Understanding Harmonics in Vibration Analysis
কেন খাদ গতির পূর্ণসংখ্যা গুণিতক কম্পন স্পেকট্রায় প্রদর্শিত হয় — এবং কীভাবে 1×, 2×, 3×… সুরেলার প্যাটার্ন অসামঞ্জস্য এবং ভুল সামঞ্জস্য থেকে শুরু করে ঢিলেঢালা এবং ঘর্ষণ পর্যন্ত যন্ত্রপাতির ত্রুটির সুনির্দিষ্ট প্রকৃতি প্রকাশ করে।
Harmonic Frequency Calculator
যেকোনো খাদ গতির জন্য সুরেলা এবং সাধারণ ত্রুটি ফ্রিকোয়েন্সি গণনা করুন
Harmonic Spectrum
ভিজ্যুয়াল ফ্রিকোয়েন্সি ম্যাপ এবং সম্পূর্ণ সুরেলা টেবিল
খাদ গতি প্রবেশ করুন এবং গণনা করুন ক্লিক করুন
to see harmonic frequencies
Fault Signature Patterns — Quick Identification
প্রতিটি যন্ত্রপাতির ত্রুটি একটি বৈশিষ্ট্যময় সুরেলা প্যাটার্ন তৈরি করে যা vibration spectrum
| Fault Condition | Dominant Harmonics | Amplitude Pattern | Direction | Phase Behavior | Distinguishing Feature |
|---|---|---|---|---|---|
| Mass unbalance | 1× | 1× ≫ all others | Radial | Stable; follows heavy spot | পরিষ্কার একক শিখর; গতি²এর সমানুপাতিক |
| Bent shaft | 1× + 2× | Both high | অক্ষীয় + রেডিয়াল | 1× phase 180° between ends (axial) | High axial 1×; not correctable by balancing |
| Angular misalignment | 1× (axial) | High axial 1× at coupling | Axial dominant | 180° across coupling (axial) | Axial 1× at coupling > radial |
| Parallel misalignment | 2× (radial) | 2× ≈ or > 1×; 3× may appear | Radial dominant | 180° across coupling (radial) | 2× অনুপাত 1× এ নির্ণায়ক |
| Looseness — structural (Type A) | 1× | দিকনির্দেশক — ঢিলে দিকে উচ্চতর | Directional | Unstable; may wander | প্রশস্ততা বোল্ট টর্কের সাথে পরিবর্তিত হয় |
| Looseness — rotating (Type B) | 1×, 2×, 3×…n× | Rich harmonic series + ½× | Radial | Unstable; erratic | সাব-হারমোনিক্স (½×, ⅓×) মূল পার্থক্যকারী |
| Looseness — bearing seat (Type C) | Many harmonics + sub | অনেক শিখর সহ মেঝে শব্দ বৃদ্ধি | Radial | Very unstable | Broadband noise floor elevation |
| Soft foot | 1× + 2× | 1× বোল্ট টর্কের সাথে পরিবর্তিত হয় | Vertical dominant | Shifts with bolt tightening | 1× প্রশস্ততা বোল্ট পৃথকভাবে ঢিলে করা হলে পরিবর্তিত হয় |
| রোটর ঘর্ষণ (হালকা, আংশিক) | ½×, 1×, 2×…n× | Many high-order harmonics | Radial | অনিয়মিত; তাপীয় প্রবাহ | ½× এবং ⅓× সাব-হারমোনিক্স; তাপীয় ভেক্টর প্রবাহ |
| রোটর ঘর্ষণ (সম্পূর্ণ বার্ষিক) | ½×, ⅓×, ¼× dominant | Sub-harmonics > 1× | Radial | Chaotic | Sub-synchronous dominance; reverse precession |
| Oil whirl | 0.42–0.48× | Sub-synchronous peak just below ½× | Radial | Forward precession | Frequency tracks at ~0.43× RPM; speed-dependent |
| Oil whip | ≈ 1st critical | গতি নির্বিশেষে 1ম ক্রিটিক্যালে লক করা | Radial | Forward precession | Frequency locks; catastrophic if unaddressed |
| Gear mesh | GMF, 2×GMF, 3×GMF | GMF = #teeth × RPM + sidebands | রেডিয়াল + অ্যাক্সিয়াল | N/A (বাধ্যতামূলক) | Sidebands at shaft speed identify damaged gear |
