Розуміння фазового кута у вібрації

Пристрої

Портативний балансир та віброаналізатор Balanset-1A.

$2,358.31

Деталі

Датчик вібрації</trp-post-container

$107.47

Деталі

Оптичний датчик (лазерний тахометр)</trp-post-container

$148.07

Пристрої

Balanset-4</trp-post-container

$8,123.32

Деталі

Магнітна підставка Insize-60-kgf</trp-post-container

$54.93

Деталі

Світловідбиваюча стрічка</trp-post-container

$11.94

Пристрої

Динамічні ваги "Балансет-1А" OEM</trp-post-container

$2,071.73

Визначення: Що таке фазовий кут?

Фазовий кут (часто називають просто фаза) – кутове положення піку, виміряне в градусах (0–360°) вібрація відносно позначки-одноразового обертання на обертовому валу (від тахометр або ключовий фазор). Як варіант, він може представляти часові зв'язки між двома вібраційними сигналами на одній частоті. Фазовий кут надає інформацію “коли”, яка доповнює амплітуда (“скільки”), разом утворюючи повний вектор вібрації з величиною та напрямком.

Фазовий кут абсолютно критично важливий для балансування ротора (визначає, де розмістити коригувальні вантажі), критична швидкість ідентифікація (зсув фаз на 180° підтверджує резонанс) та діагностика несправностей (фазові картини розрізняють різні типи несправностей). Без фазової інформації багато діагностичних та коригувальних процедур були б неможливими.

Вимірювання фази відносно ключового фазора

Система відліку

• Довідковий знак: Світловідбиваюча стрічка або виїмка на валу
• Датчик: Оптичний або магнітний тахометр виявляє проходження мітки
• Імпульс один раз за оберт: Визначає опорний кут 0°
• Час вібрації: Коли виникає пікова вібрація відносно позначки?
• Кутове вимірювання: Виражено в градусах (0-360°)

Конвенція

• 0°: Положення опорної мітки
• Напрямок: Зазвичай збільшується в напрямку обертання
• Приклад: Фаза = 90° означає, що пікова вібрація виникає на 90° (чверть оберту) після того, як опорна позначка проходить повз датчик

Критично важливі програми

1. Балансування (найважливіше)

Фаза визначає кутове положення коригувальної ваги:

• Вимірювання фази вібрації, викликаної дисбалансом
• Фаза вказує на кутове розташування важкої плями
• Коригувальна вага розміщено на 180° від важкого місця
• Для ефективного балансування необхідна точність фазування ±5-10°
• Без фази балансування неможливе

2. Визначення критичної швидкості

Фазовий зсув підтверджує резонанс:

• Нижче критичної швидкості: фаза відносно постійна
• Проходження через критичний момент: характерний фазовий зсув на 180°
• Вище критичного: фазовий зсув на 180° від значення нижче критичного
• Зміна фази увімкнена Діаграма Боде індикатор остаточного резонансу
• Одного лише амплітудного піку недостатньо — має бути фазовий зсув

3. Діагностика несправностей

Дисбаланс

• Фазова стабільність та повторюваність
• Однакова фаза на всіх швидкостях (нижче критичної)
• Фазові позначки розташування важких плям

Нерівність

• Характерні фазові співвідношення між підшипниками
• Осьові вимірювання часто відрізняються на 180° на приводному та неприводному кінцях
• Діагностика радіальних фазових шаблонів для типу неузгодженості

Тріщина вала

• Фаза 1× та 2× змінюється під час запуску/вимкнення
• Поведінка, відмінна від звичайної дисбалансованості
• Фазові варіації вказують на тріщинне дихання

Розхитність

• Нестабільні, нестабільні фазові показники
• Фаза змінюється ±30-90° між вимірюваннями
• Діагностика неповторюваності на предмет розхитування

Фаза між двома точками вимірювання

Синфазний (різниця 0°)

• Обидві точки вібрують разом
• Рухайтеся в одному напрямку одночасно
• Вказує на жорстке з'єднання або режим нижче резонансу
• Типова для підшипників на тому ж роторі нижче критичної швидкості

Протифазний (різниця 180°)

• Точки вібрують у протилежних напрямках
• Один вгорі, а інший внизу
• Вказує вузол форми моди між точками або вище резонансу
• Діагностика пов'язаного дисбалансу, певних моделей перекосу

Різниця 90° (квадратура)

• Вібрація точок із затримкою 90°
• Один досягає піку, а інший — нуля
• Може вказувати на круговий або еліптичний рух
• Звичайне при резонансах або в певних геометріях

Проблеми вимірювання

Вимоги до точності фаз

• Балансування: Потрібна точність ±5-10°
• Критична швидкість: ±10-20° прийнятно
• Діагностика несправностей: ±15-30° часто достатньо

Фактори, що впливають на точність

• Якість тахометра: Обов'язкове очищення імпульсним режимом один раз на оберти
• Положення опорної мітки: Має бути безпечним та видимим
• Якість сигналу: Потрібне гарне співвідношення сигнал/шум
• Фільтрація: Фільтри можуть вносити фазові зсуви
• Стабільність швидкості: Зміни швидкості впливають на вимірювання фази

Поширені помилки

• Зміщення контрольної позначки (відклеювання стрічки, переміщення позначки)
• Тахометр неправильно вирівняний або працює переривчасто
• Низька амплітуда сигналу (шум впливає на фазу)
• Для фази вибрано неправильну частотну складову

Фазовий векторний аналіз

Полярне представлення

• Вектор вібрації має величину та фазу
• Величина = амплітуда
• Фаза = кут
• Намальовано на полярний графік для балансування

Додавання векторів

• Додавання векторів вимагає як амплітуди, так і фази
• Фаза визначає, як вектори поєднуються
• Фаза 0°: вектори додаються арифметично
• Фаза 180°: віднімання векторів
• Інші фази: використання векторної математики

Документація та комунікація

Стандартний формат

• Звітувати як: “Амплітуда у фазі”
• Приклад: “5,2 мм/с при 47°”
• Включити частоту: “5,2 мм/с @ 47° з 1×”
• Вкажіть посилання (положення ключового фазора)

Фазові діаграми

• Фаза проти швидкості (нижня крива графіка Боде)
• Фаза проти частоти
• Полярні діаграми для балансування
• Фазові карти для аналізу ODS

Фазовий кут є важливим часовим виміром вібраційного аналізу, який перетворює вимірювання амплітуди на повні вектори вібрації. Розуміння фазових вимірювань, інтерпретації та застосування їх у балансуванні, ідентифікації резонансу та діагностиці несправностей є основоположним для передового вібраційного аналізу та необхідним для ефективної оцінки динаміки ротора та усунення несправностей машин.

---

← Назад до головного індексу