فهم النطاقات الجانبية في تحليل الاهتزاز

التعريف: ما هي النطاقات الجانبية؟

أشرطة جانبية هي قمم تردد صغيرة تظهر في طيف FFT على فترات متساوية على جانبي تردد مركزي أكبر، يُعرف باسم تردد الناقل. إن وجود النطاقات الجانبية هو علامة قاطعة على تعديل—حالة يُطبَع فيها تردد على آخر. تساوي المسافة بين النطاقات الجانبية تردد إشارة التعديل. تُعد النطاقات الجانبية من أقوى أدوات التشخيص وأكثرها دقة في تحليل الاهتزازات، وخاصةً للكشف عن أعطال علب التروس والمحامل.

كيف يتم إنشاء النطاقات الجانبية؟

تنشأ النطاقات الجانبية عندما تتغير سعة إشارة الاهتزاز الأساسية (الناقل) بمرور الوقت بواسطة إشارة ثانية أبطأ (المُعدِّل). ومن الأمثلة الكلاسيكية على ذلك سن ترس معيب:

• ال تردد شبكة التروس (GMF) هو تردد الموجة الحاملة. وهو تردد عالي ناتج عن التشابك الطبيعي لأسنان التروس.
• أي سنّ متصدّع في هذا الترس سيُحدث صدمةً كل دورة. هذا التأثير يُعدّل أو يُغيّر سعة إشارة GMF في كل مرة يدخل فيها السنّ المعيب في الشبكة.
• ال سرعة الدوران من التروس هو التردد المعدل.

النتيجة في طيف تحويل فورييه السريع هي ذروة كبيرة عند المجال المغناطيسي العام (GMF) مع ذروات نطاق جانبي أصغر على كلا الجانبين، متباعدة بسرعة دوران الترس. يُثبت هذا النمط بشكل قاطع وجود عطل في هذا الترس تحديدًا.

الصيغة هي: تردد النطاق الجانبي = تردد الناقل ± (n × تردد التعديل)حيث n=1، 2، 3…

التطبيقات الرئيسية في تشخيص الآلات

1. تشخيص علبة التروس

هذا هو التطبيق الأساسي لتحليل النطاق الجانبي.

• النطاقات الجانبية حول GMF: إذا ظهرت نطاقات جانبية متباعدة بسرعة تشغيل الترس حول GMF الخاص به، فهذا يشير إلى وجود خلل في هذا الترس (على سبيل المثال، سن متصدع، أو سن مهترئ، أو انحراف).
• النطاقات الجانبية حول التوافقيات في GMF: غالبًا ما ستؤدي الأخطاء الشديدة إلى توليد نطاقات جانبية حول 2x و3x GMF أيضًا.
• تردد سن الصيد: في مجموعات التروس المعقدة، يمكن للنطاقات الجانبية غير الصحيحة المحددة تحديد الأخطاء التي تحدث فقط عندما يتلامس سنان محددان على ترسين مختلفين.

2. تشخيصات محمل العنصر الدوار

تعتبر النطاقات الجانبية أيضًا مهمة لتأكيد أخطاء المحمل، وخاصة عيوب السباق الداخلي.

• عيب في العرق الداخلي يدور المحمل، وبينما يتحرك داخل وخارج منطقة حمل المحمل، فإن سعة التأثيرات التي يولدها سوف تتغير.
• يؤدي هذا إلى تعديل سعة تردد خطأ السباق الداخلي (BPFI).
• يظهر الطيف الناتج ذروة عند BPFI مع أشرطة جانبية متباعدة بمقدار 1x سرعة دوران العمودإن رؤية هذا النمط يعد مؤشرًا عالي الثقة على وجود خلل داخلي في العرق.

3. تشخيص المحرك الكهربائي

قد تؤدي مشاكل قضبان الدوار في محرك الحث المتردد إلى ظهور نطاقات جانبية حول ذروة سرعة التشغيل 1x. تتباعد هذه النطاقات الجانبية عند تردد مرور القطب، وهو تردد انزلاق المحرك مضروبًا في عدد أقطاب المحرك.

اعتبارات التحليل

لاستخدام تحليل النطاق الجانبي بشكل فعال، من الضروري الحصول على بيانات عالية الجودة:

• دقة عالية: يتطلب تحويل فورييه السريع عالي الدقة (مثل 3200 أو 6400 خط) إمكانية رؤية قمم النطاق الجانبي بوضوح وقياس تباعدها بدقة. أما في حالة الدقة المنخفضة، فستتداخل القمم الجانبية مع ذروة الموجة الحاملة.

– الأكثر رواجًا: يُعدّ عدد وسعات النطاقات الجانبية مؤشرًا جيدًا على شدة الصدع. مع تفاقم الصدع، سيظهر المزيد من النطاقات الجانبية، وستزداد سعتها.

• تكبير FFT: تتيح هذه الوظيفة الموجودة في محلل البيانات للمحلل "التكبير" على نطاق تردد معين بدقة عالية جدًا لتأكيد وجود النطاقات الجانبية والتباعد بينها.

عندما يجد المحلل نمطًا جانبيًا واضحًا، فإنه يرفع ثقة تشخيص الخطأ من "ممكن" إلى "محتمل للغاية".

← العودة إلى الفهرس الرئيسي