同步與次同步振動解析
同步振動 是指發生在機器主要 運轉轉速 (1×) 頻率整數倍的任何振動。它與軸的旋轉完全「同步」，是旋轉機械中最常見的振動類型。辨識頻譜中的峰值是否 振動頻譜 為同步， 次同步，或 非同步 是任何診斷中首要且最有力的步驟之一。
1. 定義：什麼是同步振動？
當振動成分的頻率以整數倍數追蹤軸速時，即為同步：
- 恰好等於運轉速度 (1×) 的振動是同步的。
- 運轉速度兩倍 (2×)、三倍 (3×) 等等的振動也是同步的——這些高階諧波是 諧波 的巧合諧波的疑慮。
其定義特徵在於同步峰值 會隨機器：改變速度，峰值會移動以保持鎖定在同一倍數。絕大多數的日常機械故障—— 不平衡, 不對心，a 軸彎曲，以及 機械鬆動 ——皆表現為同步振動。例如，不平衡總是出現在 1× RPM，並完美追蹤機器速度的任何變化，這正是 現場動平衡 針對 1× 成分的原因。
2. 定義：什麼是次同步振動？
次同步振動 是指發生在 低於 主要運轉速度（小於 1×）頻率以下的任何振動——前綴「sub-」意為「低於」。顯著的次同步振動通常是嚴重的警告訊號，因為它通常由自激、不穩定的 轉子動力學 現象產生，而非普通的機械磨損或配合問題。關鍵在於，與同步振動不同，次同步振動的激振力是由轉子自身的運動產生的，這使其有能力發展成 不穩定.
3. 如何在 FFT 頻譜中區分它們
在 FFT 頻譜中將這些成分分開很簡單，只要知道要尋找什麼：
- 同步峰值： 1× RPM 峰值（運轉速度）以及位於精確整數倍數 (2×, 3×, …) 的任何峰值。
- 次同步峰值： 出現在頻率軸上 校正前 1× 峰值左側的任何顯著峰值——例如在運轉速度的 0.42×–0.48× 處，這是 油膜渦動.
- 非同步峰值： 不是運轉速度整數倍數的峰值，通常與 軸承故障頻率 或外部來源有關。
由於這些類別的邊界是相對於運轉速度定義的，因此確認速度參考值至關重要。 轉速計 脈衝——或 階次分析 在變速機器上——讓分析師精確鎖定 1× 線並避免誤標峰值。
4. 為何此區分至關重要
區分同步與次同步振動是診斷的基礎，因為這兩者指向完全不同的問題家族——以及不同的解決方案：
- 同步問題 （如不平衡）是 強制振動。它們通常可以透過機械調整——動平衡校正或對中——來修正，且通常可預測且穩定。
- 次同步問題 則通常是 自激振動 或不穩定現象。它們表明 轉子-軸承系統 的基本設計或狀態存在問題，且無法透過動平衡校正來修復。此類狀況可能不穩定且破壞性極大。常見原因包括油膜渦動和 油膜振盪 在液體薄膜 滑動軸承中，以及轉子與定子之間的 摩擦.
因此，高振幅的次同步峰值通常被視為比相同振幅的同步峰值更嚴重的警報狀況：前者可能威脅機器的完整性，而後者通常只是維護任務。
5. 根據診斷採取行動
一旦頻譜顯示主導能量是同步的，後續路徑通常是修正而非重新設計。主導的 1× 峰值指向不平衡和動平衡校正工作；1× 和 2× 同時升高，通常伴隨軸向活動，指向不對心。在現場，這正是像 Balanset-1A 這樣的雙通道儀器所處理的領域：它測量定義同步不平衡響應的 1× 振幅 與 相位 並計算校正配重以將其降低。相反地，如果分析顯示強烈的次同步成分，正確的應對方式是調查軸承游隙、潤滑和轉子穩定性——而不是使用試重。
