Hiểu về rung động không đồng bộ

Devices

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

$2,358.31

Parts

Vibration sensor

$107.47

Parts

Optical Sensor (Laser Tachometer)

$148.07

Devices

Balanset-4

$8,123.32

Parts

Magnetic Stand Insize-60-kgf

$54.93

Parts

Reflective tape

$11.94

Devices

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

$2,071.73

Định nghĩa: Rung động không đồng bộ là gì?

Rung động không đồng bộ (còn gọi là rung động không đồng bộ) là rung động ở tần số không phải là bội số nguyên chính xác (thứ tự) của tốc độ quay trục. Không giống như rung động đồng bộ từ mất cân bằng hoặc sự không thẳng hàng (luôn xuất hiện ở tốc độ chạy 1×, 2×, 3×), rung động không đồng bộ xảy ra ở tần số được xác định bởi hình dạng thành phần, hiệu ứng điện từ hoặc các nguồn bên ngoài thay vì do sự quay của trục.

Hiểu được sự khác biệt giữa rung động đồng bộ và không đồng bộ là điều cơ bản đối với chẩn đoán máy móc vì nó giúp xác định nguồn rung động: các thành phần đồng bộ chỉ ra khối lượng quay hoặc các vấn đề về hình học, trong khi các thành phần không đồng bộ chỉ ra các vấn đề về bộ phận lăn, lỗi điện hoặc các tác động bên ngoài đến chính rôto.

Các nguồn rung động không đồng bộ phổ biến

1. Lỗi ổ trục con lăn (phổ biến nhất)

Nguồn chính của rung động không đồng bộ:

• Tần số lỗi ổ trục: BPFO, BPFI, BSF, FTF không phải là bội số chính xác của tốc độ trục
• Ví dụ: Động cơ 1800 vòng/phút (30 Hz), BPFO có thể là 107 Hz (3,57× tốc độ trục, không phải số nguyên)
• Giá trị chẩn đoán: Tần số không đồng bộ ngay lập tức gợi ý vấn đề về ổ trục
• Phân tích phong bì: Kỹ thuật chính để phát hiện các thành phần ổ trục không đồng bộ

2. Tần số điện

Rung động điện từ không liên quan đến tốc độ trục:

• 2× Tần số đường truyền: 120 Hz (hệ thống 60 Hz) hoặc 100 Hz (50 Hz), không phụ thuộc vào tốc độ động cơ
• Ví dụ: Động cơ 2 cực 60 Hz chạy ở tốc độ 3550 vòng/phút (59,2 Hz), nhưng độ rung 2×f ở tốc độ 120 Hz (tốc độ trục 2,03×)
• Tần suất vượt sào: Có thể không phải là bội số nguyên chính xác
• Sóng hài VFD: Tần số chuyển mạch không liên quan đến tốc độ trục

3. Nguồn bên ngoài

• Thiết bị liền kề: Rung động truyền từ các máy móc gần đó
• Tòa nhà/Nền móng: Cộng hưởng cấu trúc ở tần số cố định
• Quá trình xung động: Sóng áp suất trong đường ống
• Cộng hưởng âm thanh: Sóng dừng trong ống dẫn hoặc vỏ bọc

4. Sự bất ổn định dưới đồng bộ

• Dầu xoáy: Thông thường là 0,42-0,48 lần tốc độ trục (không chính xác bằng một nửa)
• Dầu roi: Khóa ở tần số tự nhiên, không liên quan đến tốc độ trục
• Sự bất ổn của niêm phong: Thường ở tần số được xác định bởi động lực học chất lưu

5. Rung động ngẫu nhiên

• Hiện tượng sủi bọt: Bong bóng ngẫu nhiên sụp đổ, băng thông rộng
• Sự nhiễu loạn: Biến động dòng chảy ngẫu nhiên
• Chà xát: Tiếp xúc hỗn loạn tạo ra rung động không tuần hoàn

Nhận dạng trong quang phổ

Đặc điểm quang phổ

• Tần số cố định: Xuất hiện ở cùng giá trị Hz bất kể tốc độ thay đổi
• Thay đổi đơn hàng: Nếu tốc độ thay đổi, tần số không đồng bộ sẽ thay đổi thứ tự (× tỷ số tốc độ trục)
• Sơ đồ thác nước: Các thành phần không đồng bộ xuất hiện dưới dạng các đường thẳng đứng; đồng bộ dưới dạng đường chéo
• Thứ tự quang phổ: Các đỉnh không đồng bộ ở bậc không nguyên (2,47×, 3,57×, v.v.)

