أداة هندسية مجانية #033
مُعرِّف مصدر الاهتزاز
أداة تشخيص تفاعلية - أدخل تردد الاهتزاز كترتيب لسرعة التشغيل لتحديد مصادر الأعطال المحتملة للآلات الدوارة.
نتائج التشخيص
مرجع كامل للتردد - الأعطال
تحليل تردد الاهتزاز
يُنتج كل عطل ميكانيكي اهتزازات بترددات مميزة ترتبط بسرعة دوران العمود. ومن خلال تحديد التردد السائد في طيف الاهتزاز والتعبير عنه كرتبة (مضاعف) لسرعة دوران العمود، يمكن تحديد مصدر العطل الأكثر احتمالاً.
حساب الطلب
أين الاهتزاز التردد السائد المقاس بالهرتز و RPM هي سرعة دوران العمود.
ترددات الأعطال الشائعة
| الرتبة (التوافقية) | التردد | المصدر الأساسي | مؤشرات إضافية |
|---|---|---|---|
| 1x | سرعة العمود | عدم الاتزان | المرحلة المستقرة، تتناسب طرديًا مع مربع السرعة |
| 1x | سرعة العمود | عمود منحنٍ | اهتزاز محوري عالٍ، طور مستقر |
| 2x | سرعة عمود الدوران 2 | عدم المحاذاة | وصلة محورية عالية، طور 180 درجة عبر الوصلة |
| 3x | سرعة العمود 3x | اختلال شديد في المحاذاة | وجود توافقيات متعددة |
| 0.42–0.48x | دون التزامن | دوامة الزيت | محامل انزلاقية، تعتمد على السرعة |
| 0.5x | سرعة نصف العمود | ارتخاء / احتكاك | التوافقيات الفرعية الكسرية |
| التوافقيات المتعددة | 1x، 2x، 3x… | الارتخاء الميكانيكي | العديد من التوافقيات لسرعة التشغيل |
| غير متزامن | BPFO، BPFI، BSF | عيوب المحامل | يتم تعديلها حسب سرعة التشغيل |
| Z x RPM | تمرير الشفرة | مشاكل في التدفق | النبض، التكهف |
| Z x RPM | تعشيق التروس | مشاكل في التروس | تشير الأشرطة الجانبية إلى الترس |
| خط مزدوج (100/120 هرتز) | تردد ثابت | كهربائي | يختفي عند فصل الطاقة |
دليل زاوية الطور
يُعد تحليل الطور أمرًا بالغ الأهمية لتمييز الأعطال عند نفس التردد. عند 1x: طور مستقر = عدم توازن، 180° عبر الاقتران = عدم محاذاة، طور غير مستقر = ارتخاء. استخدم دائمًا مرجعًا من مقياس سرعة الدوران.
مثال عملي
المعطيات: سرعة التشغيل = 1500 RPM، التردد المسيطر = 75 Hz
تردد سرعة التشغيل = 1500 / 60 = 25 هرتز
الطلب = 75 / 25 = 3.0x
المشتبه به الرئيسي: اختلال شديد في المحاذاة أو ارتخاء ميكانيكي
يُنصح بما يلي: التحقق من محاذاة الوصلات، وفحص براغي التثبيت، والتأكد من الأساس.
⚠️ ملاحظة: توفر هذه الأداة إرشادات تستند إلى علاقات التردد الشائعة للأعطال. يتطلب التشخيص النهائي ربط البيانات ببيانات الطور، وشكل الموجة الزمنية، ومخططات المدار، وظروف التشغيل، وسجل الجهاز. تحقق دائمًا من خلال قياسات إضافية.
تنتج معظم الأعطال الميكانيكية اهتزازات عند ترددات مميزة ترتبط بسرعة دوران العمود:
- 1× RPM: عدم الاتزان (الأكثر شيوعاً)، انحناء العمود، الارتخاء الميكانيكي
- 2× RPM: عدم المحاذاة (المؤشر الرئيسي)
- 0.42–0.48×: الدوامة الزيتية (Oil whirl) في المحامل الانزلاقية
- غير متزامن: عيوب المحامل
عبّر عن تردد الاهتزاز كمضاعف (رتبة) لسرعة دوران العمود، ثم طابقه مع أنماط الأعطال المعروفة. اربط النتائج دائماً بزاوية الطور، واتجاه السعة، وظروف التشغيل.
يحدث الاهتزاز 1× (أو المتزامن) عند تردد دوران العمود بالضبط. بالنسبة لآلة تعمل بسرعة 3000 RPM، فإن 1× = 50 Hz.
