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動平衡校正服務 › 振動分析儀

振動分析儀 — 雙通道 FFT 頻譜、相位與故障診斷

Balanset-1A 是一款雙通道振動分析儀,可繪製即時 FFT 頻譜、測量 1× RPM 時的振幅與相位,並透過故障特徵圖鑑區分不平衡、不對心、鬆動與軸承損壞 — 隨後即可在同一工作階段進行動平衡校正。一套售價 €1,975 的便攜式套件涵蓋診斷、校正與驗證,無需切換儀器。

Balanset-1A vibration analyzer FFT spectrum interface on laptop

簡言之: Balanset-1A 振動分析儀從其兩個振動感測器(類比 MEMS 加速規)捕捉同步雙通道訊號,計算即時 FFT 頻譜,並顯示每個軸系諧波的振幅與相位。不平衡呈現為主導的 1× RPM 峰值;不對心呈現為升高的 2× 與 3× 分量;發展的軸承缺陷呈現為 BPFO/BPFI 峰值與邊帶;鬆動呈現為次諧波。由於現場動平衡使用相同的硬體與感測器,您可以在一次現場造訪中診斷故障、校正並驗證結果——測量 5 至 1000 Hz 範圍內 0.2 至 80 mm/s 的振動速度。

您的機器需要振動分析而非僅靠儀表讀數的跡象

單一整體振動數值只能告訴您有問題,而 FFT 頻譜能告訴您問題是什麼以及原因。以下情況需要專業的分析儀:

振動原因不明 整體數值偏高,但無法判斷 culprit 是不平衡、不對心、鬆動還是軸承損壞 — FFT 可分離各項特徵。
強烈的 1× RPM 分量 顯著的一階峰值是剩餘轉子不平衡的教科書級特徵,也是啟動動平衡校正的觸發條件。
升高的 2× 或 3× 諧波 顯著的二階或三階分量通常表示聯軸器或軸的角向或平行不對心。
次諧波或寬頻雜訊 隨著缺陷發展,低階軸承缺陷頻率(BPFO、BPFI、BSF、FTF)及其諧波會出現在速度頻譜中——這是在故障發生前值得追蹤趨勢的警告,儘管最早的損壞階段需要高頻包絡分析。
維修後驗收檢查 動平衡校正、對中或更換軸承後,您需要測量證明數值已降至 ISO 20816 驗收界限以下。
定期狀態監測巡檢 定期記錄基線頻譜可讓您追蹤振幅上升趨勢,並在非計畫停機前規劃維護。

Balanset-1A 分析儀的測量項目

分析儀從兩個附贈的振動感測器(類比 MEMS 加速規)捕捉同步訊號,並參考雷射轉速計。下列每個參數均可在單一採集運行中取得:

  • 整體振動速度(mm/s RMS)與加速度(m/s² 或 g)
  • 即時 FFT 頻率頻譜,具使用者可選解析度
  • 雙通道同步顯示振動波形(時域訊號)
  • 相對於軸測速儀參考點的 1× RPM 相位角
  • 從 FFT 提取的 1×、2×、3× 及更高階軸轉振幅
  • 同步雙通道擷取(同時測量兩軸承平面)
  • 來自光學雷射測速儀的運轉速度(RPM)— 無需銘牌
  • 跨連續測量的振動趨勢記錄
  • 可列印報告:波形、頻譜與數值摘要
高達 ×10當不平衡負荷減半時的軸承壽命(ISO 281)
−70%單次動平衡校正後的典型振動降幅
2通道數,同步擷取
5–1000 Hz分析儀頻率範圍

故障診斷 — 解讀 FFT 頻譜

每種機械故障都會留下獨特的頻譜指紋。下表將最常見的故障對應至其頻譜特徵,讓您可以直接從 Balanset-1A 顯示器讀取機器狀態。

振動故障診斷指南 — 頻譜特徵
故障主要頻譜分量其他指標
轉子不平衡強烈的 1× RPM;所有其他階次皆低相位穩定;振幅隨速度平方上升;經試重測試確認
角度不對心升高的 1× 與 2×;有時出現 3×軸向振動通常等於或超過徑向;聯軸器兩側相位差 ≈180°
平行不對心強烈的 2× RPM;1× 也可能存在徑向振動高;在聯軸器徑向測得 180° 相位差
機械鬆動次諧波 (0.5×, 0.33×) 及高達 10× 的多重諧波寬頻雜訊底升高;症狀隨負載加重而惡化
滾動軸承磨損BPFO、BPFI、BSF 或 FTF 缺陷頻率及其諧波可能在整體振動級別上升前出現;缺陷頻率周圍的邊帶確認故障進展
共振接近自然頻率處振幅大,通常與 RPM 不同步振幅在特定轉速下達峰值;通過共振時相位偏移約 180°

