Разбиране на субхармониците

1. Определение: Какво е субхармоник?

A Субхармоничен е честотен компонент в вибрация спектър което се случва при цяло число от основната форсираща честота. В машинния анализ тази основна честота почти винаги е скорост на бягане (1X).

Субхармониците се появяват при честоти като 1/2X, 1/3X, 1/4X и т.н. и се наричат още субсинхронен вибрации, защото се появяват при честота под основната синхронна (1X) скорост. Наличието на поредица от субхармоници (напр. 1/2X, 3/2X, 5/2X) е класически признак за специфични видове машинни повреди.

2. Основни причини за субхармоници

Субхармониците не са толкова често срещани, колкото хармониците (2X, 3X), но когато се появят, те често са силен индикатор за един от следните проблеми:

а) Механична хлабавост

Това е най-честата причина за субхармоници, особено 1/2X компонента. Когато даден компонент е хлабав, като например лагер в корпуса му или хлабав монтажен болт, това може да доведе до нелинеен ефект на „подскачане“ или „тракане“. Този тип удар може да възбуди системата по начин, че тя да реагира с честота, която е половината от основната форсираща честота (1X).

Спектър, показващ пик 1X, придружен от серия от субхармоници при 1/2X, 3/2X (1.5X), 5/2X (2.5X) и т.н., е учебникарски признак за сериозна структурна хлабавост. Хлабавостта позволява удари, които се случват ефективно при всяко второ завъртане на вала, генерирайки семейството пикове 1/2X.

б) Нестабилност на плъзгащия лагер

В машини с флуидно-филмови или плъзгащи лагери, субхармониците са критичен индикатор за нестабилност на масления филм. Това са самовъзбуждащи се вибрации, които възникват от динамиката на масления клин, поддържащ вала.

• Маслен вихър: Това явление обикновено се проявява при честота между 0,42X и 0,48X от скоростта на работа. Причинява се от това, че самият маслен филм започва да се върти (вирули) в хлабината на лагера, избутвайки вала. Често под 0,5X се наблюдава силен, отчетлив пик.
• Маслен камшик: Това е по-тежка форма на нестабилност, която възниква, когато честотата на масления вихър съвпада с първата естествена честота на ротора (критична скорост). Когато това се случи, вибрацията може да стане много силна и разрушителна. Честотата се „заключва“ върху естествената честота и няма да се промени, дори ако скоростта на машината се увеличи.

в) Други причини

• Проблеми с ремъчното задвижване: Износен или повреден ремък понякога може да генерира субхармонични честоти, свързани със скоростта на въртене на ремъка, която обикновено е по-ниска от скоростта на задвижващата или задвижваната ролка.
• Честоти на преминаване на лопатките или перките: В някои случаи при помпи или вентилатори, субсинхронните пикове могат да бъдат свързани с турбулентност на потока или условия на спиране при въртене, които може да не са точни части от 1X, но все пак са под скоростта на работа.

3. Анализ и потвърждение

Когато в спектъра се наблюдават субхармоници, е изключително важно да се определи точната честота. Пик точно при 0.50X е много вероятно да е свързан с разхлабване. Пик при 0.47X почти сигурно е маслен вихър. Наличието на пълна серия (1/2X, 3/2X и т.н.) категорично потвърждава разхлабването.

Анализирането на времева вълна може също да бъде полезно. Рохкавостта често показва признаци на удар или отрязване, докато вихрушката от масло може да се появи като по-сложен, модулиращ сигнал.

← Обратно към основния индекс