فهم التوافقيات الفرعية

1. التعريف: ما هو التوافقي الفرعي؟

A شبه التوافقي هو مكون تردد في اهتزاز نطاق يحدث عند جزء صحيح من تردد القوة الأساسية. في تحليل الآلات، يكون هذا التردد الأساسي دائمًا تقريبًا هو سرعة الجري (1X).

تظهر التوافقيات الفرعية عند ترددات مثل 1/2X، 1/3X، 1/4X، وما إلى ذلك، ويشار إليها أيضًا باسم شبه متزامن الاهتزازات لأنها تحدث بتردد أقل من سرعة التزامن الرئيسية (1X). يُعد وجود سلسلة من التوافقيات الفرعية (مثل 1/2X، 3/2X، 5/2X) علامةً شائعةً على أنواعٍ محددةٍ من أعطال الآلة.

2. الأسباب الرئيسية للتوافقيات الفرعية

لا تعد التوافقيات الفرعية شائعة مثل التوافقيات (2X، 3X)، ولكن عندما تظهر، فإنها غالبًا ما تكون مؤشرًا قويًا لواحدة من المشكلات التالية:

أ) الارتخاء الميكانيكي

هذا هو السبب الأكثر شيوعًا للتوافقيات الفرعية، وخاصةً في المكوّن 1/2X. عندما يكون المكوّن مرتخيًا، مثل وجود محمل في غلافه أو برغي تثبيت مرتخي، فقد يُحدث تأثير "ارتداد" أو "خشخشة" غير خطي. هذا النوع من الصدمات يُثير النظام بحيث يستجيب بتردد يُعادل نصف تردد القوة الرئيسي (1X).

الطيف الذي يُظهر ذروة 1X مصحوبة بسلسلة من التوافقيات الفرعية عند 1/2X، 3/2X (1.5X)، 5/2X (2.5X)، إلخ، هو دليل واضح على ارتخاء هيكلي شديد. يسمح هذا الارتخاء بحدوث تصادمات تحدث فعليًا مع كل دورة ثانية للعمود، مما يُولّد سلسلة ذروات 1/2X.

ب) عدم استقرار محمل المحور

في الآلات ذات المحامل ذات الغشاء السائل أو المحوري، تُعدّ التوافقيات الفرعية مؤشرًا حاسمًا على عدم استقرار غشاء الزيت. وهي اهتزازات ذاتية الإثارة تنشأ من ديناميكيات إسفين الزيت الداعم للعمود.

• دوامة الزيت: تحدث هذه الظاهرة عادةً بتردد يتراوح بين 0.42X و0.48X من سرعة التشغيل. ويحدث ذلك بسبب بدء دوران غشاء الزيت نفسه (الدوران) ضمن خلوص المحمل، مما يدفع العمود. وغالبًا ما تكون ذروة قوية وواضحة أقل من 0.5X.
• سوط الزيت: هذا هو شكل أكثر حدة من عدم الاستقرار الذي يحدث عندما يتزامن تردد دوران الزيت مع التردد الطبيعي الأول للدوار (السرعة الحرجةعند حدوث ذلك، قد يصبح الاهتزاز عنيفًا ومدمرًا للغاية. يصبح التردد ثابتًا على التردد الطبيعي، ولن يتغير حتى مع زيادة سرعة الجهاز.

ج) أسباب أخرى

• مشاكل محرك الحزام: يمكن للحزام البالي أو التالف في بعض الأحيان أن يولد ترددات دون التوافقية مرتبطة بسرعة دوران الحزام، والتي تكون عادةً أقل من سرعة البكرة المحركة أو المدفوعة.
• ترددات تمرير الشفرة أو الريشة: في بعض الحالات مع المضخات أو المراوح، يمكن أن تكون الذروات غير المتزامنة مرتبطة باضطراب التدفق أو ظروف توقف الدوران، والتي قد لا تكون أجزاء دقيقة من 1X ولكنها لا تزال أقل من سرعة التشغيل.

3. التحليل والتأكيد

عند رصد التوافقيات الفرعية في طيفٍ ما، من الضروري تحديد التردد الدقيق. من المرجح جدًا أن تكون الذروة عند 0.50X بالضبط مرتبطةً بالانحلال. أما الذروة عند 0.47X، فهي بالتأكيد دوامة زيتية. وجود سلسلة كاملة (1/2X، 3/2X، إلخ) يؤكد بشدة وجود الانحلال.

تحليل شكل موجة الوقت قد يكون مفيدًا أيضًا. غالبًا ما يُظهر الارتخاء دليلًا على الاصطدام أو القطع، بينما قد تظهر دوامة الزيت كإشارة أكثر تعقيدًا وتعديلًا.

← العودة إلى الفهرس الرئيسي