ما هو تحليل الاهتزازات؟

إجابة سريعة

تحليل الاهتزازات هي عملية قياس وتفسير الاهتزازات الميكانيكية للآلات الدوارة لتشخيص الأعطال دون الحاجة إلى تفكيكها. باستخدام تحويل فورييه السريع (باستخدام تحويل فورييه السريع)، يتم تحليل إشارة الاهتزاز المعقدة إلى مكونات ترددية فردية. ينتج عن كل عطل "بصمة" طيفية مميزة: عدم التوازن عند سرعة دوران 1× RPM،, عدم المحاذاة عند ضعف التردد، يظهر ارتخاء في شكل توافقيات متعددة، وعيوب في المحامل عند ترددات غير متزامنة. Balanset-1A يقوم الجهاز المحمول بموازنة الطيف وتحليله.

كل آلة دوارة تهتز. في الآلة السليمة، يكون الاهتزاز منخفضًا ومستقرًا، وهو ما يُعرف بـ"بصمة التشغيل" الطبيعية. مع ظهور العيوب، يتغير الاهتزاز بطرق يمكن التنبؤ بها. من خلال قياس هذه التغيرات وتحليلها، يمكننا تحديد السبب الجذري، والتنبؤ بالعطل، وجدولة الصيانة قبل حدوث عطل كارثي. هذا هو أساس الصيانة التنبؤية.

تحويل فورييه السريع: جوهر تحليل الطيف

يقوم مستشعر الاهتزاز (مقياس التسارع) بتحويل التذبذب الميكانيكي إلى إشارة كهربائية. وعند عرضها بمرور الوقت، تكون هذه الإشارة هي شكل الموجة — منحنى معقد، يبدو فوضوياً عند وجود أعطال متعددة. يقوم تحويل فورييه السريع (FFT) بتحليل هذه الإشارة المعقدة إلى مكونات جيبية فردية، لكل منها ترددها وسعتها الخاصة.

تخيل تحويل فورييه السريع (FFT) كمنشور يقسم الضوء الأبيض إلى ألوان قوس قزح. الموجة المعقدة هي "ضوء أبيض" - يكشف تحويل فورييه السريع عن "الألوان" (الترددات) الفردية المخفية بداخلها. والنتيجة هي طيف الاهتزاز — أداة التشخيص الأساسية.

التردد الدوراني
f₁ₓ = RPM / 60 (Hz)
1× = تردد دوران العمود — المرجع لجميع التحليلات الطيفية

معلمات الطيف الرئيسية

  • التردد (المحور السيني، هرتز): عدد مرات حدوث التذبذبات. يرتبط ذلك ارتباطًا مباشرًا بالمصدر. 1× = سرعة العمود. 2× = ضعف سرعة العمود.
  • السعة (المحور الصادي، مم/ث RMS): شدة الاهتزاز عند كل تردد. ارتفاع القمم = طاقة أكبر = حالة أكثر خطورة.
  • التوافقيات: المضاعفات الصحيحة للتردد الأساسي: 2× (الثاني)، 3× (الثالث)، 4×، إلخ. وجودها وارتفاعها النسبي يحملان معلومات تشخيصية.
  • الطور (°): العلاقة الزمنية عند نقاط القياس المختلفة. ضرورية للتمييز بين عدم التوازن (التوافق الطوري) وعدم المحاذاة (180 درجة).

وحدات قياس الاهتزاز: الإزاحة، السرعة، التسارع

يمكن قياس الاهتزاز بثلاثة معايير فيزيائية مختلفة. يركز كل منها على نطاقات تردد مختلفة، مما يجعلها مناسبة لمهام تشخيصية متنوعة. يُعد فهم متى يُستخدم كل معيار أمرًا أساسيًا للتحليل الفعال.

📏 النزوح

ميكرومتر (من الذروة إلى الذروة) أو ميل
أفضل نطاق: 1-100 هرتز

يقيس كيف بعيد يتحرك السطح. يركز على الترددات المنخفضة - مثالي للآلات بطيئة السرعة، وتحليل مدار العمود، ومجسات التقارب على محامل الانزلاق. 1 ميل = 25.4 ميكرومتر.

📈 السرعة

مم/ث (RMS)
أفضل نطاق: 10-1000 هرتز

يقيس كيف سريع يتحرك السطح. المعامل القياسي لمراقبة الآلات العامة وفقًا لمعيار ISO 10816. استجابة التردد المسطحة تعطي وزنًا متساويًا لمعظم أنواع الأعطال. يقيس جهاز Balanset-1A بوحدة مليمتر/ثانية RMS.

