فهم التوافقيات في تحليل الاهتزازات

التعريف: ما هو التوافقي؟

في تحليل الاهتزاز، أ متناسق هو تردد مضاعف صحيح لتردد أساسي. عادةً ما يكون التردد الأساسي هو تردد التشغيل الأساسي للنظام، مثل سرعة دوران عمود. يُشار إلى هذا التردد الأساسي بالتوافقي الأول أو 1x. التوافقيات التالية هي:

• ال التوافقي الثاني (2x) هو التردد الذي يساوي بالضبط ضعف التردد الأساسي.
• ال التوافقي الثالث (3x) هو التردد عند ثلاثة أضعاف التردد الأساسي بالضبط.
• وهكذا (4x، 5x، 6x…).

على سبيل المثال، إذا كان المحرك يعمل بسرعة 1800 دورة في الدقيقة (30 هرتز)، فإن التوافقيات الخاصة به ستظهر في طيف الاهتزاز عند 60 هرتز (2x)، و90 هرتز (3x)، و120 هرتز (4x)، وهكذا.

لماذا يتم إنشاء التوافقيات؟

في نظام خطي تمامًا ذي دالة إجبار جيبية نقية (مثل دوار متوازن تمامًا)، يُولَّد التردد الأساسي 1x فقط. مع ذلك، فإن الآلات في العالم الحقيقي ليست خطية تمامًا. تتولد التوافقيات عندما تكون حركة أحد المكونات مشوهة أو غير جيبية. يمكن أن ينشأ هذا التشوه نتيجةً لمجموعة متنوعة من الظروف الميكانيكية والكهربائية. لذا، يُعد وجود توافقيات محددة وسعتها مؤشرات تشخيصية قوية.

الأسباب الشائعة والقيمة التشخيصية للتوافقيات

يوفر نمط التوافقيات في طيف الاهتزاز أدلة قيمة على السبب الجذري لخلل في الماكينة.

سعة عالية 1x (الأساسية)

ترتبط الذروة المهيمنة عند 1x عادةً بـ عدم التوازنكما أن الانحراف والأعمدة المنحنية تنتج أيضًا إشارة 1x قوية.

سعة عالية 2x (التوافقية الثانية)

التوافقي الثاني القوي، والذي غالبًا ما يكون قابلاً للمقارنة في السعة مع الذروة 1x، هو مؤشر كلاسيكي لـ عدم محاذاة العموديُجبر سوء المحاذاة العمود على الانحناء مرتين خلال كل دورة، مما يُنتج مُركّب تردد قويًا بتردد 2x. كما يُمكن أن يُنتج سوء المحاذاة الشديد بالتوازي توافقيات 3x و4x.

“عائلة” من التوافقيات (1x، 2x، 3x، 4x، 5x…)

عندما ترى سلسلة من التوافقيات ذات السرعة العالية، فهذا هو التوقيع الأساسي لـ الارتخاء الميكانيكيتؤدي الصدمات والحركة غير الخطية الناتجة عن المكونات المفكوكة (مثل محمل مفكوك في غلافه أو برغي مفكوك في قاعدة آلة) إلى تشويه إشارة الاهتزاز وتوليد نمط غني من التوافقيات. كلما زادت حدة الفجوات، زادت التوافقيات الموجودة.

أسباب أخرى للتوافقيات

• الدوارات المعلقة: يمكن لعمود منحني في آلة ذات دوار معلق (مثل مضخة رأسية) أن يولد توافقيات قوية 1x و2x و3x.
• الآلات الترددية: إن الحركة غير الجيبية للمكابس وأعمدة المرفق في المحركات والضواغط تولد بشكل طبيعي مجموعة غنية من التوافقيات.
• المشاكل الكهربائية: يمكن أن تؤدي المشاكل الموجودة في محركات التيار المتردد إلى توليد توافقيات تردد الخط (على سبيل المثال، 120 هرتز في نظام 60 هرتز).
• فرك: يمكن أن يؤدي الاحتكاك الجزئي الخفيف إلى توليد سلسلة من التوافقيات عالية المستوى، وأحيانًا تصل إلى 10x أو 20x أو حتى أكثر.

اعتبارات التحليل

عند تحليل التوافقيات، من المهم أن نأخذ في الاعتبار:

• ما هو التوافقي المسيطر؟ تشير الإجابة إلى أخطاء محتملة مختلفة.
• كم عدد التوافقيات الموجودة؟ يشير العدد الكبير إلى ارتخاء أو تشويه شديد.
• ما هو اتجاه السعة؟ تشير الزيادة في سعة التوافقيات بمرور الوقت إلى تدهور الحالة.
• هل هي شعاعية أم محورية؟ على سبيل المثال، غالبًا ما يُظهر عدم المحاذاة اهتزازًا محوريًا مرتفعًا، في حين يكون عدم التوازن شعاعيًا في المقام الأول.

من خلال فحص النمط الكامل للترددات الأساسية والتوافقية، يمكن لمحلل الاهتزاز تشخيص مشاكل الماكينة بدرجة عالية من الثقة.

← العودة إلى الفهرس الرئيسي