Hiểu về pha trong phân tích rung động

Định nghĩa: Pha rung động là gì?

Giai đoạn là một phép đo mô tả mối quan hệ thời gian giữa hai tín hiệu, hay thường gọi là thời gian của một tín hiệu rung động so với một điểm tham chiếu cụ thể trên trục quay. Đây là thước đo "vị trí" xảy ra rung động so với trục quay. Pha thường được đo bằng độ, từ 0° đến 360°, biểu thị một vòng quay trọn vẹn của trục.

Trong khi biên độ cho chúng ta biết máy rung “mức độ” như thế nào và tần số cho chúng ta biết máy rung “nhanh như thế nào”, thì pha cho chúng ta biết “máy chuyển động như thế nào”. Điều này khiến pha trở thành một công cụ mạnh mẽ để phân biệt các lỗi khác nhau có thể xảy ra ở cùng tần số.

Pha được đo như thế nào?

Để đo pha, cần có hai tín hiệu:

1. Tín hiệu rung động: Đây là tín hiệu chính từ máy đo gia tốc hoặc đầu dò tiệm cận đo độ rung của máy.
2. Tín hiệu tham chiếu: Đây là xung thời gian một lần mỗi vòng quay được cung cấp bởi một máy đo tốc độMáy đo tốc độ hướng đến một miếng băng phản quang hoặc rãnh then trên trục, tạo ra xung chính xác mỗi khi vạch tham chiếu đó đi qua cảm biến.

Sau đó, máy phân tích rung động đo độ trễ thời gian giữa xung máy đo tốc độ và đỉnh dương đầu tiên của tín hiệu rung động ở một tần số cụ thể (thường là tốc độ chạy 1x). Máy chuyển đổi độ trễ thời gian này thành một góc, chính là giá trị pha. Giá trị pha 90° nghĩa là đỉnh rung động xảy ra sau một phần tư vòng quay kể từ khi vạch tham chiếu đi qua máy đo tốc độ.

Sức mạnh chẩn đoán của phân tích pha

Pha không chỉ là một con số; nó cung cấp thông tin quan trọng về đặc tính chuyển động. Bằng cách đo pha tại các vị trí khác nhau trên máy, nhà phân tích có thể xác nhận hoặc loại trừ các chẩn đoán cụ thể.

Xác nhận mất cân bằng

Một trường hợp điển hình của mất cân bằng đơn giản sẽ cho thấy các giá trị pha tương tự nhau (thường trong phạm vi ±30°) khi đo theo cùng một hướng xuyên tâm (ví dụ: nằm ngang) trên cả hai ổ trục của rotor. Điều này cho thấy toàn bộ rotor đang chuyển động cùng nhau, bị "kéo" theo cùng một hướng cùng một lúc bởi điểm nặng.

Chẩn đoán sự sai lệch

Pha là một trong những phương pháp chính xác nhất để chẩn đoán độ lệch trục. Khi đo pha dọc trục ở cả hai bên của khớp nối, Độ lệch pha 180° (±30°) là chỉ báo điển hình về độ lệch góc. Chỉ số này cho thấy khi một trục di chuyển vào (hướng trục dương), trục còn lại di chuyển ra (hướng trục âm), một dấu hiệu rõ ràng cho thấy chuyển động xoay tại khớp nối.

Phân biệt sự mất cân bằng với trục cong

Cả mất cân bằng và trục cong đều có thể gây ra rung động cao 1x RPM. Phân tích pha có thể phân biệt chúng. Bằng cách đo pha dọc trục ở cả hai đầu của cùng một trục động cơ hoặc bơm, độ lệch pha 180° cho thấy trục bị cong. Các đầu chuyển động ngược chiều nhau khi "cung" quay.

Xác định kết cấu lỏng lẻo hoặc móng bị nứt

Khi các chỉ số pha không ổn định, không ổn định hoặc không lặp lại, điều này thường cho thấy sự lỏng lẻo về mặt cơ học. Nếu các chỉ số pha thay đổi đáng kể khi so sánh chân máy với đế, điều này cho thấy bu lông neo bị lỏng hoặc móng bị nứt.

Xác nhận cộng hưởng

Khi tốc độ của máy vượt qua cộng hưởng (tốc độ tới hạn), pha của dao động 1x sẽ trải qua một sự dịch chuyển đặc trưng 90° chính xác tại đỉnh cộng hưởng, và một sự dịch chuyển hoàn toàn 180° khi đi qua toàn bộ vùng cộng hưởng. Đây là một cách chắc chắn để xác nhận điều kiện cộng hưởng.

Một công cụ quan trọng để cân bằng

Giai đoạn cũng không thể thiếu đối với cân bằng rôto. Chỉ số pha chỉ ra trực tiếp vị trí góc của "điểm nặng" trên rotor so với vạch tham chiếu. Điều này cho kỹ thuật viên biết chính xác vị trí đặt quả cân hiệu chỉnh để cân bằng lại sự mất cân bằng.

Tóm lại, nếu không đo pha, nhà phân tích rung động chỉ làm việc với một phần của bức tranh tổng thể. Phân tích pha cung cấp bối cảnh quan trọng về cách máy móc chuyển động, cho phép độ tin cậy chẩn đoán cao hơn nhiều.

← Quay lại Mục lục chính