💥 تسارع

م/ث² أو g (RMS/الذروة)
أفضل نطاق: 500 هرتز - 20 كيلوهرتز+

يقيس قوة من الاهتزازات. يركز على الترددات العالية - مثالي للكشف المبكر عن عيوب المحامل، وتعشيق التروس، والصدمات. 1 غرام = 9.81 م/ث². يُستخدم لتحليل الغلاف/إزالة التضمين.

متى يتم استخدام كل معلمة
المعلمةوحدةنطاق الترددالأفضل لـالمعايير
النزوحميكرومتر pk-pk1-100 هرتزالآلات البطيئة ((أقل من 600 دورة في الدقيقة)، مدار العمود، مجسات التقارب، محامل الانزلاقISO 7919 (اهتزاز العمود)
سرعةمم/ث RMS10-1000 هرتزمراقبة الآلات العامة — عدم التوازن، عدم المحاذاة، الارتخاء. المعلمة الافتراضية.ISO 10816، ISO 20816
تسريعg أو م/ث² RMS500 هرتز - 20 كيلو هرتزعيوب المحامل المبكرة، تعشيق التروس، الصدمات، الآلات عالية السرعةISO 15242 (اهتزاز المحامل)
التحويل بتردد واحد
v = 2πf · d | a = 2πf · v = (2πf)² · d
d = الإزاحة (م)، v = السرعة (م/ث)، a = التسارع (م/ث²)، f = التردد (هرتز)
💡 قاعدة عامة

إذا كان لديك مستشعر واحد فقط ومعيار واحد للاختيار من بينهما — اختر السرعة (مم/ث RMS). يغطي هذا الجهاز نطاقًا واسعًا من الأعطال الشائعة باستجابة ثابتة. ويستخدم جهاز Balanset-1A هذه الخاصية كمعيار أساسي. أضف قياس التسارع فقط عند الحاجة إلى اكتشاف عيوب المحامل أو التروس في مراحلها المبكرة عند الترددات العالية.

تقنية القياس باستخدام Balanset-1A

وضع المستشعر

تعتمد جودة التشخيص كلياً على جودة القياس. تنتقل قوى الاهتزاز عبر المحامل، لذا يجب تركيب أجهزة الاستشعار على أغلفة المحامل - أقرب ما يمكن إلى المحمل، على الهيكل الحامل للحمل (وليس على الأغطية أو زعانف التبريد).

  • تحضير السطح: نظيفة، مسطحة، وخالية من رقائق الطلاء. يجب أن تكون القاعدة المغناطيسية مستوية تمامًا.
  • الأفقي الشعاعي (H): عمودي على العمود، مستوى أفقي. غالباً ما تكون السعة الأعلى.
  • شعاعي عمودي (V): عمودي على العمود، مستوى رأسي.
  • المحوري (أ): موازٍ للعمود. أمر بالغ الأهمية لاكتشاف عدم المحاذاة.
💡 خدعة تشخيصية ثنائية القنوات

يحتوي جهاز Balanset-1A على قناتين. لأغراض التشخيص، قم بتركيب كلا المستشعرين على نفس المحمل - واحد شعاعي، وواحد محوري. وهذا يعطي أطيافًا شعاعية ومحورية متزامنة، مما يتيح الكشف الفوري عن عدم المحاذاة.

أوضاع التشخيص في جهاز Balanset-1A

  • F1 - محلل الطيف: عرض كامل لتقنية FFT. وضع التشخيص الأساسي.
  • F5 — مقياس الاهتزاز: تقييم سريع. قارن V1s (القيمة الفعّالة الكلية) مع V1o (قيمة واحدة). إذا كانت V1s ≈ V1o ← عدم توازن. إذا كانت V1s ≫ V1o ← أعطال أخرى.
  • F8 — الرسوم البيانية: طيف مفصل + شكل موجي زمني. الأفضل للأنماط التوافقية وترددات الاتجاه.
⚠️ V1s مقابل V1o — الفحص التشخيصي الأول

قبل إجراء عملية الموازنة، قارن سرعة الاهتزاز الأولى (V1s) مع سرعة الاهتزاز الثانية (V1o). إذا كانت V1s أكبر بكثير من V1o (مثلاً، 8 مقابل 2 مم/ث)، فإن معظم الاهتزازات لا تنتج عن عدم التوازن. لن تحل الموازنة المشكلة، لذا افحص نطاق الاهتزازات بالكامل.

تحليل الطور - أداة التشخيص التفريقي

يخبرك التردد ماذا يهتز؛ الطور يخبرك كيف. يمكن أن ينتج عن عطلين أطياف متطابقة (يهيمن عليها جميعًا تردد 1×) - ولا يمكن التمييز بينهما إلا من خلال تحليل الطور. الطور هو العلاقة الزاوية بين الاهتزاز عند نقاط قياس مختلفة، ويُقاس بالدرجات (من 0° إلى 360°).