| Blade/vane pass | BPF, 2×BPF | BPF = #blades × RPM | রেডিয়াল + অ্যাক্সিয়াল | N/A (বাধ্যতামূলক) | Normal; high amplitude = clearance or resonance issue |
| Stator eccentricity | 2FL (100/120 Hz) | 2× line frequency dominant | Radial | N/A | বিদ্যুৎ বিচ্ছিন্নে তাৎক্ষণিকভাবে অদৃশ্য হয় |
| Rotor bar defect | 1× পোল পাস সাইডব্যান্ড সহ | Sidebands at slip freq × poles | Radial | Modulated | Zoom around 1× reveals evenly-spaced sidebands |
| VFD-induced | Switching freq harmonics | Non-synchronous peaks at PWM freq | Radial | N/A | শ্যাফট গতি থেকে স্বাধীন ফ্রিকোয়েন্সি |
| Frequency | Designation | Common Causes | Severity |
|---|---|---|---|
| 0.42–0.48× | Oil whirl | Insufficient bearing load; excessive clearance; light shaft | সমালোচনামূলক — তেল হুইপের দিকে পরিচালিত করতে পারে |
| ½× (0.50×) | Half-order | Rub, looseness (Type B/C), cracked shaft (rare), belt issues | Significant — investigate immediately |
| ⅓× (0.33×) | Third-order sub | Full annular rub; severe looseness; fluid-induced instability | Severe — dangerous condition |
| ¼× (0.25×) | Quarter-order sub | সম্পূর্ণ ঘর্ষণ লকড কক্ষপথ সহ; চরম শিথিলতা | Very severe — shutdown may be needed |
| 1.5× (3/2×) | 3/2 order | তেল হুইর্ল অসন্তুলনের সাথে সংমিশ্রিত | Monitor closely |
| 2.5×, 3.5×… | Half-order family | শক্তিশালী ঘর্ষণ উপাদান সহ শিথিলতা | Combined fault mechanisms |
সংজ্ঞা: হারমোনিক কী?
কম্পন বিশ্লেষণে, একটি harmonic হল একটি ফ্রিকোয়েন্সি যা একটি মৌলিক ফ্রিকোয়েন্সির সঠিক পূর্ণসংখ্যা গুণ। ঘূর্ণায়মান যন্ত্রপাতিতে, মৌলিক ফ্রিকোয়েন্সি সাধারণত শ্যাফট ঘূর্ণন গতি, যাকে 1ম হারমোনিক বা বলা হয় 1×। পরবর্তী হারমোনিকগুলি পূর্ণসংখ্যা গুণ: 2× (শ্যাফট গতির দ্বিগুণ), 3× (তিনগুণ), এবং আরও অনেক কিছু। এই ফ্রিকোয়েন্সিগুলিকেও বলা হয় orders চলমান গতি, বা synchronous harmonics কারণ তারা শ্যাফট ঘূর্ণনের সাথে নির্ভুলভাবে সিঙ্ক্রোনাইজ করা হয়।
উদাহরণ স্বরূপ, যদি একটি মোটর 1,800 RPM (30 Hz) এ চলে, তার হারমোনিকগুলি 60 Hz (2×), 90 Hz (3×), 120 Hz (4×), 150 Hz (5×), এবং আরও অনেক কিছুতে উপস্থিত হয়। হারমোনিক সিরিজ তাত্ত্বিকভাবে অসীম, কিন্তু বাস্তবে, উচ্চতর ক্রমে প্রশস্ততা হ্রাস পায় এবং শুধুমাত্র প্রথম কয়েকটি হারমোনিক ডায়াগনস্টিক তথ্য বহন করে।
Harmonics শ্যাফট গতির পূর্ণসংখ্যা গুণ (2×, 3×, 4×…)। Sub-harmonics ভগ্নাংশ গুণ (½×, ⅓×, ¼×) এবং সর্বদা গুরুতর যান্ত্রিক সমস্যা নির্দেশ করে। Non-synchronous peaks শ্যাফট গতির সাথে সম্পর্কহীন ফ্রিকোয়েন্সি — যেমন bearing fault frequencies, gear mesh frequencies, line frequency (50/60 Hz), or natural frequencies — এবং বিভিন্ন ডায়াগনস্টিক পদ্ধতির প্রয়োজন। 3.57× RPM-তে একটি শিখর হারমোনিক নয়; এটি সম্ভবত একটি বেয়ারিং দোষ ফ্রিকোয়েন্সি।
Why Are Harmonics Generated?
