Understanding Asynchronous Vibration
Asynchronous vibration (আরও অ-সিঙ্ক্রোনাস কম্পন বলা হয়) হল vibration at frequencies that are not exact integer multiples — orders — শ্যাফটের ঘূর্ণন গতির। অনুরূপ নয় synchronous vibration from unbalance বা misalignment (যা সর্বদা 1×, 2×, 3× চলমান গতিতে অবস্থান করে), অসিঙ্ক্রোনাস কম্পন এমন ফ্রিকোয়েন্সিতে ঘটে যা উপাদান জ্যামিতি, বৈদ্যুতিক প্রভাব, বা বাহ্যিক উত্স দ্বারা নির্দেশিত হয় নয়, শ্যাফটের ঘূর্ণন দ্বারা।
সিঙ্ক্রোনাস থেকে অসিঙ্ক্রোনাস বিষয়বস্তু আলাদা করা যন্ত্রপাতি কম্পন বিশ্লেষণের সবচেয়ে মৌলিক দক্ষতাগুলির মধ্যে একটি diagnostics, কারণ বিভাজন অবিলম্বে একটি কারণের অনুসন্ধান সংকীর্ণ করে। সিঙ্ক্রোনাস উপাদানগুলি ঘূর্ণনশীল ভর বা রটারের সাথে আবদ্ধ জ্যামিতিক সমস্যার দিকে নির্দেশ করে; অসিঙ্ক্রোনাস উপাদানগুলি পরিবর্তে রোলিং-উপাদান ত্রুটি, বৈদ্যুতিক ত্রুটি বা রটরের বাইরে উদ্ভূত প্রভাবের দিকে নির্দেশ করে। এই শ্রেণীবিভাগ সঠিকভাবে পাওয়া একজন বিশ্লেষকের একটি মেশিন ভারসাম্য রাখা থেকে রক্ষা করে যার বাস্তব সমস্যা একটি ব্যর্থ বেয়ারিং।
1. সিঙ্ক্রোনাস বনাম অসিঙ্ক্রোনাস: মূল পার্থক্য
সীমানা সম্পূর্ণভাবে দ্বারা সংজ্ঞায়িত করা হয় order — একটি কম্পন ফ্রিকোয়েন্সি থেকে চলমান-গতি ফ্রিকোয়েন্সির অনুপাত। একটি সঠিক সম্পূর্ণ-সংখ্যা অর্ডারে একটি শিখর সিঙ্ক্রোনাস এবং শ্যাফট ঘূর্ণনে আবদ্ধ; একটি ভগ্নাংশ অর্ডারে একটি শিখর অসিঙ্ক্রোনাস এবং অন্য কিছু ঘড়ি মেনে চলে।
- Synchronous (integer orders): 1.00×, 2.00×, 3.00× — unbalance, misalignment, a bent shaft, certain looseness patterns.
- Asynchronous (non-integer orders): 2.47×, 3.57×, 0.45× — বেয়ারিং ত্রুটি, বৈদ্যুতিক লাইন, সাব-সিঙ্ক্রোনাস অস্থিরতা এবং বাহ্যিক উত্স।
একটি দরকারী উপ-বিভাগ হল subharmonic — energy below 1× (উদাহরণস্বরূপ গুরুতর লুজনেস বা ঘর্ষণ থেকে 0.5× পিক)। সাব-হার্মোনিক্স হল অ্যাসিঙ্ক্রোনাস কন্টেন্টের একটি রূপ, এবং তারা নিচে আরও আলোচিত সাব-সিঙ্ক্রোনাস অস্থিরতার পাশে অবস্থান করে।
2. অ্যাসিঙ্ক্রোনাস কম্পন্নের সাধারণ উৎসগুলি
Rolling-Element Bearing Defects (most common)
অ্যাসিঙ্ক্রোনাস কম্পন্নের সবচেয়ে প্রভাবশালী উৎস:
- Bearing fault frequencies: BPFO, BPFI, BSF and FTF বেয়ারিং জ্যামিতি দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয় এবং কখনও শ্যাফট গতির সঠিক গুণিতক নয়।
- Example: একটি 1800 RPM মোটর (30 Hz) 107 Hz এ একটি BPFO দেখাতে পারে — অর্থাৎ 3.57× শ্যাফট গতি, স্পষ্টতই পূর্ণসংখ্যা নয়।
- Diagnostic value: একটি অ্যাসিঙ্ক্রোনাস ফ্রিকোয়েন্সি অবিলম্বে একটি বেয়ারিং সমস্যার সন্দেহ বাড়ায়।
- Detection: envelope analysis এই উপাদানগুলি সামনে আনার জন্য প্রাথমিক কৌশল, প্রায়শই সাধারণ স্পেকট্রামে উপস্থিত হওয়ার আগেই।
Electrical Frequencies
শ্যাফট গতির সাথে সম্পর্কহীন বৈদ্যুতিক চুম্বকীয় কম্পন:
- 2× line frequency: 60 Hz সাপ্লাইয়ে 120 Hz বা 50 Hz সাপ্লাইয়ে 100 Hz, মোটর গতি নির্বিশেষে।
- Example: a 2-pole 60 Hz motor runs at about 3550 RPM (59.2 Hz), yet its twice-line-frequency vibration sits at 120 Hz — 2.03× shaft speed, asynchronous.