🧭 المرحلة → جدول مرجعي للتشخيص
علاقة الطورنقاط القياستشخبصتوضيح
0° (متوافقة في الطور)المحمل 1 ↔ المحمل 2 (شعاعي)عدم التوازن الساكنيتحرك كلا المحملين معًا بتزامن تام - نقطة ثقل واحدة في مركز الدوار. تصحيح أحادي المستوى.
~180° (طور معاكس)المحمل 1 ↔ المحمل 2 (شعاعي)عدم التوازن الديناميكي (الزوجي)تتأرجح المحامل في اتجاهين متعاكسين - نقطتان ثقيلتان في مستويين مختلفين تُحدثان عزم دوران متأرجح. يلزم تصحيح ثنائي المستوى.
90 درجة تقريبًاأفقي ↔ رأسي (نفس الاتجاه)عدم التوازن (أي نوع)الوضع الطبيعي لعدم التوازن هو أن متجه القوة يدور مع العمود، مما ينتج عنه زاوية 90 درجة تقريبًا بين H و V عند نفس النقطة.
~180 درجةالتوصيل العرضي (القطري)عدم محاذاة متوازيةتدفع قوى التوصيل الأعمدة بعيدًا عن بعضها البعض في اتجاهين شعاعيين متعاكسين. وتُعدّ زاوية 180 درجة عبر التوصيل مع معامل 2× العالي هي السمة المميزة.
~180 درجةوصلة متقاطعة (محورية)عدم محاذاة الزاويةتقوم الأعمدة بالدفع/السحب بالتناوب محوريًا. ويُعدّ الدوران المحوري بزاوية 180 درجة عبر الوصلة مع قيم عالية 1× و2× أمرًا حاسمًا.
0 درجةوصلة متقاطعة (محورية)ليس عدم محاذاةيتحرك كلا الجانبين في نفس الاتجاه المحوري - على الأرجح بسبب التمدد الحراري، أو إجهاد الأنابيب، أو قاعدة غير مستوية. وليس بسبب عدم محاذاة الزاوية.
غير منتظم / غير مستقرأي نقاط ثابتةالارتخاء الميكانيكيتتذبذب قراءات الطور بشكل عشوائي بين القياسات، وهي سمة مميزة للصدمات في المفاصل غير المستقرة. عدم استقرار الطور = ارتخاء.
ينجرف ببطءفي أي وقت، بمرور الوقتالرنين أو التأثيرات الحراريةيشير التحول التدريجي في الطور أثناء التسخين إلى تغير الصلابة الهيكلية مع درجة الحرارة (عدم التوافق الحراري).
ثابت، غير 0/180 درجةالمحمل 1 ↔ المحمل 2عدم توازن ثابت + مزدوجيشير الطور بين 0° و 180° إلى مزيج من المكونات الثابتة والمزدوجة - ويتطلب موازنة مستويين.
💡 قياس الطور باستخدام Balanset-1A

يعرض جهاز Balanset-1A قيمة الطور عند 1× (قيمة F1 في وضع قياس الاهتزاز) باستخدام مقياس سرعة الدوران كمرجع. لمقارنة الطور بين محملين، قِس كل محمل في نفس الاتجاه (مثلًا، أفقيًا) مع وضع مقياس سرعة الدوران على نفس علامة المرجع. يكشف الفرق في قراءات الطور عن نوع العطل. لا حاجة إلى برامج خاصة - ما عليك سوى طرح القراءتين.

العطل 1: عدم التوازن

سبب: انزياح مركز الكتلة عن محور الدوران. تفاوتات التصنيع، تراكم الرواسب، التآكل، كسر الشفرة، فقدان الوزن.

نطاق: ذروة مهيمنة عند سرعة دوران تساوي 1× دورة في الدقيقة بالضبط. توافقيات منخفضة للغاية. اهتزاز شعاعي. تزداد السعة مع مربع السرعة (بشكل تربيعي). الطور ثابت وقابل للتكرار.

عدم التوازن الساكن (مستوى واحد)

موجة جيبية نقية ذات ذروة واحدة. كلا المحملين متوافقان في الطور. تصحيح أحادي المستوى.

عدم توازن ثابت - تردد مهيمن 1× عند 25 هرتز (1500 دورة في الدقيقة). توافقيات ضئيلة.

عدم التوازن الديناميكي (ثنائي المستوى / مزدوج)

كما أنها مهيمنة بمقدار 1×، ولكن اتجاهاتها خارج الطور بمقدار 180 درجة تقريبًا. يلزم تصحيح ثنائي المستوى.