একটি নিখুঁত রৈখিক সিস্টেমে একটি বিশুদ্ধ সাইনোসয়েডাল বল দ্বারা উত্তেজিত (যেমন একটি নিখুঁতভাবে ভারসাম্যপূর্ণ, নিখুঁতভাবে সারিবদ্ধ রোটর নিখুঁত বেয়ারিংগুলিতে), শুধুমাত্র 1× মৌলিক উপস্থিত হবে। বাস্তব যন্ত্রপাতি কখনই নিখুঁতভাবে রৈখিক নয়। হারমোনিকগুলি প্রদর্শিত হয় যখনই কম্পন তরঙ্গফর্মটি বিশুদ্ধ সাইন ওয়েভ থেকে বিকৃত হয় — যখনই সিস্টেমের প্রতিক্রিয়া হয় non-linear অথবা জোরপূর্বক ফাংশনটি নিজেই অ-সাইনোসয়েডাল।
গণিত: ফুরিয়ারের উপপাদ্য
Fourier’s theorem বলে যে যেকোনো পর্যায়ক্রমিক তরঙ্গ — যতই জটিল হোক না কেন — মৌলিক ফ্রিকোয়েন্সি এবং এর পূর্ণসংখ্যা গুণগুলিতে সাইন ওয়েভের সমষ্টিতে বিয়োজিত হতে পারে, প্রতিটির একটি নির্দিষ্ট প্রশস্ততা এবং পর্যায় সহ। কম্পন বিশ্লেষকগুলি দ্বারা ব্যবহৃত FFT (দ্রুত ফুরিয়ার রূপান্তর) অ্যালগরিদম এই বিয়োজনটি গণনামূলকভাবে সম্পাদন করে, সংকেতের হারমোনিক বিষয়বস্তু প্রকাশ করে।
একটি বিশুদ্ধ সাইন ওয়েভের শুধুমাত্র একটি একক ফ্রিকোয়েন্সি উপাদান রয়েছে। একটি বর্গ তরঙ্গে সমস্ত বিজোড় হারমোনিক (1×, 3×, 5×, 7×…) রয়েছে 1/n হিসাবে হ্রাসপ্রাপ্ত প্রশস্ততা সহ। একটি দাঁতের তরঙ্গে সমস্ত হারমোনিক রয়েছে 1/n হিসাবে হ্রাসপ্রাপ্ত প্রশস্ততা সহ। বিকৃতির নির্দিষ্ট আকৃতি নির্ধারণ করে যে কোন হারমোনিকগুলি উপস্থিত হয় — এটি হারমোনিক বিশ্লেষণকে এত ডায়াগনস্টিকভাবে শক্তিশালী করে তোলে।
হারমোনিক্স তৈরি করার শারীরিক প্রক্রিয়া
- তরঙ্গফর্ম ক্লিপিং / ট্রাঙ্কেশন: যখন শ্যাফট আন্দোলন শারীরিকভাবে সীমাবদ্ধ থাকে (বেয়ারিং হাউজিং, ঘর্ষণ যোগাযোগ), ফলস্বরূপ তরঙ্গফর্ম ক্লিপ করা হয়, হারমোনিক্স তৈরি করে। আরও গুরুতর ক্লিপিং আরও হারমোনিক্স তৈরি করে।
- Asymmetric stiffness: যদি সিস্টেম কঠোরতা কম্পন চক্রের ইতিবাচক এবং নেতিবাচক অর্ধাংশের মধ্যে পার্থক্য করে (ফাটা শাফট খোলা/বন্ধ হওয়া, বিভিন্ন টান/সংকোচন কঠোরতা তৈরি করা ভুল সারিবদ্ধতা), এমনকি সামঞ্জস্যপূর্ণ (২×, ৪×, ৬×) তৈরি হয়।