當 1× 成分主導時,直接切換至動平衡校正模式 — Balanset-1A 使用相同的測量運行作為影響係數計算的基線,因此不浪費時間。

為何單一整體數值會遺漏故障

振動筆或簡單 RMS 計將所有頻率成分加總為單一數值。兩台機器可能顯示相同的整體級別,卻有完全不同的故障 — 一台由 1× 不平衡主導,另一台由軸承缺陷邊帶主導。沒有頻率解析度,您只能猜測原因並有應用錯誤補救措施的風險。FFT 將訊號分解,使每種故障類型在其特徵頻率處顯示為標記峰值,讓您在同一測量中獲得診斷與處方。

ISO 281 說明診斷在財務上的重要性。滾動軸承的基本額定壽命為 L10 = (C/P)p (以百萬轉為單位),其中 P 為當量動態軸承負荷,且球軸承的 p = 3(滾子軸承為 10/3)。殘餘不平衡會為該負荷增加一個旋轉分量,因此將 1× 振動振幅減半大致會將不平衡負荷減半;當此旋轉負荷主導 P 時,軸承壽命最高可延長 2p:約 滾珠軸承約 8×,滾子軸承約 ~10×倍。此估算僅在測量的 1× 振動是旋轉動態軸承負荷的合理代理時成立。使用 軸承壽命計算器 來量化您機器的節省效益。

如何將 Balanset-1A 用作振動分析儀 — 逐步說明

  1. 安裝感測器。 使用磁吸座將一個或兩個振動感測器安裝於軸承座上。對於相位參考分析,將雷射轉速計反射貼片夾於旋轉軸上,並將感測器對準該貼片(50–500 mm 工作距離)。兩個通道同步記錄。
  2. 啟動轉子並進行採集。 開啟 Balanset 軟體,選擇 分析儀 模式,並開始採集。軟體在標準 Windows 筆記型電腦上即時顯示即時波形、FFT 頻譜及以 mm/s 為單位的整體 RMS 振動級別。
  3. 讀取頻譜。 識別主導頻率峰值。一階振幅與相位會自動相對於測速脈衝顯示。諮詢上述故障表以將頻譜模式與最可能的故障類型比對。
  4. 與接受限值比較。 檢查整體速度讀數是否低於相關 ISO 20816 區域邊界 (A/B/C/D),取決於您的機器類別與功率等級。匯出頻譜曲線圖與數值以作為維護報告。
  5. 若確認為不平衡,於同一會話中進行動平衡校正。 已擷取的基線測量即作為影響係數序列的第一次運行。添加試重,再次運行,並讓軟體計算校正 — 無需額外儀器,無需第二次到訪。

振動測量標準

ISO 20816 定義非旋轉部件振動速度 (mm/s RMS) 的評估區域:A 區(新投運)、B 區(適合長期運行)、C 區(警報 — 立即調查)、D 區(危險 — 損壞風險)。限值因機器類別與軸心高度而異。Balanset-1A 以 mm/s RMS 報告整體速度,以便您直接與適用機器類型的相關 ISO 20816 部分進行比較。

一旦識別出不平衡,動平衡校正後的殘餘轉子不平衡將依據 ISO 21940-11 G 等級 (G0.4 至 G40) 進行評估。Balanset-1A 在其可列印報告中記錄達成的殘餘轉子不平衡,為您提供可驗證的符合適用標準的記錄。使用 殘餘不平衡計算器 在開始前查詢允許的公差。

Balanset-1A — 您的完整現場分析儀與動平衡校正套件

本頁所述的所有作業皆使用單一便攜式儀器完成: Balanset-1A。它是一台雙通道動平衡機與振動分析儀,可從 FFT 頻譜診斷故障,並在確認不平衡時對剛性轉子進行動平衡校正 在其自身軸承中、於運轉速度下,採用三次運行影響係數法 — 軟體會計算精確的校正配重與角度,並儲存報告。

Complete Balanset-1A balancing kit with sensors, laser tachometer, scale and case

完整套件內容

€1,975 · 完整套件,現貨供應,附增值稅發票

  • 介面測量單元(USB,2 通道)
  • 兩支振動加速規(4 m 電纜,10 m 可選)
  • 雷射轉速計 / 光學相位感測器(50–500 mm)
  • 感測器用磁性支架
  • 試重與校正配重用數位秤
  • Windows 動平衡與分析軟體
  • 塑膠運輸箱
推薦

