Download pdf - Vibration Diagnosis

Khun Sommai Tongphasook Page 1 26/Sep/03

Vibration Diagnosis Mass Unbalance

A) Force Unbalance สญญาณจะอยในตาแหนงมมเดยวกนและไมเปลยนแปลง ขนาดการสนเนองจากการไมสมดลยจะเพมขนเปนสดสวนกาลงสองของความเรว ภายใต First Rotor Critical (ความเรวเพมขน 3 เทา มผลใหคาการสนสะเทอนเพมขน 9 เทา) 1X RPM เกดขนและสงเดนกวาสญญาณอนเสมอ. สามารถถกแกปญหาไดโดยตดมวลถวงดลยเพยงกอนเดยวทระนาบตรงจดศนยกลางมวลของชนงานหมน. มมทตางกนระหวางตาแหนง OB & IB ทงแนวนอน และแนวตงมคาประมาณ 0, เชนเดยวกน, มมทแตกตางระหวางคาทอานไดระหวางแนวนอนและแนวตงบน Bearing แตละตวของชนงานจะมคาประมาณ 90 (±30 )

B) Couple Unbalance ตาแหนงมมทอานไดตรงกนขาม 180 ระหวางปลายทงสองบนเพลาเดยวกน. 1X RPM เกดขนและสงเดนกวาสญญาณอนเสมอ. ขนาดการสนจะแปรเปลยนไปตามกาลงสองของความเรวทเพมขน ภายใต First Rotor Critical Speed. อาจจะเปนสาเหตใหการสนสะเทอนตามแนวแกนมคาสง เชนเดยวกบในแนวรศม. การแกปญหาตองตดมวลถวงดลยอยางนอยใน 2 ระนาบ. ใหสงเกตวามมตางกนระหวางตาแหนง OB & IB ทงแนวนอนและแนวตงมคาเปนประมาณ 180 . เชนเดยวกน, มมทแตกตางระหวางคาทอานไดระหวางแนวนอนและแนวตงบน Bearing แตละตวจะมคาประมาณ 90 (±30 ) .


C) Dynamic Unbalance เปนแบบของการไมสมดลยทพบบอยทสด คอแบบจากการรวมกนของ Force และ Couple Unbalance. 1X RPM สงเดนกวาสญญาณอน และตองการการแกปญหาทง 2 ระนาบแนนนอน ทงน ผลตางมมในแนวรศมระหวางตาแหนง OB & IB สามารถมคาใดคาหนงระหวาง 0 – 180o. อยางไรกด, ผลตางของมมเทยบระหวาง OB & IB ในแนวนอนควรใกลเคยงกบแนวตง (± 30 o).ประการตอมา, ถาเปนการไมสมดลยเปนหลกแลวโดยปกตผลตางของคามมทอานไดระหวางแนวนอนและแนวตงจะมคาประมาณ 90 o (± 40 o)

D) Overhung Rotor Unbalance ทาใหเกดคาสงท 1X RPM ทงแนวแกน และแนวรศม. คาทอานไดตามแนวแกนมแนวโนมทศทางเดยวกน ขณะทคาทอานไดตามแนวรศมอาจจะไมนง. อยางไรกตาม, ผลตางมมในแนวนอนควรใกลเคยงกบแนวตง (± 30 o). Overhung Rotor มผลทง Force และ Couple Unbalance, ซงแตละแบบจะตองการการแกไขเชนกน. ดงนนสวนใหญการถวงดลยแลวตองทาการตดมวลใน 2 ระนาบเพอตอตานผลทง Force และ Unbalance.


Eccentric Rotor การเยองศนยเกดเมอศนยกลางการหมน เยองจากศนยกลางรปทรงทางเรขาคณตของ Pulley, Gear, Bearing, Motor armature เปนตน. คาการสนสงสดท 1X RPM ของชนทเยองศนยในแนวทศผานจดศนยกลางของชนงานหมนทงสอง. เทยบคามมทอานไดจากแนวนอนและแนวตงมกตางกนเปน 0o หรอ 180 o (แตละคาบอกถงการเคลอนทตามแนวเสนตรง). ความพยายามทจะถวงดลของชนงานหมนมกมผลลดการสนในทศหนงแตเพมขนอกทศหนงในแนวรศมเสมอ(ขนอยกบขนาดของการเยองศนย)

Bent Shaft การคดงอของเพลากอใหเกดการสนมากตามแนวแกน ดวยคามมทตางตามแนวแกนบนเครองจกรชนเดยวกน มแนวโนมเปน 180 o โดยปรกตการสนหลก เกดท 1X ถาคดงอใกลกงกลางเพลา, แตเปน 2X ถาคดงอใกลจดเชอมตอหนาแปลน (จงระวงคาทอานจากทศการวางตวจบสญญาณสาหรบแตละแนวแกน ถากลบทศตรงกนขาม.) ใหใช Dial Indicator เพอยนยนการคดงอของเพลา Misalignment

A) Angular Misalignment การเยองแนวเชงมม มลกษณะการสนทสงตามแนวแกน, มมตางกน 180o ระหวางหนาแปลน. โดยรปแบบแลวจะมการสนสะเทอนสงตามแนวแกน ดวยทง 1X และ 2X RPM. อยางไรกตาม, กไมผดปรกตถาเกดสงท 1X, 2X หรอ 3X. ลกษณะเหลานจะชถงปญหาการประกอบหนาแปลนเชนกน. การเยองแนวเชงมมทรนแรงอาจจะกระตนใหเกด Harmonics ของ 1X RPM ขนไดมากมาย. ไมเหมอนกบ Mechanical loosness แบบ C, ตรงท Harmonics ทหลากหลายไมมการเพมของ Noise Floor ใน Spectrum.


