فهم سرعة الجري (1X)
سرعة التشغيل هو التردد الأساسي في تحليل الاهتزازات التي تتوافق مع سرعة دوران عمود الآلة — أي التردد الذي يكمل عنده العمود دورة كاملة واحدة. وفي مصطلحات الاهتزاز، تُكتب هذه القيمة دائمًا تقريبًا على النحو التالي: 1X. إنه نقطة الانطلاق لأي تشخيص تقريبًا: بمجرد معرفة مكان وجود 1X في الطيف، ويمكن قراءة معظم الترددات الأخرى ذات الأهمية على أنها مضاعفات (التوافقيات) أو الكسور (التواتر الفرعي) منه.
1. التعريف: ما هي سرعة الجري؟
إذا كان المروحة تعمل بسرعة 1800 دورة في الدقيقة (RPM)، فإن تردد سرعة تشغيلها 1X يبلغ 1800 دورة في الدقيقة (CPM)، وهو ما يعادل 30 هرتز (1800 ÷ 60). وتتم عملية التحويل ببساطة على النحو التالي: هرتز = عدد الدورات في الدقيقة ÷ 60، ومن المفيد أن تحفظ كلا الوحدتين في ذهنك لأن الأطياف تُقاس أحيانًا بوحدة CPM وأحيانًا أخرى بوحدة هرتز.
تُعد تردد 1X نقطة مرجعية أساسية في جميع الأعمال التشخيصية تقريبًا. فنادرًا ما يكون للقياس قيمة بمفرده؛ بل يكتسب معناه بمجرد التعبير عنه بالنسبة لسرعة العمود. ولهذا السبب، فإن تحديد موقع 1X هو أول ما يقوم به المحلل عند التعامل مع أي طيف جديد.
2. لماذا 1X مهم جدًا؟
تُعد تردد 1X مهمًا لأن العديد من أعطال الماكينات الأكثر شيوعًا والأكثر خطورة تولد اهتزازات عند هذا التردد بالذات. ويُعد ارتفاع مستوى الاهتزاز عند تردد 1X، بحد ذاته، مؤشرًا قويًا على وجود خلل ما — وعادةً ما يوضح نمط الاهتزازات المحيطة به طبيعة هذا الخلل.
تشمل الأخطاء الشائعة التي تظهر في 1X ما يلي:
- عدم الاتزان: السبب الأكثر شيوعًا لارتفاع مستوى الاهتزاز 1X. يؤدي التوزيع غير المتساوي للكتلة إلى قوة الطرد المركزي الذي يدور بسرعة المحور، مما ينتج عنه اهتزاز جيبي نقي عند 1X. ولا يحتوي الاختلال التوازن النقي إلا على القليل من التوافقيات أو لا يحتوي عليها على الإطلاق.
- عدم المحاذاة: غالبًا ما يهيمن على هذا المؤشر مكون قوي من فئة 2X، لكن الاختلالات الزاوية والمتوازية يمكن أن ترفع أيضًا قيمة فئة 1X بشكل ملحوظ.
- عمود منحني: يتصرف ميكانيكيًا كشكل من أشكال عدم التوازن، مما ينتج عنه ذروة عالية بمقدار 1X (غالبًا مع محوري (المكون الذي يساعد في تمييزه).
- الانحراف: تُحدث البكرة أو الترس أو قلب الدوار غير المركزي ذروة 1X، حيث يضغط الجزء الأعلى من دورانه على النظام مرة واحدة في كل دورة.
- الرنين: إذا كان هيكل التردد الطبيعي نظرًا لقربها من سرعة التشغيل، فإن أي تأثير بسيط — مثل اختلال طفيف في التوازن — يتضخم بشكل كبير، مما ينتج عنه اهتزاز شديد للغاية عند وضع 1X. ولهذا السبب فإن العلاقة بين وضع 1X وأي وضع مجاور السرعة الحرجة أمر بالغ الأهمية.
