فهم تحليل الطلب للآلات ذات السرعة المتغيرة

التعريف: ما هو تحليل الطلب؟

تحليل الطلب هي تقنية متخصصة لتحليل الاهتزازات، تُستخدم للآلات التي تعمل بسرعات متفاوتة. فبدلاً من رسم سعة الاهتزاز مقابل محور تردد ثابت (بالهرتز أو CPM)، تُرسم السعة مقابل "الترتيبات". طلب هو مضاعف سرعة دوران الآلة الرئيسية. على سبيل المثال، الاهتزاز من الدرجة الأولى هو الاهتزاز الذي يحدث عند سرعة التشغيل (1x) تمامًا، والاهتزاز من الدرجة الثانية هو الاهتزاز الذي يحدث عند ضعف سرعة التشغيل (2x)، وهكذا.

لماذا تشكل FFT القياسية مشكلة للآلات ذات السرعة المتغيرة؟

يعتمد تحليل تحويل فورييه السريع (FFT) القياسي على أخذ عينات من البيانات على مدى فترة زمنية محددة. ويُناسب هذا التحليل الآلات ذات السرعة الثابتة تمامًا. ومع ذلك، إذا تغيرت سرعة الآلة خلال فترة جمع البيانات، فإن طيف تحويل فورييه السريع الناتج يصبح "مُشوّهًا". أما بالنسبة لمكون الاهتزاز المرتبط مباشرةً بسرعة التشغيل (مثل عدم التوازن عند 1x)، فستنتشر طاقته عبر عدة صناديق تردد مع تغير السرعة، مما ينتج عنه ذروة واسعة ومنخفضة السعة يصعب قراءتها وتحديد اتجاهها بدقة. وقد طُوّر تحليل الترتيب لحل هذه المشكلة تحديدًا.

الحل: تتبع الطلب

يعتمد تحليل الطلب على تقنية تسمى تتبع الطلب. وهذا يتطلب مستشعرًا ثانيًا، عداد سرعة الدوران (أو "مقياس سرعة الدوران")، والذي يُصدر نبضة واحدة لكل دورة من العمود الدوار. يستخدم مُحلل الاهتزازات إشارة مقياس سرعة الدوران هذه كأساس زمني ديناميكي. فبدلاً من أخذ عينات من البيانات بناءً على ساعة داخلية ثابتة (مثلاً، كل ميلي ثانية)، فإنه يأخذ عينات من البيانات بناءً على زاوية دوران العمود (مثلاً، كل درجة دوران). تُعرف هذه العملية أيضًا باسم إعادة أخذ العينات في مجال الزاوية.

بمزامنة عملية جمع البيانات مع الحركة الفعلية للعمود، يُصبح الطيف الناتج مُرتبًا، وليس ترددًا. الآن، إذا زادت سرعة الآلة أو تباطأت، ستبقى ذروة عدم التوازن 1x ذروةً حادةً وواضحةً في خانة الترتيب الأول، مما يُزيل تأثير التشويه تمامًا.

التطبيقات الرئيسية لتحليل الطلبات

يُعد تحليل الترتيب أمرًا أساسيًا لأي آلة لا تعمل بسرعة ثابتة واحدة. تشمل تطبيقاته الشائعة ما يلي:

• اختبار المركبات والمحركات: تحليل اهتزازات المحرك وناقل الحركة ومجموعة نقل الحركة عبر النطاق الكامل لعدد الدورات في الدقيقة.
• توربينات الرياح: تتغير سرعة الدوار باستمرار مع سرعة الرياح، مما يجعل تحليل الطلب أمرًا ضروريًا.

– تحليل تشغيل الماكينة وانخفاضها: يُعد تحليل بيانات الاهتزاز عند تشغيل الآلة أو إيقاف تشغيلها وسيلة فعّالة لتحديد السرعات والرنينات الحرجة. يُسهّل تحليل الترتيب قراءة هذه المخططات (مثل مخططي بود ووترفول).

• الآلات الترددية: تحليل الضواغط والمحركات حيث يمكن أن تتقلب السرعة اللحظية.
• الآلات الثقيلة: معدات تحريك الأرض، ومركبات التعدين، والآلات الأخرى ذات المحركات ذات السرعات المتغيرة.

كيف يتم عرض بيانات تحليل الطلب؟

تتم عادةً رؤية نتائج تحليل الطلب بعدة طرق:

• طلب الطيف: رسم بياني للسعة مقابل الأوامر، مشابه لـ FFT القياسي ولكن مع الأوامر على المحور x.
• مخطط الشلال أو الشلال: رسم ثلاثي الأبعاد يُظهر سلسلة من الأطياف المرتبة فوق بعضها البعض مع تغير سرعة الآلة. يُظهر هذا بوضوح كيف تتغير سعة كل مرتبة مع سرعة دورانها في الدقيقة.
• قطعة أرض بود: رسم بياني يستخدم في اختبارات التشغيل/الانخفاض، والذي يوضح سعة ومرحلة ترتيب معين (عادةً 1x و2x) كدالة لسرعة الماكينة.
• مخطط كامبل: رسم بياني متخصص يضع خطوط الترتيب فوق الترددات الطبيعية للنظام لتحديد نقاط الرنين المحتملة بوضوح (حيث يتقاطع خط الترتيب مع خط التردد الطبيعي).

يعد تحليل الطلب أداة قوية لا غنى عنها لتشخيص صحة أي جهاز يعمل عبر مجموعة من السرعات بدقة.

← العودة إلى الفهرس الرئيسي