B) Offset Misalignment การเยองแนวเชงขนาน มลกษณะการสนคลายคลงกบการเยองแนวเชงมม, แตแสดงคาการสนสงในแนวรศมดวยมมตางกนประมาณ 180o ระหวางหนาแปลน. การสนท 2X มกจะโตกวา 1X ซงการเปรยบเทยบเชงสมพทธมกจะถกกาหนดโดยชนดและโครงสรางของหนาแปลน. เมอไรกตามไมวาการเยองแนวเชงมมหรอ เชงขนาน เรมรนแรง, กสามารถสรางการสนสงของ Harmonic ทสงๆ (4X – 8X), หรอไมกเปนชด Harmonic ทงหมดท คลายคลงปรากฏใน Mechanical Looseness. ชนดและวสดของหนาแปลนมกจะมอทธพลอยางใหญหลวงตอตลอดทง Spectrum เมอการเยองแนวรนแรง. ยงคงไมมรปการเพมของ Noise Floor ปรากฎใหเหน.

C) Misalign Bearing Cocked on Shaft. Bearing เอยงเฉยง (Cocked Bearing) จะเกดการสนทเหนไดในแนวแกน. จะ

เกดการเคลอนไหวบดสายดวยมมทตางกนประมาณ 180 o จากบนลงลาง และ/หรอจากขางหนงไปสอกขางหนงในทศแนวแกนบนโครงสรางรองรบ Bearing เดยวกน. ความพยายามทจะปรบแนวหนาแปลน หรอการถวงดลจะไมมผลตอการแกปญหา. ปรกตแลว Bearing ตองถกถอดและตดตงใหถกตองเทานน.

Mechanical Looseness การหลวมคลอนเชงกล ถกกาหนดโดยแบบใดแบบหนงของ Vibration Spectrum แบบ A , B หรอ C


แบบ A. สาเหตจากโครงสรางหลวม / ความไมแขงแรงของ Feet, Baseplate หรอ Foundation ของเครองจกร; รวมทงการเสอมของ Grouting, การหลวมของ Hold – Down Bolts ทฐาน; และการบดตวของโครงสราง หรอฐาน ( เชน Soft foot) การวเคราะหมม อาจจะไดรบคาทตางกนประมาณ 90 o- 180 o ระหวางการวดในแนวดงบน Bolt, Machine Foot, Base Plate หรอ Base ของเครองจกร

แบบ B.โดยทวไปเกดจากการหลวมของ Bolt ยด Pillowblock, การแตกราวในโครงสราง หรอแทนรองรบ Bearing

แบบ C. โดยปรกตเกดจากการสวมสอดทไมเหมาะสมระหวางชนสวนประกอบ ซงเปนเหตใหเกด Harmonics ขนมากมายจาก Nonlinear Response ของสวนหลวมคลอนตอแรงพลศาสตรจากชนงานหมน. ตนเหตใหเกดรปยอดตด (Truncation) ของ Time Wave Form และการเพมของ Noise Floor ใน Spectrum. แบบนมกจะเกดจากปลอก Bearing หลวมในฝาครอบ, Bearing หลวมและหมนไดบนเพลา, ระยะเผอสวมทมากเกนไปไมวา Sleeve หรอ Rolling Elemant Bearing, การหลวมของ Impeller บนเพลา ฯลฯ. มมทอานไดมกจะไมนง และอาจจะแปรเปลยนไดอยางกวางๆ จากการวดในแตละครง, โดยเฉพาะถาชนสวนหมนมการเลอนตาแหนงไปบนเพลาจากการ Start ในแตละครง. การหลวมเชงกล มกจะใหคาอยางสงเฉพาะทศทาง (Highly directional) และอาจจะเกดคาทอานไดตางกนอยางมากเมอ


เปรยบเทยบกบตาแหนงทเพมมมทละ 30 o ในทศรศมตลอดวงรอบของ Bearing Housing. ใหสงเกตดวยวาการหลวมมกจะเกดผลคณคงทของตวเลขทลงตวของ Subharmonic 1/2 หรอ 1/3 X RPM (0.5X, 1.5X, 2.5X,) 4. Rolling Element Bearing Failure Stages.

Stage 1 : สงชบงเรมแรกของปญหาตลบลกปนปรากฏท Ultrasonic Frequency ชวงประมาณ 250 – 350 KHz; แลวตอมา, เมอการสกกรอนเพมขน, ความถทปรากฏมกจะลดลงมาเหลอประมาณ 20 – 60 KHz (1,200 - 3,600 kCPM) ทความถเหลานจะตรวจจบไดโดย Spike Bnergy (gSE), HFD(g) และ Shock Pulse (dB). จากตวอยาง Spike Energy อาจปรากฏขนแรกเรมทคาประมาณ 0.25 gSE ในขนท 1 (คาทแทจรงขนอยกบตาแหนงการวด และความเรวรอบของเครองจกร). การได Enveloped Spectra ทความถสง จะยนยนวาตลบลกปนเสยหายในขนท 1 หรอไม.