نظرًا لتداخل العديد من العوامل في 1X، فإن السعة وحدها لا تكفي للتشخيص. والخطوة الحاسمة هي قياس 1X مرحلة وكذلك، مما يميز عدم التوازن عن انحناء العمود أو عدم ثبات القدم أو الرنين.
3. التوافقيات والتوافقيات الفرعية لسرعة الجري
بمجرد تحديد 1X، يمكن تفسير بقية الطيف بالاستناد إليه:
- التوافقيات (2X, 3X, 4X, …): مضاعفات عددية لسرعة الجري. وعادةً ما تشير إلى عدم المحاذاة (تواتر قوي 2X), الارتخاء الميكانيكي (سلسلة طويلة من التوافقيات)، وغيرها من التأثيرات غير الخطية. شكل غالبًا ما يكون فحص عائلة التوافقيات أكثر دلالة من فحص 1X وحده.
- التوافقيات الفرعية (0.5X، 1/3X، …): نسب سرعة التدفق، التي ترتبط عادةً بعدم استقرار طبقة الزيت في المحامل الانزلاقية — كلاسيكي دوامة زيتية تظهر عند حوالي 0.4–0.48X — أو مع وجود ارتخاء في مبيت المحمل. وتندرج هذه الحالات ضمن الفئة الأوسع نطاقاً لـ الاهتزاز دون التزامن.
يُعد وصف الترددات على أنها مضاعفات لسرعة أساسية أساس تحليل الرتب. في الآلات ذات السرعة المتغيرة، يُعد تتبع الاهتزازات وفقًا لـ«الترتيب» بدلاً من التردد الثابت (هرتز) أمرًا ضروريًا، لأن كل ذروة مرتبطة بالسرعة تتحرك مع المحور بينما تظل الرنينات الهيكلية ثابتة — وهذا الاختلاف هو بالضبط ما يميز بينهما. حاسبة التردد التوافقي يحول عدد الدورات في الدقيقة إلى ترددات من الرتبة 1×–10× لتسهيل الرجوع إليها.
4. كيف يتم قياس سرعة الجري؟
يتم تحديد سرعة الجري بإحدى الطريقتين التاليتين:
- من طيف الاهتزازات: في معظم الحالات، تتوافق القمة الواضحة مع دوران العمود، وعادةً ما تكون أول قمة بارزة يحددها المحلل. ويعمل هذا بشكل جيد عندما تعمل الآلة بسرعة ثابتة ومعروفة.
- باستخدام عداد سرعة الدوران: يقدم عداد الدورات قياسًا مباشرًا وواضحًا للسرعة من خلال إصدار نبضة واحدة لكل دورة، يتم توصيلها إلى محلل الاهتزازات. وهذا لا يؤكد تردد 1X فحسب، بل يفتح الباب أيضًا أمام تقنيات متقدمة مثل تحليل الطور وتحليل الترتيب.
إن مسار مقياس سرعة الدوران هو ما يجعل نظام 1X قابلاً للتنفيذ بدلاً من أن يكون مجرد نظام يمكن ملاحظته. جهاز محمول ثنائي القنوات مثل Balanset-1A تستمد إشارات السرعة من عداد سرعة بصري يعمل عن طريق شريط من شريط عاكس للضوء، ويقفل بيانات الاهتزاز على زاوية العمود، ويبلغ عن السعة والطور التزامنيين عند 1×. وهذا المرجع الطوري هو بالضبط ما يحوّل قمة عدم الاتزان عند 1X إلى قراءة قابلة للتكرار للسعة والطور. والطور المقاس هو طور الاستجابة بالنسبة إلى علامة مقياس السرعة — وليس زاوية البقعة الثقيلة نفسها، لأن الاستجابة تتأخر عن البقعة الثقيلة بمقدار يعتمد على مدى قرب سرعة التشغيل من الرنين، إضافةً إلى تأخيرات الأجهزة — ولذلك تُستخدم طريقة معامل التأثير (الوزن التجريبي) لتحويل تلك القراءات إلى وزن التصحيح التي يُعرف حجمها وموقعها خلال الموازنة في الموقع.