عدم التوازن الديناميكي - 1× مهيمن. الطيف مشابه للطيف الساكن ولكن الطور يختلف عند المحامل.

فعل: يؤدي rotor balancing مع Balanset-1A. تفاوت من الدرجة G لكل ISO 1940-1.

العطل الثاني: عدم محاذاة العمود

سبب: لا تتطابق محاور الأعمدة المتصلة. يمكن أن تكون متوازية (متداخلة) أو مائلة (زاوية)، وعادةً ما تكون كليهما.

عدم المحاذاة المتوازية (الشعاعية)

تكون القيم عالية بمقدار 1× و2× في الاتجاه القطري. غالبًا ما تكون 2× ≥ 1×. يوجد فرق طور 180° عبر الاقتران.

عدم محاذاة متوازية - اتجاه شعاعي. قوي 1× و 2× مع 3× طفيف.

عدم محاذاة الزاوية - شعاعي

يوجد 1× و2× في الاتجاه الشعاعي، ولكن 2× هو السائد عادةً.

عدم محاذاة الزاوية - شعاعي (R). 2× > 1×.

عدم المحاذاة الزاوية - المحورية

الاهتزاز المحوري ≥ 50% للاهتزاز القطري. فرق طور 180° عبر الاقتران في الاهتزاز المحوري. هذا هو القياس المميز الرئيسي.

عدم محاذاة زاوية - محوري (أ). مرتفع جدًا 2× في الاتجاه المحوري.

فعل: لن يفيد إجراء الموازنة. أوقف الآلة وقم بمحاذاة العمود. أعد فحص الاهتزاز بعد ذلك.

العطل الثالث: ارتخاء ميكانيكي

سبب: فقدان الصلابة الهيكلية - مسامير مفكوكة، تشققات في الأساس، مقاعد محامل مهترئة، فجوات مفرطة.

ارتخاء المكونات

""غابة" من التوافقيات - 1×، 2×، 3×، 4×... حتى 10×+ مع تناقص السعة. قد تظهر توافقيات فرعية بمقدار 0.5×.

تذبذب المكونات - العديد من التوافقيات من 1× إلى 10×. لاحظ التوافقي الفرعي 0.5×.

التراخي الهيكلي

مهيمنة 1× و/أو 2×. عدد قليل من التوافقيات العليا. اهتزاز رأسي قوي.

التراخي الهيكلي - يهيمن الترددان 1× و2×. الحد الأدنى من التوافقيات العليا.

فعل: افحص براغي التثبيت وشدّها. تأكد من سلامة الأساس. تحقق دائمًا من عدم وجود أي ارتخاء. قبل الموازنة.

العيب الرابع: عيوب محامل التدحرج

سبب: التآكل، والتقشر، والتآكل في مسارات الكرات، والعناصر الدوارة، أو القفص.

معدلات تكرار عيوب المحامل
BPFO = (n/2)(1 - Bd/Pd·cos α) · fs
BPFI = (n/2)(1 + Bd/Pd·cos α) · fs
BSF = (Pd/2Bd)(1 - (Bd/Pd·cos α)²) · fs
FTF = ½(1 - Bd/Pd·cos α) · fs
n = عدد العناصر الدوارة | Bd = قطر الكرة | Pd = قطر دائرة الخطوة | α = زاوية التلامس | fs = عدد دورات المحرك في الدقيقة / 60

عيب الحلقة الخارجية (BPFO)

سلسلة من القمم عند BPFO، و2×BPFO، و3×BPFO... لا توجد نطاقات جانبية 1× (حلقة ثابتة). أكثر أعطال المحامل شيوعًا.

عيب في الحلقة الخارجية - توافقيات BPFO عند ترددات غير متزامنة. لا توجد نطاقات جانبية.

عيب الحلقة الداخلية (BPFI)

توافقيات BPFI مع نطاقات جانبية ±1× (حلقة دوارة، تعديل منطقة الحمل). نمط النطاق الجانبي هو المعرف الرئيسي.

عيب الحلقة الداخلية - توافقيات BPFI مع نطاقات جانبية ±1× (قمم أصغر تحيط بالقمم الرئيسية).

عيب عنصر الدوران (BSF)

التوافقيات BSF. غالبًا ما تكون 2×BSF هي السائدة. غير متزامنة. غالبًا ما يصاحبها تلف في السباق.

عيب في عنصر الدوران - توافقيات BSF. ملاحظة: 2×BSF هي الأعلى (تلف عنصرين).

عيب في القفص (FTF)

ذروات دون التزامن (FTF ≈ 0.4× سرعة العمود). تردد منخفض. غالباً ما يصاحبها تلف آخر في المحامل.

