Hiểu về tần số trong phân tích rung động

Định nghĩa: Tần số rung động là gì?

Tính thường xuyên là thước đo tần suất một sự kiện lặp lại xảy ra trong một đơn vị thời gian nhất định. Trong phân tích rung động, nó định lượng "tốc độ" dao động hoặc rung động của một vật thể. Đây là thông số quan trọng nhất để chẩn đoán nguyên nhân gốc rễ của sự cố máy móc. Trong khi biên độ cho chúng ta biết *mức độ nghiêm trọng* của rung động, thì tần số cho chúng ta biết *nguồn*.

Sức mạnh chẩn đoán của tần số

Nguyên lý cốt lõi của chẩn đoán rung động là các thành phần cơ khí và điện khác nhau tạo ra rung động ở các tần số cụ thể, có thể dự đoán được khi chúng bắt đầu hỏng hóc. Bằng cách xác định tần số hiện diện trong tín hiệu rung động của máy, nhà phân tích có thể xác định chính xác thành phần gây ra sự cố. Điều này tương tự như cách bác sĩ sử dụng ống nghe để nghe những âm thanh cụ thể báo hiệu các tình trạng bệnh lý khác nhau.

Mỗi lỗi tiềm ẩn có một đặc điểm tần số riêng:

• Một vấn đề với toàn bộ cụm quay, như mất cân bằng, sẽ hiển thị ở tần số quay của trục (tốc độ chạy gấp 1 lần).
• Một vấn đề liên quan đến sự căn chỉnh giữa hai trục, như sự không thẳng hàng, thường sẽ xuất hiện ở tốc độ chạy gấp đôi (2x).
• Một khiếm khuyết trên một phần tử lăn mang sẽ tạo ra tần số dựa trên hình dạng chính xác của nó và tốc độ trục.
• Các vấn đề với bánh răng sẽ tạo ra tín hiệu ở Tần số lưới bánh răng (GMF), là số răng nhân với tốc độ của bánh răng.

Đơn vị tần số

Tần suất được thể hiện bằng nhiều đơn vị khác nhau và điều quan trọng là phải quen thuộc với tất cả các đơn vị đó:

1. Hertz (Hz)

Đây là đơn vị chuẩn quốc tế (SI) cho tần số. Một Hertz bằng một chu kỳ mỗi giây. Đây là đơn vị phổ biến nhất được sử dụng trong các bối cảnh kỹ thuật và khoa học.

2. Chu kỳ mỗi phút (CPM)

CPM được sử dụng rộng rãi trong bảo trì công nghiệp vì nó liên quan trực tiếp đến tốc độ quay của máy móc, thường được đo bằng Vòng/phút (RPM). Vì một phút có 60 giây, nên cách chuyển đổi rất đơn giản:

CPM = Hz × 60

Ví dụ, rung động ở tần số 30 Hz bằng 1.800 CPM.

3. Đơn hàng

Bậc là bội số của tốc độ chạy chính của máy. Bản thân tốc độ chạy là bậc 1. Rung động ở tốc độ gấp đôi tốc độ chạy là bậc 2, gấp ba lần là bậc 3, v.v. Điều này đặc biệt hữu ích khi phân tích các máy móc có tốc độ thay đổi, vì bậc sẽ không đổi ngay cả khi tần số tuyệt đối tính bằng Hz hoặc CPM thay đổi. Ví dụ, mất cân bằng sẽ luôn ở bậc 1, bất kể tốc độ của máy.

Tần suất được xác định như thế nào?

Các tần số có trong tín hiệu rung động được xác định bằng cách sử dụng Biến đổi Fourier nhanh (FFT)Máy đo gia tốc thu thập tín hiệu dạng sóng thời gian thô, và thuật toán FFT xử lý tín hiệu này để tạo ra phổ tần số. Phổ này là một biểu đồ hiển thị rõ ràng tất cả các tần số riêng lẻ tạo nên rung động phức tạp, cho phép nhà phân tích xác định các đỉnh và so sánh chúng với các nguồn lỗi tiềm ẩn.

Mối quan hệ giữa tần số, vận tốc và gia tốc

Đối với một mức năng lượng rung động nhất định, biên độ dịch chuyển, vận tốc và gia tốc phụ thuộc rất nhiều vào tần số. Đây là lý do tại sao các đơn vị đo lường khác nhau được ưu tiên cho các dải tần số khác nhau:

• Tần số thấp: Độ dịch chuyển là cao nhất.
• Tần số trung bình: Vận tốc là cao nhất.
• Tần số cao: Gia tốc là cao nhất.

Hiểu được tần số là chìa khóa mở ra tiềm năng chẩn đoán của phân tích rung động, chuyển đổi dữ liệu thô thành thông tin bảo trì có thể thực hiện được.

← Quay lại Mục lục chính