Công cụ kỹ thuật miễn phí #033
Mã định danh nguồn rung động
Công cụ chẩn đoán tương tác — nhập tần số rung động theo thứ tự tốc độ quay để xác định các nguồn lỗi tiềm ẩn cho máy móc quay.
Kết quả chẩn đoán
Tham chiếu lỗi tần số hoàn chỉnh
Phân tích tần số rung động
Mỗi lỗi cơ khí đều tạo ra rung động ở các tần số đặc trưng liên quan đến tốc độ quay của trục. Bằng cách xác định tần số chủ đạo trong phổ rung động và biểu diễn nó dưới dạng bội số của tốc độ quay trục, có thể xác định được nguồn gây lỗi có khả năng nhất.
Tính toán đơn hàng
Ở đâu rung động f là tần số chủ đạo đo được tính bằng Hz và RPM là tốc độ quay của trục.
Tần số lỗi thường gặp
| Bậc (sóng hài) | Tần số | Nguồn chính | Các chỉ số bổ sung |
|---|---|---|---|
| 1x | Tốc độ trục | Mất cân bằng | Pha ổn định, tỷ lệ thuận với bình phương tốc độ |
| 1x | Tốc độ trục | Trục bị cong | Độ rung dọc trục cao, pha ổn định |
| 2 lần | Tốc độ trục gấp 2 lần | Lệch trục | Độ lệch trục cao, pha 180° xuyên suốt khớp nối |
| 3x | Tốc độ trục gấp 3 lần | Sự lệch lạc nghiêm trọng | Nhiều sóng hài hiện diện |
| 0,42–0,48x | Không đồng bộ | Dầu xoáy | Ổ trục, phụ thuộc vào tốc độ |
| 0,5x | Tốc độ trục bán phần | Lỏng lẻo / cọ xát | sóng hài bậc phân số |
| Đa sóng hài | 1 lần, 2 lần, 3 lần… | Lỏng cơ khí | Nhiều sóng hài của tốc độ vận hành |
| Không đồng bộ | BPFO, BPFI, BSF | Hư hỏng ổ lăn | Được điều chỉnh bởi tốc độ vận hành |
| Z × RPM | Tần số qua cánh | Các vấn đề về dòng chảy | Sự rung động, hiện tượng tạo bọt khí |
| Z × RPM | ăn khớp bánh răng | Sự cố hộp số | Các dải bên cho biết thiết bị nào |
| 2x dòng (100/120 Hz) | Tần số cố định | Điện | Biến mất khi mất điện |
Hướng dẫn góc pha
Phân tích pha là rất quan trọng Để phân biệt các lỗi ở cùng tần số. Ở 1x: pha ổn định = mất cân bằng, lệch 180° so với khớp nối = sai lệch, pha không ổn định = lỏng lẻo. Luôn sử dụng tham chiếu từ máy đo tốc độ.
Ví dụ thực tế
Được cho: Tốc độ quay = 1500 vòng/phút, Tần số chủ đạo = 75 Hz
Tần số tốc độ hoạt động = 1500 / 60 = 25 Hz
Thứ tự = 75 / 25 = 3,0 lần
Nghi phạm chính: Sự lệch trục nghiêm trọng hoặc sự lỏng lẻo về mặt cơ học
Khuyến nghị: Kiểm tra độ thẳng hàng của khớp nối, kiểm tra bu lông lắp đặt, xác minh nền móng.
⚠️ Lưu ý: Công cụ này cung cấp hướng dẫn dựa trên mối quan hệ tần suất lỗi phổ biến. Chẩn đoán chính xác đòi hỏi phải đối chiếu với dữ liệu pha, dạng sóng thời gian, biểu đồ quỹ đạo, điều kiện hoạt động và lịch sử máy móc. Luôn luôn xác minh bằng các phép đo bổ sung.
Hầu hết các hư hỏng cơ học đều tạo ra rung động ở các tần số đặc trưng liên quan đến tốc độ quay của trục:
- 1× RPM: Mất cân bằng (phổ biến nhất), cong trục, lỏng cơ khí
- 2× RPM: Lệch tâm trục / đồng tâm sai (dấu hiệu chính)
- 0,42–0,48×: Xoáy dầu (oil whirl) trong ổ trượt
- Không đồng bộ: Hư hỏng ổ lăn
Hãy biểu diễn tần số rung động dưới dạng bội số (bậc) của tốc độ trục, sau đó đối chiếu với các mẫu lỗi đã biết. Luôn kết hợp phân tích với góc pha, xu hướng biên độ và điều kiện vận hành.
Rung động 1× (hay rung động đồng bộ) xảy ra đúng bằng tần số quay của trục. Đối với máy quay 3000 RPM, 1× = 50 Hz.