عيب في القفص - فشل في التشغيل وتوافقيات أقل من سرعة العمود (دون التزامن).
تطور عيوب المحامل (4 مراحل)

المرحلة 1 - تحت السطح: المنطقة فوق الصوتية (> 5 كيلوهرتز). غير مرئية في تحليل FFT القياسي. يمكن الكشف عنها من خلال طاقة النبضة / التغليف.

المرحلة الثانية - عيب مبكر: تظهر ترددات الاتجاه (BPFO، BPFI). سعة منخفضة. هنا يبدأ جهاز Balanset-1A عملية الكشف.

المرحلة 3 - تم التقدم: تتعدد التوافقيات. تتشكل نطاقات جانبية. يرتفع مستوى الضوضاء.

المرحلة الرابعة - متقدمة: ضوضاء النطاق العريض. قد تختفي ترددات المحمل في الضوضاء. الاستبدال ضروري.

تحليل الغلاف (إزالة التضمين) - الكشف المبكر عن المحامل

يكشف تحليل طيف FFT القياسي عن عيوب المحامل بدءًا من المرحلة الثانية. أما في المرحلة الأولى، فتكون تأثيرات المحامل ضعيفة جدًا بحيث لا تظهر فوق مستوى الضوضاء. تحليل الظرف (وتسمى أيضًا إزالة التضمين أو الكشف عالي التردد، HFD) توسع نطاق الكشف إلى مراحل مبكرة جدًا.

كيف تعمل

عندما يصطدم عنصر دوار بعيب، فإنه يُولّد نبضة صدم قصيرة تُثير رنينًا هيكليًا عالي التردد (عادةً ما بين 5 و20 كيلوهرتز). يُصدر هذا الرنين صدىً قصيرًا عند كل اصطدام. تتم عملية تحليل الغلاف في ثلاث خطوات:

  1. مرشح تمرير النطاق: قم بعزل نطاق الرنين عالي التردد (على سبيل المثال، 5-15 كيلو هرتز) حيث يتردد صدى الصدمات.
  2. قم بالتصحيح والتغليف: استخرج نمط تعديل السعة - "الغلاف" الذي يتبع قمم الرنين.
  3. تحويل فورييه السريع للغلاف: قم بتطبيق تحويل فورييه السريع (FFT) على إشارة الغلاف. ستظهر النتيجة معدل التكرار من التأثيرات - وهو ما يعادل ترددات عيوب المحامل (BPFO، BPFI، BSF، FTF).
لماذا يكشف المغلف عن التلف في وقت مبكر؟

في الطيف الخام، قد يُنتج تأثير ضعيف عند تردد الرنين الأساسي (BPFO) سرعة 0.1 مم/ث، وهي سرعة غير مرئية وسط ضوضاء الآلة البالغة 2 مم/ث. لكن هذا التأثير نفسه يُثير رنينًا عند 8 كيلوهرتز حيث لا يوجد مصدر اهتزاز آخر. بعد إزالة التضمين، يظهر نمط تكرار تردد الرنين الأساسي (BPFO) بوضوح من خلفية نقية.

المعلمات ذات الصلة

  • طاقة الذروة (SE): قياس شامل لطاقة الصدمات عالية التردد. قيمة اتجاهية قياسية. مناسب للفحص الأولي لتحديد ما إذا كان سيتم قبول المشروع أم لا.
  • gSE / HFD / PeakVue: أسماء خاصة بالبائعين للمعاملات المشتقة من المغلف. جميعها مبنية على نفس المبدأ.
  • تغليف التسارع: يقيس جهاز Balanset-1A السرعة (مم/ث). ولتحليل كامل للنطاق، يُعدّ محلل مخصص مزود بإمكانية إدخال التسارع وترشيح النطاق الترددي مثاليًا. مع ذلك، لا يزال بإمكان تقنية تحويل فورييه السريع (FFT) في جهاز Balanset-1A اكتشاف عيوب المحامل من المرحلة الثانية وما بعدها بكفاءة ضمن نطاق السرعة القياسي.
يظهر طيف غلاف عيب الحلقة الداخلية - التوافقيات BPFI - بوضوح من إشارة التردد العالي المُعدّلة. قارن ذلك بطيف السرعة الخام حيث قد تكون هذه التوافقيات مخفية في الضوضاء.

فعل: افحص مستوى التشحيم. خطط لاستبدال المحامل. زد من وتيرة المراقبة.

العطل رقم 5: عيوب في التروس

سبب: أسنان متآكلة أو متآكلة أو مكسورة. انحراف مركزية الترس. قوة الدفع التفاضلية = عدد الأسنان × سرعة دوران العمود / 60.