完整套件

主機 · 2 個感測器 · 雷射測速儀 · 磁座 · 數位秤 · 軟體 · 運輸箱。開箱即用,具備開始分析與動平衡校正所需的一切。

OEM

OEM 套件

主機 · 2 支感測器 · 雷射轉速計 · 軟體。適用於已擁有支架、秤與運輸箱的整合商,或將主機嵌入動平衡機器的客戶。

主要技術規格
參數數值
測量通道2(單平面與雙平面動平衡)
振動速度範圍0.2–80 mm/s RMS
頻率範圍5–1000 Hz(>550 Hz 時振幅誤差 ≤10%)
測量精度±5% 滿量程
方法三次運行影響係數法(1 或 2 平面)
分析1× 振幅與相位、FFT 頻譜與波形、已儲存報告
筆記型電腦未包含(Windows PC,可依需求提供)
現貨供應 DHL 葡萄牙 €35 DHL 全球 €110 兩年保固 增值稅發票 工程師支援

Balanset-1A 分析儀顯示內容

Balanset-1A two-channel vibration analyzer overview screen

雙通道分析儀總覽

來自兩個感測器的整體振動級別、FFT 頻譜與相位角,同時顯示於一台 Windows 筆記型電腦上。

Real-time FFT spectrum showing frequency peaks for fault diagnosis

即時 FFT 頻譜

頻率峰值可區分不平衡(主導 1×)、不對心(2×)與軸承缺陷邊帶。

Accelerometer and laser tachometer mounted on bearing housing in the field

現場測量

振動感測器與雷射轉速計安裝於運轉中機器的軸承座上——無需拆解機器。

Amplitude and phase at 1x RPM displayed in Balanset software

1× 處的振幅與相位

相對於測速儀參考顯示的一階振幅與相位角 — 影響係數動平衡校正所需的輸入。

Printable Balanset-1A measurement report with waveform and spectrum

文件化報告

波形、FFT 頻譜與數值摘要匯出為可列印報告,作為維護記錄。

振動分析儀常見問題

FFT 分析如何區分不平衡與不對心?
不平衡會在精確的 1× 轉速處產生單一主導峰值。角度不對心通常顯示強烈的 2× 分量,有時還有 3×,且軸向振動通常升高。平行不對心會產生顯著的 2× 徑向峰值。Balanset-1A 會在 FFT 顯示中自動標示這些峰值,讓您在決定校正方案前識別主導故障。若 1× 分量佔主導,同一組測量資料可直接轉入動平衡計算。
我可以將 Balanset-1A 作為獨立分析儀使用,而不進行動平衡嗎?
可以。該設備具備純分析儀模式,可記錄振動頻譜、以 mm/s 測量整體振動級別,並記錄資料以追蹤狀態監測趨勢,而無需進入動平衡模式。這對於進料檢驗、定期狀態調查以及依據 ISO 20816 限值進行維修後驗收測量非常有用。
FFT 涵蓋的頻率範圍為何?是否足以進行軸承診斷?
Balanset-1A 涵蓋 5 至 1000 Hz,可捕捉所有軸系諧波,以及大多數工業滾動軸承在典型轉速下的基本軸承缺陷頻率(BPFO、BPFI、BSF、FTF)及其低階諧波。但請注意其限制:早期軸承損壞通常需透過高頻加速度與包絡(解調)技術檢測,這些技術需要數 kHz 至數十 kHz 的頻寬——超出本儀器的範圍。在 5–1000 Hz 範圍內,Balanset-1A 會在缺陷頻率產生可測量的速度分量時顯示軸承故障,即處於較發展的階段;它不能替代專用的寬頻軸承診斷儀器。
ISO 20816 適用於我的機器嗎?
ISO 20816 透過其多個部分涵蓋廣泛的旋轉機械:泵、壓縮機、風機、渦輪機、馬達與發電機均有涵蓋。具體的區域邊界取決於機器功率等級與軸心高度。Balanset-1A 以 mm/s RMS 報告整體速度,因此您可以直接將涵蓋您機器類型的 ISO 20816 相關部分應用於讀數。
相位測量是否足夠精確以進行雙平面動平衡?
是的。相位是相對於光學轉速計脈衝測量的,提供可重複的角度參考。雙通道同步採集確保兩個軸承平面在同一軸位置被採樣,這對於雙平面動平衡作業中準確的交叉效應(影響係數)計算至關重要。
當僅靠動平衡無法解決振動時,分析儀如何提供協助?
當動平衡降低了 1× 分量但整體振動仍然很高時,FFT 會立即顯示哪個其他頻率分量已成為主導——無論是 2× 不對心諧波、軸承缺陷頻率還是次諧波鬆動特徵。這能精確指引下一步校正措施,而非讓技師盲目猜測。請參閱我們關於診斷持續性振動的案例研究以獲取實際範例。

先診斷,再自信地進行動平衡

Balanset-1A 將雙通道 FFT 分析儀與雙平面動平衡儀整合於一套便攜式套件中。從頻譜讀取故障,在源頭校正,並依據 ISO 20816 驗證——所有步驟在一次現場造訪中完成,售價 €1,975。

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Balanset-1A · €1975Ask engineer