يكون الاهتزاز 1× موجوداً دائماً إلى حد ما بسبب عدم الاتزان المتبقي. ويصبح مدعاة للقلق عندما تتجاوز السعة الحدود المقبولة وفقاً لمعيار ISO 10816/20816.
الأسباب الرئيسية: عدم الاتزان الكتلي، انحناء العمود، اللامركزية، الرنين. يساعد تحليل زاوية الطور في التمييز بين هذه الأسباب.
تشمل أسباب الاهتزاز تحت المتزامن (أقل من 1× RPM) ما يلي:
- الدوامة الزيتية / Oil whirl (0.42–0.48×): عدم استقرار في المحامل الانزلاقية، ويتبع التردد سرعة الدوران
- الخفقان الزيتي / Oil whip: أكثر خطورة — يثبت التردد عند التردد الطبيعي للدوار ولا يتبع سرعة الدوران
- الاحتكاك (0.5×، كسري): تلامس الدوار مع الجزء الثابت يولد توافقيات فرعية
- الارتخاء (0.5×): ارتخاء ميكانيكي عند نقاط التثبيت
- رنين السير: التردد الطبيعي للسير في الأنظمة المدارة بالسيور
غالباً ما يكون الاهتزاز تحت المتزامن أخطر من الاهتزاز المتزامن لأنه قد يؤدي إلى عدم استقرار كارثي.
مصادر الاهتزاز عالي التردد (أعلى من 10× RPM):
- عيوب محامل العناصر المتدحرجة: BPFO (الحلقة الخارجية)، BPFI (الحلقة الداخلية)، BSF (دوران الكرات)، FTF (القفص)
- تعشيق التروس: عدد الأسنان × RPM، مع نطاقات جانبية
- تردد مرور الريش: عدد الريش × RPM
- الضوضاء الكهربائية: تردد مرور المجاري، التبديل الكهربائي
- التكهف (Cavitation): اهتزاز عشوائي عريض النطاق عالي التردد
- الرنين الهيكلي: الترددات الطبيعية للمكونات
زاوية الطور هي العلاقة الزاوية بين ذروة الاهتزاز وعلامة مرجعية على العمود (تُقاس بواسطة مقياس سرعة الدوران / التاكوميتر).
الاستخدامات التشخيصية الرئيسية:
- عدم الاتزان: طور مستقر وقابل للتكرار عند 1×
- عدم المحاذاة: فرق طور ~180° عبر القارنة عند 1× و/أو 2×
- الارتخاء الميكانيكي: طور غير مستقر ومتقلب
- الرنين: إزاحة طور ~90° عند التردد الطبيعي مع تضخيم عالٍ للسعة
- انحناء العمود: إزاحة طور عند 1× بمقدار ~180° بين المحمل الداخلي والمحمل الخارجي
بدون بيانات الطور، غالباً ما يستحيل التمييز بين الأعطال التي تولد نفس التردد (مثل عدم الاتزان مقابل عدم المحاذاة عند 1×).
الإجراءات الموصوفة في هذه الصفحة طوّرها واختبرها ميدانيًا فريق Vibromera باستخدام Balanset-1A، وهو موازن محمول ثنائي القناة ومحلل اهتزاز لموازنة الدوارات في الموقع.
أجهزة تحليل الاهتزازات الاحترافية المزودة بتحليل الطيف، وتتبع الطلبات، وتشخيص الأعطال. تُستخدم في أكثر من 50 دولة.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko مهندس تحليل اهتزازات ومؤسس شركة Vibromera ورئيسها التنفيذي. منذ أكثر من 15 عامًا يوازن المعدات الدوارة في الموقع لا على منصة اختبار: آلات التقطيع، والمراوح الصناعية، والكسارات، وأجهزة الطرد المركزي، والأعمدة، ومغازل التشغيل. من هذا العمل وُلدت أجهزة Balanset — فقد صُممت كأداة يستطيع الأخصائي حملها إلى الآلة واستخدامها بمفرده في الموقع، لا كمعدات مختبرية. تأسست Vibromera عام 2017، ومقرها منذ عام 2023 في بورتو بالبرتغال. هنا يجري تطوير سلسلة Balanset وتجميعها ودعمها. الجهاز الرئيسي هو Balanset-1A، وهو محلل محمول للموازنة في مستوى واحد ومستويين ولتشخيص الاهتزازات. يشارك Nikolai شخصيًا في دعم العملاء، وفي معالجة حالات الموازنة الصعبة، وفي تطوير البرنامج. وهو يعمل مع عملاء في جميع أنحاء العالم، وبأي لغة.