انحراف التروس

GMF مع نطاقات جانبية بسرعة ±1× سرعة العمود. قد يتم رفع سرعة الترس 1× أيضًا.

انحراف التروس - قوة الدفع الأرضية عند 500 هرتز مع نطاقات جانبية ±1×. مرتفع 1×.

تآكل / تلف أسنان التروس

توافقيات متعددة للمجال المغناطيسي الأرضي مع نطاقات جانبية كثيفة. مسارات شدة مع عدد النطاقات الجانبية وسعتها.

تآكل المعدات - GMF و 2×GMF مع أشرطة جانبية متعددة على فترات 1×.

فعل: افحص زيت علبة التروس بحثًا عن جزيئات معدنية. حدد موعدًا للفحص الدوري. راقب اتجاه نطاق التردد الجانبي لمحرك التروس.

الأعطال الكهربائية (المحركات)

تُسبب الأعطال الكهرومغناطيسية اهتزازات في ضعف تردد الخط (100 هرتز على شبكات 50 هرتز، 120 هرتز على شبكات 60 هرتز). الاختبار الحاسم: اختفاء الاهتزاز فورا عند انقطاع التيار الكهربائي. تتلاشى الأعطال الميكانيكية تدريجياً.

  • انحراف الجزء الثابت: ضعف تردد الخط، سعة ثابتة.
  • عيوب قضيب الدوار: نطاقات جانبية حول تردد الخط عند فترات تردد الانزلاق.
  • قدم ناعمة: تتغير الاهتزازات عند فك أقدام المحرك الفردية.

العطل رقم 7: مشاكل في نظام نقل الحركة بالحزام

سبب: الأحزمة البالية أو غير المحاذية أو غير المشدودة بشكل صحيح. تولد محركات الأحزمة اهتزازات عند تردد مرور الحزام, ، وهو عادةً تردد دون التزامن (أقل من سرعة العمود 1) لأن الحزام أطول من محيط البكرة.

تردد الحزام
فحزام = (π · D · دورة في الدقيقة) / (60 · L)
D = قطر البكرة (م) | L = طول الحزام (م) | RPM = سرعة البكرة
مبسط: fحزام = محيط البكرة / السرعة / طول الحزام

التوقيعات الشائعة للحزام

  • تآكل/عيب الحزام: ذروة عند تردد الحزام (fحزام) وتوافقياتها (2×، 3×، 4× fحزام). تظهر هذه القيم أسفل سرعة العمود 1× - تعتبر الذروات دون التزامنية المؤشر الرئيسي.
  • عدم محاذاة الحزام: اهتزاز محوري مرتفع عند سرعة عمود الدوران 1× و2×. يشبه عدم محاذاة عمود الدوران ولكنه يقتصر على الآلات التي تعمل بنظام الحزام.
  • التوتر غير المناسب: اهتزاز عالي بمقدار 1× يتغير بشكل كبير مع تعديل شد الحزام. الأحزمة المشدودة بشدة تزيد من حمل المحامل؛ أما الأحزمة الرخوة فتتسبب في صوت ارتطام وذروات في تردد الحزام.
  • صدى: يمكن إثارة التردد الطبيعي للحزام (اهتزاز الحزام) إذا تزامن رنين امتداد الحزام مع سرعة التشغيل. ويظهر ذلك على شكل قمة عريضة عند التردد الطبيعي للحزام.
عيب في محرك الحزام - ذروات دون التزامن عند تردد الحزام والتوافقيات (أقل من سرعة العمود عند 25 هرتز).

فعل: افحص حالة الحزام، وشدّه، ومحاذاة البكرات. استبدل الأحزمة البالية. في حال تكرار المشكلة، تحقق من محاذاة البكرات باستخدام أداة ليزر أو مسطرة.

العطل رقم 8: تجويف المضخة

سبب: تتشكل فقاعات البخار وتنهار بعنف عندما ينخفض الضغط الموضعي عن ضغط بخار السائل، وعادةً ما يحدث ذلك عند مدخل المضخة. يُحدث انهيار كل فقاعة صدمة دقيقة. وتُنتج آلاف الانهيارات في الثانية الواحدة ضوضاء مميزة واسعة النطاق.