Quy trình chẩn đoán

1. Xác định tốc độ chạy: Từ 1× đỉnh hoặc máy đo tốc độ
2. Tính toán đơn hàng: Chia mỗi tần số đỉnh cho tần số tốc độ chạy
3. Lệnh số nguyên: Rung động đồng bộ (1,00×, 2,00×, 3,00×)
4. Các lệnh không phải số nguyên: Rung động không đồng bộ (2,47×, 3,57×, v.v.)
5. Phù hợp với các loại lỗi: So sánh tần số tính toán với tần số phương vị, tần số điện, v.v.

Ý nghĩa chẩn đoán

Lỗi vòng bi

• Tần số không đồng bộ tại BPFO, BPFI, BSF ngay lập tức cho thấy vấn đề về ổ trục
• Tính toán tần số mang và so sánh với các đỉnh quan sát được
• Sự trùng khớp trong phạm vi ±5% xác nhận lỗi ổ trục
• Sóng hài và dải biên cung cấp thêm xác nhận

Các vấn đề điện từ

• Tần số đường dây 2x ở 100/120 Hz cho biết có vấn đề về stato hoặc khe hở không khí
• Tần số cố định không phụ thuộc vào sự thay đổi tốc độ
• Phân tích hiện tại xác nhận nguồn gốc điện

Rung động bên ngoài

• Các đỉnh không liên quan đến tốc độ máy hoặc vòng bi
• Có thể phù hợp với tốc độ thiết bị gần đó
• Cần điều tra nguồn gốc
• Cần cách ly hoặc hiệu chỉnh nguồn

Kỹ thuật phân tích rung động không đồng bộ

Phân tích phong bì

• Kỹ thuật chính để phát hiện lỗi ổ trục
• Tăng cường tác động lặp lại không đồng bộ
• Ngăn chặn các thành phần tần số thấp đồng bộ
• Hiển thị tần số mang rõ ràng

Gia tốc tần số cao

• Các lỗi ổ trục không đồng bộ thường ở dải tần số cao (> 1 kHz)
• Sử dụng máy đo gia tốc và cài đặt Fmax cao
• Phát hiện tác động và cộng hưởng tần số cao

Phân tích Cepstrum

• Hiệu quả trong việc tìm kiếm các mẫu tuần hoàn trong tín hiệu không đồng bộ
• Phát hiện các họ sóng hài hoặc dải bên
• Hữu ích cho các chữ ký bánh răng và ổ trục phức tạp

Ví dụ thực tế

Động cơ có lỗi ổ trục

• Tốc độ chạy: 1750 vòng/phút (29,17 Hz)
• Các thành phần đồng bộ: 1× ở 29,17 Hz, 2× ở 58,34 Hz
• Thành phần không đồng bộ: Đỉnh ở 107 Hz (3,67× tốc độ trục)
• Chẩn đoán: 107 Hz khớp với BPFO được tính toán → lỗi vòng ngoài
• Xác nhận: Bản chất không đồng bộ xác nhận vấn đề về ổ trục, không phải rôto

Động cơ VFD ở tốc độ thay đổi

• Tốc độ động cơ thay đổi 1200-1800 vòng/phút
• 1× đỉnh di chuyển với tốc độ (đồng bộ)
• Đỉnh 120 Hz vẫn cố định (tần số đường truyền không đồng bộ 2×)
• Chẩn đoán: Thành phần điện từ từ nguồn cung cấp 60 Hz

Rung động không đồng bộ là một loại rung động máy móc riêng biệt với những hàm ý chẩn đoán độc đáo. Việc nhận biết các thành phần không đồng bộ thông qua mối quan hệ thứ tự không phải số nguyên, tần số cố định bất chấp sự thay đổi tốc độ, hoặc các đặc điểm thẳng đứng trong biểu đồ thác nước cho phép xác định chính xác các khuyết tật ổ trục, sự cố điện và các tác động bên ngoài, từ đó đưa ra các chiến lược chẩn đoán và khắc phục phù hợp.

---

← Quay lại Mục lục chính