Stage 2 : รองรอยเสยหายเลกนอยเรม “เคาะ” ความถธรรมชาต (fn) ของตลบลกปนซงเกดเดนชดทชวง 30 – 120 K CPM. ความถธรรมชาตเชนนอาจเปน Resonance ของโครงสรางรองรบตลบลกปนไดดวย. ความถขางเคยง (Sideband Frequeneics) เรมปรากฏทเหนอกวาและตากวาความถธรรมชาตขณะปลายชวงของขนท 2 . Overall Spike energy สงเพมขน (ดงตวอยาง, จาก 0.25 เพมเปน 0.5 gSE)


Stage 3 : ความถและจานวนเทาของความถทเสยหายของ Bearing เรมปรากฏขน. เมอการสกกรอนเพมมากขน, จานวนเทาของความถทเสยหายเรมปรากฏมากขน และเหลา Side Bands , รวมทงความถของ Bearing และความถธรรมชาตของชนสวน Bearing กโตขน. Overall Spike Energy เพมขนอยางตอเนอง (ดงตวอยาง, จาก 0.5 เพมเปนมากกวา 1 gSE). โดยทวไปการสกกรอนขณะนสามารถมองเหนไดดวยตาเปลาและอาจลามเปนวงตลอดของ Bearing, เฉพาะอยางยงเมอเหลา Side bands รวมกบจานวนเทาของความถทเสยหายของ Bearing เกดขน. High Frequency Demodulated (HFD) และ Enveloped Spectra จะชวยยนยนถงสภาวะขนท 3. จงเปลยน Bearing เสยเดยวน! (ไมคานงถงขนาดของความถทเสยหายของ Bearing ในกราฟ Sprectrum)

Stage 4 : เขาสขนสดทาย, ขนาดการสนท 1X RPM คอยไดรบผลกระทบ. มนเพมขน, และมกจะเกดเพมขนในหลาย Harmonics. ความถทเสยหายเอง Bearing ขาดหายไมปะตดปะตอ และเหลาความถธรรมชาตของชนสวน Bearing เรมทจะขาดหาย โดยทงหมดจะถกแทนทดวยความถสม ๆ ทแถบยานความถสง ฐานความถเชอมตอแผกวาง แบบ “Nosie Floor” อกทงขนาดของ High Frequemey Noise Floor และ Spike Energy อาจจะพบวาลดลงจรง; แตกอนพง, โดยปรกตทง Spike Energy และ HFD จะพงโตเกนขนาด


Resonance

การกาธร เกดเมอความถของแรงกระทา ตรงกบความถธรรมชาตของระบบ, และสามารถเกดขยายการสนอยางมาก, ซงยงผลใหอายการใชงานสนกวากาหนด, หรอไมกเปนความเสยหายรนแรง. ความถธรรมชาตของระบบ อาจจะเปนของชนงานหมน แตกมกเกดจากฐานรองรบ (Support Frame), ฐานราก (Foundation), ชดเกยร (Gear box) หรอแมแตชดสายพานขบ (Drive belts). ถาชนงานหมน หมนตรงหรอใกลเคยงกบความถธรรมชาต, มนเกอบจะเปนไปไมไดเลยทจะถวงดลย เนองจากประสบการณแลวคามมอานมการเลอนเปลยนอยางมาก ( 90 ทตาแหนงทกาธร, เกอบจะ 180 เมอเลยผานจดกาธร). มกแกปญหาโดยเปลยนความถธรรมชาตใหสงขนหรอตาลง. โดยทวไปความถธรรมชาตตองไมเปลยนแปลงไปกบการเปลยนแปลงความเรวซงชวยทาใหการแยกแยะไดงายขน (ยกเวนในเครองจกรทใช Plain Bearing ขนาดใหญ หรอในชนสวนหมนซงมลกษณะเปนคานยน (Over hung)

Rotor Rub การขดสของชนงานหมนกอเกด Spectrum คลายคลงกบการหลวมคลอนเชงกล เมอชนสวนหมนสมผสกบชนสวนอยนง. การขดสอาจเกดบางชวงหรอทววงรอบของการหมนของเพลา. โดยปรกตกอใหเกดเลขอนกรมของความถ, ซงบอยครงเกดการกระตนใหเกดการกาธรหนงคาหรอกาธรหลายคา. บอยทกระตนใหเกดความถทเปนเศษสวนลงตวของ Subharmonics (1/2 , 1/3 , ¼ , 1/5 , -----1/n), ขนกบตาแหนงของความถธรรมชาตของชนงานหมน. การขดสของชนงานหมนสามารถกระตนใหเกดความถสงเปนจานวนมาก (คลายกบเสยงรบกวนชวงความถกวางของชอลคทถกลากถตามแนวกระดานดา). มนสามารถเกดรนแรงในชวงเวลาสน ๆ ถาเกดจากเพลาสมผสกบปลอกเพลาแบบบท (Bearing Babbit). การขดถตลอดวงรอบการหมนของเพลาสามารถเกด ”การเคลอนทยอนกลบ” กบ


ชนงานหมนวนทความเรววกฤตในทศทางตรงขามกบการหมนของเพลา (การไมคงนงภายในสามารถนาไปสการเสยหายยงใหญได.) Journal Bearing

A) Wear / Clearance Problems โดยทวไปหลงการสกของปลอกเพลา จะเกดชดอนกรมของ Harmonics ( ขนถง 10 หรอ 20 เทา). การปายถปอกเพลามกจะใหขนาดการสนในแนวดงสงเมอเทยบกบในแนวนอน, แตอาจแสดงเพยงคาเดยวท 1X RPM. ปลอกเพลาทระยะเผอเกนขนาด อาจจะเกดการไมสมดลยไดบาง และ/หรอการเยองแนวทาใหการสนสงขนเลกนอยซงจะตากวามากถาระยะเผอของ Bearing อยในเกณฑขอกาหนด.

