників кочення (найпоширеніші)
Основне джерело асинхронної вібрації:
- Частоти несправностей підшипників: BPFO, BPFI, BSF, FTF не є точними кратними швидкості вала
- Приклад: Двигун 1800 об/хв (30 Гц), BPFO може бути 107 Гц (3,57 × швидкість вала, не ціле число)
- Діагностичне значення: Асинхронні частоти одразу вказують на проблему з підшипником
- Аналіз конверта: Основний метод виявлення асинхронних компонентів підшипника
2. Електричні частоти
Електромагнітна вібрація, не пов'язана зі швидкістю обертання вала:
- 2× Частота лінії: 120 Гц (системи 60 Гц) або 100 Гц (50 Гц), незалежно від швидкості двигуна
- Приклад: 2-полюсний двигун 60 Гц працює зі швидкістю 3550 об/хв (59,2 Гц), але вібрація 2×f при 120 Гц (2,03× швидкість вала)
- Частота проходу полюса: Може не бути точним цілим кратним
- Гармоніки частотно-регульованого перетворювача: Частоти перемикання, не пов'язані з швидкістю обертання вала
3. Зовнішні джерела
- Суміжне обладнання: Вібрація, що передається від сусідніх машин
- Будівля/Фундамент: Структурні резонанси на фіксованих частотах
- Пульсації процесу: Хвилі тиску в трубопроводах
- Акустичні резонанси: Стоячі хвилі в повітроводах або корпусах
4. Субсинхронні нестабільності
- Олійний вихор: Зазвичай 0,42-0,48× швидкість вала (не точно половина)
- Масляний вінчик: Блокування на власній частоті, не пов'язане зі швидкістю обертання вала
- Нестабільність ущільнень: Часто на частотах, що визначаються гідродинамікою
5. Випадкова вібрація
- Кавітація: Випадкове колапсування бульбашок, широкосмуговий доступ
- Турбулентність: Випадкові коливання потоку
- Розтирання: Хаотичний контакт, що створює неперіодичну вібрацію
Ідентифікація в Spectra
Характеристики спектру
- Фіксована частота: З'являється з тим самим значенням Гц незалежно від зміни швидкості
- Зміни в замовленні: Якщо швидкість змінюється, асинхронні частоти змінюють порядок (× коефіцієнт швидкості валу)
- Сюжет водоспаду: Асинхронні компоненти відображаються як вертикальні лінії; синхронні — як діагональні
- Спектр замовлення: Асинхронні піки нецілочисельних порядків (2,47×, 3,57× тощо)
Діагностична процедура
- Визначте швидкість бігу: Від 1× пік або тахометр
- Розрахунок замовлень: Поділіть кожну пікову частоту на частоту швидкості бігу
- Цілі порядки: Синхронна вібрація (1.00×, 2.00×, 3.00×)
- Нецілочисельні порядки: Асинхронна вібрація (2,47×, 3,57× тощо)
- Зіставлення з типами несправностей: Порівняйте розраховані частоти з частотами підшипників, електричними частотами тощо.
Діагностичне значення
Дефекти підшипників
- Асинхронні частоти на BPFO, BPFI, BSF одразу вказують на проблему з підшипником
- Розрахуйте частоти підшипників та порівняйте їх зі спостережуваними піками
- Збіг у межах ±5% підтверджує несправність підшипника
- Гармоніки та бічні смуги забезпечують додаткове підтвердження
Електромагнітні проблеми
- 2× частота лінії при 100/120 Гц вказує на проблеми зі статором або повітряним зазором
- Фіксована частота, незалежна від коливань швидкості
- Поточний аналіз підтверджує електричне походження
Зовнішня вібрація
- Піки, що не пов'язані зі швидкістю машини або підшипниками
- Може відповідати швидкості обладнання поблизу
- Необхідне дослідження джерела
- Потрібна ізоляція або корекція джерела
Методи аналізу асинхронних коливань
Аналіз конверта
- Основний метод виявлення дефектів підшипників
- Посилює асинхронні повторювані впливи
- Пригнічує синхронні низькочастотні складові
- Чітко показує частоти підшипників
Високочастотне прискорення
- Дефекти асинхронних підшипників, часто у високочастотному діапазоні (> 1 кГц)
- Використовуйте акселерометри та високі налаштування Fmax
- Виявляє удари та високочастотні резонанси
Аналіз кепструма
- Ефективний для пошуку періодичних закономірностей в асинхронних сигналах
- Виявляє сімейства гармонік або бічних смуг
- Корисно для складних сигнатур підшипників та шестерень
Практичні приклади
Двигун з дефектом підшипника
- Швидкість бігу: 1750 об/хв (29,17 Гц)
- Синхронні компоненти: 1× при 29,17 Гц, 2× при 58,34 Гц
- Асинхронний компонент: Пік при 107 Гц (3,67× швидкість вала)
- Діагноз: 107 Гц відповідає розрахованому BPFO → дефект зовнішнього кільця
- Підтвердження: Асинхронний характер підтверджує проблему з підшипником, а не з ротором
Двигун частотного перетворювача зі змінною швидкістю
- Швидкість двигуна варіюється від 1200 до 1800 об/хв
- 1× пікові рухи зі швидкістю (синхронні)
- Пік 120 Гц залишається фіксованим (асинхронна частота 2× лінійна)
- Діагностика: Електромагнітна складова від джерела живлення 60 Гц
Асинхронна вібрація являє собою окремий клас вібрації машин з унікальними діагностичними наслідками. Розпізнавання асинхронних компонентів за їхніми нецілочисловими порядковими зв'язками, фіксованими частотами, незважаючи на зміни швидкості, або вертикальними особливостями на каскадних діаграмах дозволяє точно ідентифікувати дефекти підшипників, електричні проблеми та зовнішні впливи, спрямовуючи відповідні діагностичні та коригувальні стратегії.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 