- Pole pass frequency: নির্ভুল পূর্ণসংখ্যা গুণিতক নাও হতে পারে।
- VFD harmonics: ড্রাইভ সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সিগুলি শ্যাফট গতির সাথে কোনো সম্পর্ক রাখে না।
External Sources
- সংলগ্ন সরঞ্জাম: কাছাকাছি মেশিন থেকে মেঝের মাধ্যমে প্রেরিত কম্পন।
- ভবন বা ভিত্তি: structural resonances at fixed frequencies.
- Process pulsations: পাইপিংয়ে ভ্রমণকারী চাপ তরঙ্গ।
- Acoustic resonances: নালী বা এনক্লোজারে স্থির তরঙ্গ।
Sub-Synchronous Instabilities
- Oil whirl: typically 0.42–0.48× shaft speed (not exactly half).
- Oil whip: রোটারের লক করে natural frequency, শ্যাফট গতিতে নয়।
- Seal instabilities: প্রায়শই তরল গতিশীলতা দ্বারা নির্ধারিত ফ্রিকোয়েন্সিতে। এগুলি হল rotor instability.
Random Vibration
- Cavitation: random bubble collapse, broadband.
- Turbulence: random flow fluctuations.
- Rubbing: অ-পর্যায়ক্রমিক কম্পন তৈরি করে বিশৃঙ্খল যোগাযোগ।
3. স্পেকট্রায় সনাক্তকরণ
Spectrum Characteristics
- নির্ধারিত ফ্রিকোয়েন্সি: গতি পরিবর্তন নির্বিশেষে একই Hz মানে প্রদর্শিত হয়।
- Order shifts: যদি গতি পরিবর্তিত হয়, একটি অ্যাসিঙ্ক্রোনাস ফ্রিকোয়েন্সি তার অর্ডার পরিবর্তন করে (কারণ অর্ডার হল ফ্রিকোয়েন্সি ÷ শ্যাফট গতি)।
- ওয়াটারফল প্লট: asynchronous components appear as vertical lines, synchronous components as diagonal লাইন — তাদের আলাদা করার সবচেয়ে স্বজ্ঞাত উপায়।
- Order spectrum: অ্যাসিঙ্ক্রোনাস শিখর অ-পূর্ণসংখ্যা অর্ডারে অবতরণ করে (2.47×, 3.57×, ইত্যাদি)।
Diagnostic Procedure
- Identify running speed 1× শিখর থেকে বা, আরও নির্ভরযোগ্যভাবে, একটি tachometer.
- Calculate orders প্রতিটি শিখর ফ্রিকোয়েন্সিকে চলমান-গতি ফ্রিকোয়েন্সি দ্বারা ভাগ করে।
- Integer orders (1.00×, 2.00×, 3.00×) সিঙ্ক্রোনাস।
- Non-integer orders (2.47×, 3.57×) অ্যাসিঙ্ক্রোনাস।
- Match to fault types গণনাকৃত ফ্রিকোয়েন্সিগুলি বেয়ারিং ফ্রিকোয়েন্সি, বৈদ্যুতিক লাইন এবং অনুরূপগুলির বিরুদ্ধে তুলনা করে।
পরিবর্তনশীল-গতির মেশিনগুলিতে এই বিচ্ছেদন পরিষ্কার হয় order analysis, যা ফ্রিকোয়েন্সি অক্ষকে চলমান গতির গুণিতকগুলিতে পুনরায় রেফার করে যাতে সিঙ্ক্রোনাস শিখর স্থির থাকে যখন অ্যাসিঙ্ক্রোনাসগুলি চলে।
4. Diagnostic Significance
Bearing Defects
- Asynchronous peaks at BPFO, BPFI or BSF immediately suggest a bearing problem.
- তাত্ত্বিক বেয়ারিং ফ্রিকোয়েন্সিগুলি গণনা করুন এবং সেগুলি পর্যবেক্ষণ করা শিখরগুলির সাথে তুলনা করুন।
- A match within about ±5% confirms a bearing fault.
- Harmonics and sidebands ত্রুটি ফ্রিকোয়েন্সির আরও নিশ্চিতকরণ প্রদান করে।
আপনি একটি দিয়ে গণনাটি শর্টসার্কিট করতে পারেন bearing defect frequency calculator, যা বেয়ারিং জ্যামিতি এবং শ্যাফট গতি থেকে সরাসরি BPFO, BPFI, BSF এবং FTF প্রদান করে।
Electromagnetic Issues
- 100/120 Hz এ একটি 2× লাইন-ফ্রিকোয়েন্সি লাইন নির্দেশ করে stator বা air-gap problems.