B) Oil Whirl Instability การไมเสถยรภาพจากการไหลวนของนามนเกดขนท 0.40 – 0.48 X RPM และมกจะคอนขางรนแรง. คาการสนถกพจารณาวาสงเกนปรกตเมอมขนาดเกน 40 % ของ Eearing Clearance. การไหลวนของนามนจะสรางการสนทเกดจากการกระตนของชนนามนใหมคาเบยงเบนจากภาวะหมนปรกต (ขนกบสดสวนมมและการเยองศนย) เปนเหตใหลมนามนไป “ผลก” เพลาใหเคลอนไปโดยรอบใน Bearing. แรงไมสมดลยในทศทางทหมนมลกษณะการหมนวน (หรอโคจรไปตอเนอง). การไหลวนของนามนมสภาพไมเสถยรเพราะวาเปนการสรางแรงหนศนยทเพมขนตามแรงไหลวน. สามารถเปนเหตใหนามนไมสามารถรองรบเพลาไดตลอดและกลายเปนไมคงนงเมอความถในการไหลวนสอดคลองกบความถธรรมชาตของชนงานหมน. การปรบเปลยนความหนดของนามน, ความดนของนามนหลอลน และแรงกระทาจากภายนอกสามารถมผลตอการไหลวนของนามน


B) Oil Whip Instability การไหลสะบดจากนามนอาจเกดไดถาเครองจกรทางานทหรอสงกวา 2 เทาของความถ

วกฤตของชนงานหมน. เมอชนงาน หมนขนส 2 เทาของความเรววกฤต, การไหลวนของนามนจะเขาใกลความถวกฤตของชนงานหมนอยางมาก และอาจจะกอใหเกดการสนทสงเกนทชนของนามนสามารถรองรบไดตลอด. ความเรวไหลวนจะ “ตดอยกบ” ความถวกฤตของชนงานหมน และทคานจะไมเปลยนความถถงแมวาเครองจกรเรงความเรวใหสงขนและสงขนอก. ทาใหเกดการสนทความถตากวารอบการหมนโคจรไปตอเนองตรงคาความถวกฤตของชนงานหมน. การคงสภาพไมเสถยรนสามารถนาไปสการเสยหายอยางใหญหลวงได.

C) Hydraulic and Aerodynamic Forces

A) Blade Pass & Vane Pass ความถการตดผานใบพด (BPF) = จานวนใบ X RPM. ทความถนมอยใน Pump, Fans และ Compressor, และปรกตแลวไมถอวาเปนปญหา. อยางไรกตามขนาดทโตของ BPF (และ Harmonics) สามารถเกดใน Pump ได ถาชองวางระหวาง Vanes หมนและ Diffusers ทอยนง มคาไมเทากนตลอดรอบวง. บางครง BPF (หรอ Harmonics) สามารถตรงกบความถธรรมชาตของระบบกอใหเกดการสนรนแรงไดดวย. BPF สง ๆ สามารถเกดขนถา Impeller Wear Ring เกดยดตดกบเพลาหรอวาการเชอมยด diffuser Vanes ลมเหลว. BPF สง ๆ ยงสามารถเกดจากการคดงอในทออยางฉบพลน, ขดขวางการไหล, การปรบ Damper หรอวาตาแหนงของชนงานหมนของ Pump หรอ Fan เยองศนยกบ Housing กไดเหมอนกน.


B) Flow Turbulence การไหลปนปวนมกเกดขนในพดลมเนองจากการแปรเปลยนในความดนหรอความเรวของอากาศผานพดลมหรอทอมทเชอมตอ. ภาวะกระจดกระจายของการไหลนเปนเหตใหเกดการปนปวนซงจะเกดการสนทความถตาแบบสม ๆ , ในชวงความถ 50 – 2,000 CPM. ถาการกระเพอมเกดขนภายใน Compressor, การสนทความถสงยานกวาง ๆ แบบสมๆ กสามารถเกดได. การปนปวนทมากเกนสามารถกระตนใหเกดยานความถสงไดดวย.

C) Cavitation ปรกต Cavitation จะเกดขนแบบสม ๆ, พลงงานยานความถกวาง ๆ ทสงกวา ซงบางครงกทบ Harmonics ตาง ๆ ของ BPF. ปรกตจะชบงถงความดนดานดดทไมเพยงพอ (Starvation). Cavitation สามารถทาลายภายในตว Pump ไดอยางรนแรง ถาปลอยทงไวโดยไมทาการแกไข. มนสามารถกดกรอน (Erode) ครมใบพด. เมอเกด Cavitation, มกจะมเสยงราวกบวา “กอนกรวด” กาลงวงผาน Pump. โดยปรกต Cavitation เกดจากการไหลเขาไมเพยงพอ. สามารถเกดระหวางการตรวจครงหนง, และหายไปในการตรวจครงหนา (ถาเกดเปลยนคาตงวาวลดานดด) Gears

A) Normal Spectrum แสดงความเรวของ Gears & Pinion ดวยความถคขบเกยร (GMF) และคานอยมาก ๆ ของ GMF Harmonics. โดยทวไป GMF Harmonics จะม Sidebands รอยพวกมนดวยคาเทากบความเรวรอบการหมน. Peak ของพวกมนจะตาและไมมความถธรรมชาตของชด Gear ถกกระตน. แนะนาใหตงคา Fmax ท 3.25 X GMF (เปนอยางนอย) เมอทราบจานวนฟน. ถาไมทราบจานวนฟน, ใหตงคา Fmax ท 200X RPM ของเพลาแตละอน.