Rung động 1× luôn tồn tại ở một mức độ nhất định do mất cân bằng dư. Nó trở nên đáng lo ngại khi biên độ vượt quá giới hạn cho phép theo ISO 10816/20816.
Nguyên nhân chính: mất cân bằng khối lượng, cong trục, độ lệch tâm, cộng hưởng. Phân tích góc pha giúp phân biệt giữa các nguyên nhân này.
Nguyên nhân gây rung động dưới đồng bộ (dưới 1× RPM) bao gồm:
- Xoáy dầu / Oil whirl (0,42–0,48×): Mất ổn định màng dầu ổ trượt, tần số thay đổi theo tốc độ
- Quất dầu / Oil whip: Nghiêm trọng hơn — tần số khóa cứng ở tần số riêng của rôto, không thay đổi theo tốc độ
- Cọ sát / Rub (0,5×, bậc phân số): Tiếp xúc giữa rôto và stato tạo ra các hài phụ (sub-harmonics)
- Lỏng cơ khí (0,5×): Lỏng liên kết cơ khí tại các điểm lắp đặt
- Cộng hưởng dây đai: Tần số riêng của dây đai trong hệ thống truyền động đai
Rung động dưới đồng bộ thường nguy hiểm hơn rung động đồng bộ vì nó có thể dẫn đến mất ổn định nghiêm trọng gây phá hủy máy.
Các nguồn gây rung động tần số cao (trên 10× RPM):
- Hư hỏng ổ lăn: BPFO (vòng ngoài), BPFI (vòng trong), BSF (con lăn/bi quay), FTF (vòng cách)
- Ăn khớp bánh răng: Số răng × RPM, kèm các dải biên (sidebands)
- Tần số cánh qua: Số cánh × RPM
- Nhiễu điện từ: Tần số rãnh qua, chuyển mạch cổ góp
- Xâm thực (Cavitation): Rung động băng thông rộng tần số cao ngẫu nhiên
- Cộng hưởng kết cấu: Tần số riêng của các chi tiết máy
Góc pha là mối quan hệ góc giữa đỉnh biên độ rung động và vạch dấu chuẩn trên trục (được đo bằng cảm biến tốc độ/tachometer).
Các ứng dụng chẩn đoán chính:
- Mất cân bằng: Pha ổn định, lặp lại chính xác ở 1×
- Lệch tâm trục: Lệch pha ~180° qua khớp nối ở 1× và/hoặc 2×
- Lỏng cơ khí: Pha không ổn định, trôi liên tục
- Cộng hưởng: Dịch pha ~90° tại tần số riêng, biên độ khuếch đại lớn
- Cong trục: Lệch pha 1× khoảng ~180° giữa ổ đỡ phía trong và ổ đỡ phía ngoài
Nếu không có dữ liệu pha, thường không thể phân biệt giữa các hư hỏng tạo ra cùng một tần số (ví dụ: mất cân bằng so với lệch tâm ở 1×).
Các quy trình được mô tả trên trang này đã được đội ngũ Vibromera phát triển và thử nghiệm thực địa bằng Balanset-1A, một máy cân bằng hai kênh cầm tay kiêm máy phân tích rung động dùng để cân bằng rotor tại chỗ.
Máy phân tích rung động chuyên nghiệp với chức năng phân tích phổ, theo dõi thứ tự và chẩn đoán lỗi. Được sử dụng tại hơn 50 quốc gia.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko là kỹ sư phân tích rung động, đồng thời là người sáng lập và tổng giám đốc của Vibromera. Hơn 15 năm qua, ông cân bằng thiết bị quay ngay tại hiện trường chứ không phải trên bàn thử: máy nghiền thực bì, quạt công nghiệp, máy nghiền đá, máy ly tâm, trục và trục chính. Chính từ công việc đó mà các thiết bị Balanset ra đời — chúng được thiết kế như một công cụ mà chuyên gia có thể mang tới tận máy và sử dụng một mình ngay tại chỗ, chứ không phải thiết bị phòng thí nghiệm. Vibromera được thành lập năm 2017 và từ năm 2023 đặt trụ sở tại Porto, Bồ Đào Nha. Toàn bộ việc phát triển, lắp ráp và hỗ trợ dòng Balanset đều diễn ra tại đây. Thiết bị chủ lực là Balanset-1A, máy phân tích cầm tay dùng cho cân bằng một và hai mặt phẳng và cho chẩn đoán rung động. Nikolai trực tiếp tham gia hỗ trợ khách hàng, xử lý các ca cân bằng khó và phát triển phần mềm. Ông làm việc với khách hàng trên toàn thế giới, bằng bất kỳ ngôn ngữ nào.