- ফ্রিকোয়েন্সি গতি পরিবর্তন নির্বিশেষে নির্ধারিত থাকে।
- মোটর কারেন্ট বিশ্লেষণ বৈদ্যুতিক উৎস নিশ্চিত করে।
External Vibration
- যে শিখরগুলি মেশিনের গতি বা বেয়ারিং ফ্রিকোয়েন্সির কোনটির সাথে মিলে না।
- এগুলি আশেপাশের যন্ত্রপাতির চলমান গতির সাথে মিলতে পারে।
- উৎস তদন্ত প্রয়োজন, তারপর বিচ্ছিন্নকরণ বা সংশোধন।
5. অ্যাসিঙ্ক্রোনাস কম্পন বিশ্লেষণের জন্য কৌশল
Envelope Analysis
- বেয়ারিং-ত্রুটি সনাক্তকরণের প্রধান কৌশল।
- পুনরাবৃত্তিমূলক প্রভাবগুলি বৃদ্ধি করে যা অ্যাসিঙ্ক্রোনাস সামগ্রী তৈরি করে।
- Suppresses strong synchronous low-frequency components.
- ফলাফলে বেয়ারিং ফ্রিকোয়েন্সি স্পষ্টভাবে প্রকাশ করে envelope spectrum.
High-Frequency Acceleration
- অ্যাসিঙ্ক্রোনাস বেয়ারিং ত্রুটি প্রায়শই উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি পরিসরে থাকে (1 kHz এর উপরে)।
- Use অ্যাক্সিলোমিটার উচ্চ Fmax সেটিং সহ।
- এটি প্রভাবগুলি এবং উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি অনুরণন ক্যাপচার করে যা কম-ফ্রিকোয়েন্সি বেগ পরিমাপ মিস করে।
Cepstrum Analysis
- Cepstrum analysis অ্যাসিঙ্ক্রোনাস সংকেতে সমাধিত পর্যায়ক্রমিক নিদর্শন খুঁজে পেতে কার্যকর।
- এটি একবারে সুরের সম্পূর্ণ পরিবার বা সাইডব্যান্ড সনাক্ত করে।
- জটিল বেয়ারিং এবং এর জন্য বিশেষভাবে উপকারী gear signatures.
6. Practical Examples
বেয়ারিং ত্রুটি সহ মোটর
- Running speed: 1750 RPM (29.17 Hz)।
- Synchronous components: 1× at 29.17 Hz, 2× at 58.34 Hz.
- Asynchronous component: a peak at 107 Hz (3.67× shaft speed).
- Diagnosis: 107 Hz গণনাকৃত BPFO এর সাথে মিলে → বাইরের-রেস ত্রুটি।
- Confirmation: অ্যাসিঙ্ক্রোনাস প্রকৃতি একটি বেয়ারিং সমস্যা নিশ্চিত করে, রোটর সমস্যা নয়।
VFD Motor at Variable Speed
- মোটর গতি 1200 থেকে 1800 RPM পর্যন্ত স্যুইপ করে।
- 1× শিখর গতির সাথে চলে (সিঙ্ক্রোনাস)।
- 120 Hz শিখর স্থির থাকে (অ্যাসিঙ্ক্রোনাস, 2× লাইন ফ্রিকোয়েন্সি)।
- Diagnosis: 60 Hz সরবরাহ থেকে একটি বৈদ্যুতিক উপাদান।
ক্ষেত্রে এই বিচ্ছিন্নতা একটি পোর্টেবল বিশ্লেষকের দৈনন্দিন কাজ। কারণ একটি যন্ত্র যেমন ব্যালানসেট-১এ একই সময়ে এর অপটিকাল ট্যাকোমিটার থেকে চলমান গতি পড়ে কম্পন বর্ণালী হিসাবে, এটি একটি নির্দিষ্ট শিখর সিঙ্ক্রোনাস বা অ্যাসিঙ্ক্রোনাস কিনা তা তাৎক্ষণিকভাবে সনাক্ত করতে পারে — প্রকৌশলীকে অবিলম্বে বলে রোটর ভারসাম্য করা বা বেয়ারিং প্রতিস্থাপন করা নিরাময় কিনা। অ-সংখ্যাসূচক অর্ডারগুলির মাধ্যমে অ্যাসিঙ্ক্রোনাস সামগ্রী স্বীকৃতি, গতি পরিবর্তন সত্ত্বেও স্থির ফ্রিকোয়েন্সি, বা ওয়াটারফল প্লটে এর উল্লম্ব স্বাক্ষর যা বেয়ারিং ত্রুটি, বৈদ্যুতিক সমস্যা এবং বাহ্যিক প্রভাবের সঠিক সনাক্তকরণ সক্ষম করে — এবং সঠিক সংশোধনমূলক ব্যবস্থার দিকে নির্দেশ করে।