B) Tooth Wear ตวชบงการสกของฟนคอ การกระตนของความถธรรมชาตของเกยร สอดคลองกบ Sidebands รอบตวมนดวยคาเทากบความเรวรอบการหมนของเกยรทสก. ขนาดการสนทความถคขบอาจจะเปลยนหรอไมเปลยนแมวาขนาดและจานวน Sidebands ทลอมรอบสงมากขน. ปรกต GMF เกดขนเมอการสกหรอถกพบเหนได. Sidebands อาจจะเปนตวชบงดกวาพวกเหลา GMF. การสนสงทพบทวไปไมวา 2X GMF หรอไมก 3X GMF (โดยเฉพาะ 3X GMF) กชบงไดเชนกน แมวาคาท GMF ยงคงยอมรบได.

C) Tooth Load คาทความถ Gear Mesh มกจะเปลยนแปลงงายตอ Load. ขนาด GMF ทสงไมไดบงชถงตวปญหาเสมอไป, โดยเฉพาะอยางยงถาคาทความถ Sideband ยดคงระดบตาและไมมความถธรรมชาตของ Gear ถกกระตนขน. การวเคราะหในแตละครงควรกระทากบระบบทเดนเตมกาลงเพอใหสามารถเปรยบเทยบกนได.

D) Gear Eccentricity and Backlash. โดยความเปนจรง ขนาด Sidebands รอบ GMF Harmomies มกชถงปญหา Gear Eccentricity, Backlash หรอ Non- Parallel Shafts ซงใหการหมนของ Gear ตวหนงไป “Modulate” ตอขนาดของ GMF หรอตอความเรวรอบของคขบ. ปญหาของ Gear ถกกาหนดดวยระยะชวงความถของ Sideband. โดยปกตระดบ 1X RPM ของ Eccentric, Gear จะสงดวย ถาปญหาการเยองศนยของ Gear เปนปญหาหลก. ทวไปแลวคา Backlash ทไมเหมาะสมจะกระทบตอ GMF Harmonics และความถธรรมชาตของ Gear, ทงคจะม Sideband ท 1X RPM. ขนาด GMF มกจะลดเมอ Load เพมถา Back lash เปนเหต.


E) Gear Misalignment เกอบทงหมดของการประกอบทเยองศนยมกจะกอใหเกด Harmonics ท 2X GMF หรอสงกวา ซงม Sideband เทากบความเรวรอบ. บอยครงทเหนเพยงขนาดนอย ๆ ของ 1X GMF, แตคาทสงกวากลบพบท 2X หรอ 3X GMF. ทสาคญคอตองตงคา Fmax ใหมากพอทจะใหครอบอยางนอย 3 GMF Harmonics. Sideband รอบ 2X GMF มกจะมคา 2X RPM ดวย. ใหสงเกตวาขนาดของ Sideband ทางฝงซายมอและขวามอของ GMF มกจะไมคอยเทากนและม GMF Harmonics เกดเนองจากการเยองศนยของฟนเกยร. สาเหตจากรปแบบการสกทไมเทากน.

F) Cracked / Broken Tooth ฟน Gear ทแตกหรอหกจะเกดคาสงท 1X RPM ของ Gear เฉพาะใน Time Waveform เทานน, รวมกบกระตนคา Sideband ของความถธรรมชาตท 1X RPM. มนเปนการดทสดทจะตรวจวดจาก Time Waveform ซงจะแสดงยอดการพงทแหลมคม (Spike) ทกครงเมอฟนเฟองทมปญหา พยายามทขบกบฟนคสบ. เวลาระหวางการกระแทก ( ) จะตองสอดคลองกบ 1/RPM ของ Gear ทมปญหา. ขนาดของ Impact Spike ใน Time Waveform มกจะสงกวา 1X RPM ใน FFT เปน 10 เทาถง 20 เทา!


G) Gear Assembly Phase Problems; Gear Assembly Phase Freq.(GAPF) อยในรปสดสวนของ GMF/NA (เมอ NA > 1). มนหมายถงสดสวน TG/ NA ของฟน Gear จะสมผสกบสดสวน TP/ NA ของฟน Pinion และจดทาใหเกดรปแบบการสกหรอแบบ NA , ซงคอเลข ห.ร.ม. ของจานวนฟน Gear และ Pinion (NA = Assembly Phase Factor). GAPF (หรอ Harmonics) ปรากฏใหเหนทนทตงแตเรมถามปญหาในการผลต. มนกปรากฏใหเหนทนทระหวางการตรวจวเคราะหความถ (Spectrum)ตามชวงเวลาไดดวย ซงชถงปญหาถามสงแปลกปลอมเขาแทรกระหวางคขบ, ยงผลใหเกดความเสยหายในบรเวณขบของฟนขณะสงแปลกปลอมแทรกและออกขณะขบ หรอขณะ Gear ไดปรบตวในการเรมขบกนใหม ๆ