البصمة الطيفية

  • طاقة النطاق العريض عالية التردد: بخلاف الأعطال الميكانيكية (التي تُنتج قممًا منفصلة)، يُولّد التكهف مستوى ضوضاء مرتفعًا عبر نطاق ترددي واسع، عادةً ما يزيد عن 2-5 كيلوهرتز. ويبدو الطيف على شكل "حدبة" أو هضبة مرتفعة بدلًا من قمم حادة.
  • عشوائي، غير دوري: لا توجد توافقيات، ولا علاقة لها بسرعة العمود. يبدو الصوت كصوت "الحصى" أو "الفرقعة" - مسموع حتى بدون أجهزة قياس.
  • تأثيرات التردد المنخفض: قد يتسبب التكهف الشديد أيضًا في عدم الاستقرار عند 1× والضوضاء منخفضة التردد واسعة النطاق الناتجة عن اضطراب التدفق.
تجويف المضخة - ضوضاء عالية التردد واسعة النطاق (ارتفاع مستوى الضوضاء فوق 200 هرتز). لا توجد قمم منفصلة - على عكس عيوب المحامل التي تظهر ترددات محددة.

فعل: قم بزيادة ضغط السحب (خفض ضغط المضخة، فتح صمام السحب، تقليل فقدان الضغط في أنبوب السحب). تحقق من قيمة NPSHمتاح مقابل صافي الضغط الإيجابي عند مستوى سطح البحرمطلوب. قلل سرعة المضخة إن أمكن. يتسبب التكهف في أضرار تآكل سريعة - لا تتجاهله.

العطل رقم 9: دوامة الزيت واهتزاز الزيت (محامل الانزلاق)

سبب: عدم استقرار طبقة الزيت في محامل الانزلاق (الكم). تجبر طبقة الزيت المتشكلة على شكل إسفين العمود على الدوران ضمن خلوص المحمل بتردد دون تردد التزامن. يختلف هذا عن عيوب محامل العناصر الدوارة، ويحدث فقط في محامل الانزلاق/المحورية.

دوامة الزيت

  • تكرار: تقريبًا من 0.42× إلى 0.48× سرعة العمود (غالباً ما يُشار إليها بحوالي 0.43×). هذه ذروة دون التزامن تتبع سرعة العمود - إذا زادت سرعة الدوران، يزداد تردد الدوران بشكل متناسب.
  • نطاق: قمة واحدة عند حوالي 0.43× تتغير مع السرعة. قد يكون السعة متوسطة.
  • حالة: مقدمة لظاهرة الرغوة الزيتية. عادةً لا تكون مدمرة بشكل فوري ولكنها تشير إلى عدم الاستقرار.

سوط الزيت

  • تكرار: يثبت على الجزء الأول من الدوار التردد الطبيعي (السرعة الحرجة). على عكس الدوران، فهو لا يتتبع سرعة العمود - يظل التردد ثابتًا مع تغير عدد دورات المحرك في الدقيقة.
  • نطاق: ذروة كبيرة دون التزامن عند السرعة الحرجة الأولى للدوار. يمكن أن تكون السعة عالية جدًا - مدمرة.
  • حالة: خطير. يلزم اتخاذ إجراء فوري. قد يؤدي ذلك إلى تلف المحامل وتضرر العمود.
دوامة الزيت - ذروة دون التزامن عند حوالي 0.43 ضعف سرعة العمود (≈ 10.7 هرتز عند 1500 دورة في الدقيقة). تختلف عن الارتخاء بمقدار 0.5 ضعف.
⚠️ دوامة الزيت مقابل التفكك - كيفية التمييز

كلاهما ينتج قممًا دون التزامن، ولكن: دوامة الزيت تبلغ قيمتها حوالي 0.43× (وليس بالضبط 0.5×) وتتتبع السرعة. ارتخاء يُنتج ذروات عند 0.5× و1.5× و2.5× بالضبط، ولا يتغير بتغير السرعة (يبقى عند أجزاء ثابتة من 1×). يحدث دوران الزيت فقط في محامل الانزلاق/الجلبة - إذا كانت الآلة تحتوي على محامل عناصر دحرجة، فلا يمكن أن يكون هذا دوران زيت.

فعل: لحل مشكلة دوامة الزيت: تحقق من خلوص المحمل، ولزوجة الزيت، والحمل. قم بزيادة الحمل على المحمل أو غيّر لزوجة الزيت. لحل مشكلة اهتزاز الزيت: يخفض على الفور أقل من الحد الحرج. استشر متخصصًا في ديناميكيات الدوار.

جدول التصنيف الكامل لشدة الاهتزازات وفقًا للمعيار ISO 10816

تحدد المواصفة القياسية ISO 10816 (التي حلت محلها المواصفة ISO 20816 ولكنها لا تزال مرجعًا شائعًا) نطاقات شدة الاهتزاز لأربع فئات من الآلات. يُقاس الاهتزاز بالسرعة (مم/ث RMS) على أغلفة المحامل. يوضح الجدول أدناه جميع حدود النطاقات للفئات الأربع - استخدمه كمرجع سريع عند تقييم القياسات.

