Phân tích rung động và hiệu ứng trục

Phân tích rung động là một công cụ chẩn đoán quan trọng được sử dụng trong các ứng dụng kỹ thuật khác nhau, đặc biệt là trong việc theo dõi tình trạng của máy quay. Phân tích này tập trung vào dạng sóng của rung động, cung cấp thông tin chi tiết về tình trạng hoạt động của các bộ phận như trục. Hiểu được cách trục ảnh hưởng đến dạng sóng rung động là điều cần thiết để bảo trì hiệu quả và chẩn đoán lỗi.

Các khái niệm chính trong phân tích dạng sóng rung động

Định nghĩa dạng sóng: Dạng sóng rung thể hiện chuyển động dao động của một hạt theo thời gian, giống như một “chân dung” trực quan của chuyển động. Nó được đặc trưng bởi một số thông số, bao gồm biên độ, tần số, pha và hình dạng, mỗi thông số cung cấp thông tin chẩn đoán có giá trị về tình trạng của máy móc

Các đặc điểm chính của dạng sóng rung động

• Biên độ: Cho biết cường độ rung động tối đa; biên độ cao hơn có thể báo hiệu các vấn đề như mất cân bằng hoặc sai lệch.
• Tần số: Đề cập đến số chu kỳ rung trên một đơn vị thời gian, liên quan chặt chẽ đến tốc độ quay của máy.
• Pha: Thể hiện vị trí tương đối của tín hiệu rung so với tín hiệu tham chiếu, hỗ trợ so sánh các tín hiệu khác nhau.
• Hình dạng: Có thể hình sin hoặc phức tạp; bị ảnh hưởng bởi bản chất của rung động và đặc tính máy móc

Ảnh hưởng của trục đối với dạng sóng rung động

Trục là thành phần không thể thiếu trong máy móc ảnh hưởng đáng kể đến đặc tính rung. Việc phân tích rung động trục có thể tiết lộ thông tin quan trọng liên quan đến các điều kiện cơ học:

• Tần số lưới bánh răng: Trong máy móc quay, các thành phần khác nhau (như bánh răng) góp phần tạo nên dấu hiệu rung động tổng thể. Ví dụ, tần số lưới bánh răng thường chịu trách nhiệm cho các rung động biên độ cao do truyền tải
• Sóng hài và Dải bên: Sự hiện diện của sóng hài (bội số nguyên của tần số cơ bản) có thể chỉ ra sự phi tuyến tính hoặc lỗi trong hệ thống. Đỉnh dải biên trong phổ tần số có thể gợi ý các vấn đề cục bộ như khuyết tật bánh răng
• Sự kiện thoáng qua: Những thay đổi đột ngột trong dạng sóng có thể cho thấy các tác động cơ học hoặc sai lệch. Những quá độ này rất quan trọng để chẩn đoán lỗi trong vòng bi và các thành phần khác

Phương pháp phân tích rung trục

Phân tích miền thời gian

Phương pháp này liên quan đến việc kiểm tra dạng sóng trực tiếp theo thời gian. Nó cho phép xác định các mẫu như sự thay đổi định kỳ về biên độ, có thể chỉ ra sự điều chế hoặc tác động từ các khuyết tật cơ học

Phân tích miền tần số

Bằng cách chuyển đổi tín hiệu miền thời gian thành phổ tần số, các nhà phân tích có thể quan sát các đỉnh riêng biệt tương ứng với các tần số cụ thể liên quan đến các điều kiện cơ học khác nhau. Phân tích này giúp cách ly tần số lỗi khỏi nhiễu xung quanh

Phân tích pha

Phân tích pha tương quan dữ liệu rung động với vị trí quay, cung cấp thông tin chi tiết về nơi các rung động cụ thể xảy ra so với vòng quay trục. Điều này đặc biệt hữu ích để xác định các lỗi ổ trục và các vấn đề đồng bộ khác

Kết luận

Phân tích rung động đóng vai trò như một công cụ mạnh mẽ để nhận biết tác động của trục đối với tình trạng tổng thể của máy. Bằng cách hiểu cách các thông số khác nhau ảnh hưởng đến đặc tính dạng sóng, các kỹ sư có thể chẩn đoán hiệu quả các vấn đề tiềm ẩn và thực hiện các chiến lược bảo trì kịp thời. Cách tiếp cận chủ động này nâng cao hiệu quả hoạt động và kéo dài tuổi thọ của máy móc.