H) Hunting Tooth Problems. ความถ Hunting Tooth (FHT) เกดเมอพบสงผดพลาดทง Gear และ Pinion ซงอาจจะเกดขนระหวางกระบวนการผลต, เนองจากสงผด หรอหยบผดทหนางาน. มนสามารถกอใหเกดการสนทสงมากได แตเนองจากมนเกดโดดเดนทความถตาทนอยกวา 600 cpm ,จงมกจะถกมองขาม. Gear ชดทมปญหาฟนนจะกอปญหาซา ๆ ทโดยปรกตจะสงเสยง “คาราม” จากตวขบ. ผลกระทบสงสดเกดขนเมอฟนทงคของ Faulty Pinion และ Faulty Gear มาขบกน ณ. เวลาเดยวกน (ในบางชดขบ, เหตการณนมกจะเกดสกครงของทก ๆ 10 – 20 รอบหมน, ขนอยกบสตรคานวณของ FHT) จากรปสงเกตวา TGEAR และ TPINION เจาะจงถงจานวนของฟนบน Gear และ Pinion. NA คอ Assembly Phase Factor ซงมกจะเปนตว Modulate สญญาณทง GMF และ Gear RPM.


I) Loose Bearing Fit. ระยะเผอทเกนขนาดของ Bearig ทรองรบ Gears ไมเพยงแตกระตนใหเกด Harmonics ทหลากหลายของรอบการหมน, แตยงมกเกดการสนตอบสนองสงท GMF, 2GMF และ/หรอ 3GMF. อนทจรงแลวการสนสงทคาเหลา GMF เปนผลจากการตอบสนองและไมใชสาเหตของการหลวมภายใน Bearing ทรองรบการขบของเฟอง. ระยะเผอทเกนกาหนดนสามารถเปนเหตจากการสกของ Bearing ทมากเกนหรอไมกจากคาพกดการแนนของ Bearing ทไมเหมาะสม กบ Journal ระหวางการตดตง. การปลอยทงไวโดยไมแกไข, มนสามารถเปนเหตใหเกด Gear สกหรออยางรนแรงและสรางความเสยหายตอชนสวนอน ๆ ดวย AC. Induction Motors

A) Stator Eccentricity, Shorted Laminations Or Loose Iron. ปญหา Stator จะเกดคาการสนสะเทอนสงท 2X ของความถกระแสไฟ (2FL). การเยองศนยของ Stator จะสรางชองวางอากาศทไมคงทระหวาง Rotor และ stator ซงกอใหเกดการสนกระจายออกไปทวทกทศทกทางมากมาย. ความแตกตางของชองวางอากาศไมควรเกน 5% สาหรบมอเตอรเหนยวนา และ 10% สาหรบมอเตอรซนโคนส (Synchronus). Soft Foot และฐานทโคงหอ (Warp Bases) สามารถกอเกดการเยองศนยท Stator ได. การสญเสยแกนเหลก (Loose Iron) เนองจากการรองรบ Stator ออนหรอหลวมคลอน. การลดวงจรของ Stator Laminations สามารถเกดความรอนขนเฉพาะจดไมสมาเสมอซงสามารถดดโคงแกนมอเตอรได. สงนจะสรางการสนสะเทอนเนองจากเหนยวนาความรอน (Thermally – induced vibration) ซงสามารถเพมคาขนอยางมนยสาคญกบเวลาทางานเปนเหตเกดปญหา Stator Distortion และ Static air gap.


B) Eccentric Rotor (Variable Air Gap.) การเยองศนยของ Rotor ทาใหชองวางอากาศระหวาง Rotor และ Stator หมนเปลยนซงกอใหเกดการสนเปนจงหวะ (โดยทวไประหวาง 2FL และ Harmonic ของ Running Speed ทใกลเคยง). บอยครงทตองใช “การขยาย” แถบ Spectrum เพอแยก 2FL และ Harmonic ของ Running Speed. การเยองศนยของ Running Speed กอใหเกดคาท 2FL ลอมรอบโดยความถขางเคยงของ Pole Pass Frequency (FP) เชนเดยวกบความถขางเคยงของ FP ลอมรอบ Running Speed. FP เองจะปรากฏคาทความถตา (Pole Pass Frequency = Slip Frequency X # Poles). คาทว ๆ ไปของ FP อยในชวง 20 – 120 CPM, (0.3 – 2.0 Hz). Soft Foot หรอ การเยองแนว. (Misalignment) มกจะโนวนาวใหเกดการแปรเปลยนระยะชองวางอากาศเนองจากการบดตว (ปญหาอยางแทจรงจากทางกลศาสตร; ไมใชปญหาทางไฟฟา)

C) Rotor Problems การหกหรอแตกของ Rotor Bar หรอ Shorting Ring; การเชอมตอไมดของ Rotor Bar และ Shorting Ring; หรอการลดวงจรของ Rotor Lamination จะสรางการสนสงท 1X Running Speed กบความถขางเคยงของ Pole Pass Frequency (Fp). นอกจากนนปญหาเหลานยงทาใหเกดความถขางเคยง FP รอบ ๆ Harmonics ของ Running Speed ท 2X, 3X, 4X และ 5X. การสญเสยหรอแตกหกใน Rotor bar จะถกแสดงทความถขางเคยงเทากบ 2 FL รอบ Rotor Bar Pass Frequency (RBPF) และ/หรอ เหลา Harmonic ของมน (RBPF = จานวน Bar X RPM). มกจะใหคาสงท 2X RBPF, กบคาเพยงเลกนอยท 1X RBPF การ Arc เนองจากการเหนยวนาไฟฟาระหวางการหลวมของ Rotor Bars และ End Rings มกจะแสดงคาสงท 2X RBPF (กบความถขางเคยง 2 FL ); แตคาเพมเลกนอย หรอไมมเพมท 1X RBPF.