📋 مناطق شدة الاهتزاز ISO 10816-3 — جميع فئات الآلات (مم/ث RMS)
فئة الآلة المنطقة أ
Good		 المنطقة ب
مقبول		 المنطقة ج
يُحذًِر		 المنطقة د
خطر
الفئة الأولى
الآلات الصغيرة ≤ 15 كيلوواط
(مضخات، مراوح، ضواغط)		 ≤ 0.71 0.71 – 1.8 1.8 – 4.5 > 4.5
الفئة الثانية
الآلات المتوسطة 15-75 كيلوواط
(بدون أساس خاص)		 ≤ 1.8 1.8 – 4.5 4.5 – 11.2 > 11.2
الفئة الثالثة
الآلات الكبيرة > 75 كيلو واط
(أساس صلب)		 ≤ 2.8 2.8 – 7.1 7.1 – 18 > 18
الفئة الرابعة
الآلات الكبيرة > 75 كيلو واط
(أساس مرن، مثل الإطار الفولاذي)		 ≤ 4.5 4.5 – 11.2 11.2 – 28 > 28
📌 كيفية استخدام هذا الجدول

الخطوة 1: حدد فئة آلتك حسب نوع الطاقة ونوع الأساس.
الخطوة 2: قم بقياس سرعة الاهتزاز الكلية (مم/ث RMS) على كل غلاف محمل في الاتجاه القطري.
الخطوة 3: حدد المنطقة. المنطقة أ = تم تشغيله حديثًا أو ممتاز. المنطقة ب = تشغيل طويل الأمد غير مقيد. المنطقة ج = مقبول فقط لفترات محدودة — جدولة الصيانة. المنطقة د = يحدث تلف — أوقف الآلة في أسرع وقت ممكن.

يتذكر: تُعدّ الاتجاهات أهم من القيم المطلقة. تضاعفت سرعة آلة تعمل بسرعة 3.0 مم/ث (المنطقة ب للفئة الثانية) بعد أن كانت تعمل سابقًا بسرعة 1.5 مم/ث - يجب التحقق من السبب على الرغم من أنها لا تزال "مقبولة". يعرض وضع مقياس الاهتزاز في Balanset-1A (F5) السرعة الإجمالية V1s لتقييم المنطقة بشكل فوري.

⚠️ ISO 10816 مقابل ISO 20816

تم استبدال معيار ISO 10816 رسميًا بمعيار ISO 20816 (المنشور بين عامي 2016 و2022). تبقى حدود المناطق متشابهة لمعظم أنواع الآلات، لكن معيار ISO 20816 يضيف معايير تقييم للإزاحة ويوسع نطاق الأجزاء الخاصة بكل آلة. عمليًا، لا تزال قيم ISO 10816 هي المرجع القياسي في الصناعة. ولا يزال كل من برنامج Balanset-1A ومعظم برامج الاهتزاز الصناعية الأخرى تستخدم مناطق ISO 10816.

من القياس إلى المراقبة

تحليل الاتجاهات

الطيف الواحد هو مجرد لقطة. تكمن قوة تحليل الاهتزازات في تحليل الاتجاه — تتبع التغييرات بمرور الوقت.

  • إنشاء خط أساس: قم بقياس المعدات الجديدة أو المعدات المعروفة بجودتها. احفظ الأطياف.
  • تحديد الفترات الزمنية: حرج: أسبوعي. قياسي: شهري. مساعد: ربع سنوي.
  • ضمان التكرار: نفس النقاط، نفس الاتجاهات، نفس ظروف التشغيل.
  • تتبع التغييرات: تُعد الزيادة بمقدار الضعف عن خط الأساس ذات أهمية كبيرة حتى لو كانت في المنطقة A من نظام ISO.

خوارزمية القرار

  1. احصل على طيف عالي الجودة (مخططات F8، شعاعي + محوري).
  2. تحديد أعلى قمة - هذه هي المشكلة الرئيسية.
  3. مطابقة نوع العطل:
    • 1× يسيطر → عدم التوازن ← التوازن باستخدام Balanset-1A.
    • يهيمن ضعفان + محوري عالي → عدم المحاذاة ← إعادة محاذاة الأعمدة.
    • العديد من التوافقيات → الارتخاء ← افحص وشد.
    • قمم غير متزامنة → المحمل ← خطة الاستبدال.
    • GMF + أشرطة جانبية → التروس ← فحص الزيت، فحص علبة التروس.
  4. أصلح الخلل الرئيسي أولاً - فغالباً ما تختفي الأعراض الثانوية.

← العودة إلى فهرس المصطلحات