D) Phasing Problem ปญหาทเกยวกบเฟส มสาเหตมาจากการหลวมหรอการแตกหกของ Conmectors ซงจะทาใหเกด Vibration มากเกนปกต ท 2 เทาของความถไฟฟา (2FL) ซงจะม Sidebands ท 1/3 เทาของความถไฟฟา (1/3 FL) รอบ ๆ ความถ FL คาทความถ 2 FL นน อาจมคามากเกน 1.0 in/sec ได ถาปญหาไมถกแกไข. นคอปญหาถา Connector ทเสยหาย มการสมผสและไมสมผสบางเปนระยะ ๆ. การหลวมหรอแตกหกของ Connectors ตองถกแกไขเพอปองกนการเสยหายใหญหลวง. AC Synchronous Motors

Loose Stator Coils ใน Synchronous Motor ทาใหเกด Vibration คอนขางสงท Coil Pass Frequency (CPF) ซงมคาเทากบ จานวนของ Stator Coils X RPM (#Stator Coils = #Poles X #Coils/Pole). Coil Pass Frequency จะม sidebands เกดขนท 1X RPM. ปญหาของ Synchromous Motor อาจจะถกบงดวย Amplitude สง ทประมาณ 60,000 – 90,000 CPM, ประกอบดวย Sidebands ท 2 FL . ควรทาการวดอยางนอยหนง Spectrum ใหครอบคลมถงความถ 90,000 CPM บน Bearing ของ Motor แตละคา. DC Motors And Controls


A) Normal Spectrum ปญหาของ DC Motor สามารถตรวจสอบไดโดยการวเคราะห Vibration. มอเตอรแบบ Full – wave Rectified (6 SCR’S) จะใหสญญาณท 6 เทาความถไฟฟา (6 FL = 360 HZ = 21,600 CPM); ขณะทมอเตอรแบบ Half – wave Rectified (3 SCR’S) จะใหสญญาณท 3 เทาความถไฟฟา. (3FL = 10,800 HZ CPM). โดยทวไป SCR Firing Frequency จะปรากฏอยใน Spectrum ของ DC Motor, แต Amplitude จะตา. สงเกตวาจะไมม Peaks อน ๆ ทจานวนเทาของ FL

B) Broken Armature Windings, Grounding Problems or Faulty System Tuning เมอสเปคตรมของ DC Motor เดนชดดวยคาสง ทความถ SCR หรอ 2X SCR, ลกษณะนโดยทวไปจะบงบอกถงปญหา Broken Motor Winding หรอ การปรบแตงทผดพลาดของระบบควบคมไฟฟา. การปรบแตง ทเหมาะสมเพยงอยางเดยว สามารถทจะลดการสน ทงท SCR และ 2X SCR ลงได ถาปญหามาจากระบบควบคมไฟฟา. โดยทวไป ขนาดของการสนมากทความถเหลานจะมคาโดยประมาณมากกวา 0.1 in/sce peak ท 1X SCR และประมาณ 0.4 in/sce ท 2X SCR Firing Frequency.

C) Faulty firing Card or Blown Fuse เมอ Firing Card หนงเสยหายแลวคาพลงไฟฟาจะสญเสย 1/3 , และจะเกดการเปลยนแปลงความเรวอยางผดปรกตเปนระยะของมอเตอร สงนจะชกนาใหคาสนสงขนทความถ 1/3 และ 2/3 X SCR (1/3 X SCR Freq. = 1 X FL สาหรบ DC motor แบบ Halt – Wave Rectified, แตมคาเปน 2X FL สาหรบ DC Motor แบบ Full – Wave Rectified SCR) คาเตอน : การกาหนดคา Card / SCR จะตองทราบกอนทาการแกไขปญหา Motor. (#SCR ‘s, #Firing Cards, etc.)


C) Faulty SCR, Shorted Control Card, Loose Connections and/or Blown fuse. จะเกด Vibration สงจนเหน

ไดชด จากการรวมตวกนของหลายหลายความถไฟฟา (FL) และความถ SCR Firing. โดยปรกตแลว, SCR ทเสย 1 ตวสามารถเกดการสนสงขนท FL และ/หรอ 5 FL ในมอเตอรแบบ 6 SCR. จดทพงจาคอตองไมมคาการสนท FL, 2FL, 4FL, หรอ 5FL ปรากฏใน Spectrum ของ DC Motor

D) Faulty Comparitor Card. จะกอใหเกดความเรวรอบไมคงท หรอ “Hunting”. สงนเปนเหตใหเกดการยบและ

สรางขนใหมของสนามแมเหลก. Sidebands เหลานมกจะมการแกวงโดยประมาณและตองใช FFT ทละเอยดสงเพอแยกเยะพวกมน. Sidebands เชนนสามารถเกดจากการสรางของสนามแมเหลกทสรางขนและสรางใหมอยางตอเนอง.

F) Electrical Current Pass Thru DC Motor Bearing. โดยทวไป Fluting จากการเหนยวนาทางไฟฟาถกพบโดยชดของความถทมระยะหางเทากบความถของ Bearing ท Outer races (BPFO) เปนสวนใหญ, แมวา Fluting จะพบทงบน Outer และ Inner races กตามท. พวกมนสวนใหญมกปรากฏใหพบทกงกลางสญญาณมกอยในชวงความถ 100,000 ถง 150,000 CPM. แนะนาใหใช Spectrum ทมคา Fmax 180 K CPM กบความละเอยดท 1600 เสน สาหรบตรวจวดทง Out Board และ Inboard Bearing ของ DC Motor


Belt Drive Problems. Belt Freq. = 3.142 x Pulley RPM x Pitch Diam Belt Length Timing Belt Freq. = Belt Freq. x # Belt Teeth = Pulley RPM x # Pulley Teeth.

A) Worn, Loose or Mismatch Belts. ความถสายพานจะตากวารอบของ Motor หรอ Driven Machine. เมอสายพานสก, หลวม หรอไมเขาคกน, โดยทวไปมกเกดได 3 ถง 4 เทาของความถสายพาน. บอยครงท 2 เทาของความถสายพานจะแสดงคาเดนชดกวาสวนอน. ขนาดการสนโดยปรกตแลวจะไมคงท, บางครงความเรวรอบของทงตวขบและตวตามกไมคงทดวย. ในสวนของการขบโดย Timing Belt, การสกหรอการเยองศนยของ Pulley จะถกบงชจากการสนสงทความถของ Timing Belt. ชดโซขบเคลอนจะบอกปญหาไดทความถของ Chain Pass Frequency ซงเทากบจานวนฟน Sprocket x RPM.

B) Belt/Pulley Misalignment จะเกดการสนสงเดนท 1X RPM ในแนวแกน. อตราสวนการสนของตวขบกบตวตามขนอยกบตาแหนงเกบขอมล. เชนเดยวกบความสมพนธของ Mass และ Frame Stiffness. บอยครงท Pulley เยองศนย, แลวพบวาคาสงของการสนบนแนวแกนของ Motor กลบเปนความถของ Fan หรอกลบกน. สามารถยนยนไดโดยการวดคา Phase โดยตงคา Phase filter ตรงรอบของ Pulley ทมคาการสนตามแนวแกนสงสด แลวเปรยบกบตาแหนง Phase ตรงความถเฉพาะนท Rotor แตละตวในแนวแกน.


C) Eccentric Pulleys ทาใหเกดการสนสงท 1X RPM บน Pulley ทเยองศนย. โดยทวไปการสนจะมคาสงสดในแนวของสายพาน และจะเหนไดทงบน Bearing ของชดขบและชดตาม. บางครงอาจจะเปนไปไดทจะทา Balance ชด Pulley ทเยองศนยเหลานโดยการตด Washer ยง Taper-lock Bolts. อยางไรกด, ถงแมจะ Balance ได, คาการเยองศนยจะยงคงโนมใหเกดการสนและความเคนลา (Fatigue Stress) กลบไปกลบมาในตวสายพาน. การเยองศนยของ Pulley สามารถถกตรวจสอบยนยนไดจากการวเคราะหเชงมม (Phase Analysis) แสดงผลตางของมมแนวนอนและแนวดงตองใกลเคยง 0๐ หรอ 180๐

D) Belt Resonance สามารถกอใหเกดการสนสงขนได ถาความถธรรมชาต, เขาใกล หรอ ตรงกบความเรวรอบของ Motor หรอตวตาม. ความถธรรมชาตของสายพานสามารถเปลยนคาไดโดยการเปลยนความตงของสายพาน, ความยาวของสายพาน หรอหนาตดของสายพาน. Belt Resonance สามารถถกตรวจพบไดโดยการปรบสายพานตง แลวหยอน ขณะทาการวดการตอบสนองท Pulleys หรอ Bearing. อยางไรกตาม, เมอเดนเครอง, ความถธรรมชาตของสายพานทแนวโนวทจะสงกวาบนดานทตงและตากวาบนดานทหยอน.


Beat vibration, Beat Frequency เปนผลจากความถทใกลเคยงกน 2 คาเสรมกนและหกลางซงกนและกน. ปรกตการวเคราะหความถเชงกวาง (Wideband Spectrum) จะแสดงใหเหนเพยงการขนลงเปนจงหวะของยอดสญญาณอนเดยว. เมอขยายเขาไปดในยอดสญญาณน จรงๆ แลวจะพบคาสญญาณทใกลชดกน 2 ความถ. ความถทแตกตางกนของเหลา 2 สญญาณ (F2 – F1) นคอ Beat Frequency ซงมนปรากฏทการวเคราะหความถเชงกวาง. Beat Frequency นมกไมถกพบในชวงการวดแบบปรกต เนองจากมนเกดอยในชวงความถตา, โดยปรกตชวงความถอยประมาณเพยงแค 5 – 100 CPM. คาการสนสะเทอนสงสดจะเกดขนเมอ Time Waveform ของความถหนง (F1) เขามาในตาแหนงมมเดยวกบ Time Waveform ของอกความถหนง (F2). คาการสนสะเทอนตาสดจะเกดขนเมอ Waveforms ของทงสองความถ วางตวตางกน 180๐