- Impact events: পর্যায়ক্রমিক প্রভাব (শিথিল বোল্ট, বিয়ারিং ত্রুটি প্রভাব) তীক্ষ্ণ, স্বল্প-স্থায়ী তরঙ্গফর্ম তৈরি করে যা অত্যন্ত সমৃদ্ধ সামঞ্জস্যপূর্ণ সামগ্রীতে রয়েছে — যেভাবে ড্রাম স্টিক অনেক ওভারটোন তৈরি করে।
- Non-linear restoring forces: যখন কঠোরতা স্থানচলনের সাথে পরিবর্তিত হয় (বৈচিত্র্যময় লোডের অধীন বিয়ারিং, প্রগতিশীল-হার রাবার মাউন্ট), সাইনাসয়েডাল শক্তির প্রতিক্রিয়া সামঞ্জস্যপূর্ণ ধারণ করে।
- প্যারামেট্রিক উত্তেজনা: যখন সিস্টেম বৈশিষ্ট্যগুলি শাফট গতির সাথে সম্পর্কিত ফ্রিকোয়েন্সিতে পর্যায়ক্রমে পরিবর্তিত হয়, তারা উত্তেজনা ফ্রিকোয়েন্সির সামঞ্জস্যপূর্ণ এবং সাব-সামঞ্জস্যপূর্ণ উত্পন্ন করতে পারে।
কোন সামঞ্জস্যপূর্ণ উপস্থিত আছে, তাদের আপেক্ষিক প্রশস্ততা এবং কোনগুলি অনুপস্থিত তার প্যাটার্ন বিশ্লেষকদের বলে যে কোন ভৌত প্রক্রিয়া অ-রৈখিকতা উত্পন্ন করে। অভিজ্ঞ বিশ্লেষকরা নির্দিষ্ট ত্রুটি প্রক্রিয়া সনাক্ত করতে সম্পূর্ণ সামঞ্জস্যপূর্ণ কাঠামো পরীক্ষা করে — শুধুমাত্র সামগ্রিক কম্পন স্তর নয় — স্পেকট্রাম।
Detailed Fault Signatures — Harmonic Patterns
1× Dominant — Unbalance
১× এ একটি প্রভাবশালী শীর্ষ সর্বনিম্ন উচ্চতর সামঞ্জস্যপূর্ণ সহ ক্লাসিক স্বাক্ষর mass unbalance। ভারসাম্যহীনতার শক্তি স্বাভাবিকভাবেই সাইনাসয়েডাল (এটি শাফটের সাথে ১× ফ্রিকোয়েন্সিতে ঘোরে), ফ্রিকোয়েন্সি ডোমেইনে একটি পরিষ্কার একক শীর্ষ উত্পাদন করে।
Diagnostic Details
- Amplitude: গতি²-এর সাথে সমানুপাত (দ্বিগুণ গতি → ৪× প্রশস্ততা) এবং ভারসাম্যহীনতা ভরের সাথে সমানুপাত
- Phase: স্থিতিশীল, পুনরাবৃত্তিযোগ্য, একক-মূল্যবান। পরীক্ষামূলক ওজন সংযোজনের সাথে অনুমানযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হয় — এটি সমস্ত ভিত্তি balancing procedures
- Direction: প্রাথমিকভাবে রেডিয়াল; অক্ষীয় ১× কম যদি না রোটর উল্লেখযোগ্য overhang আছে
- Confirmation: পরীক্ষামূলক ওজনের প্রতিক্রিয়া ভারসাম্যহীনতা নিশ্চিত করে। যদি ১× পরীক্ষামূলক ওজনে প্রতিক্রিয়া না করে, বাঁকানো শাফট, বিমান-ভ্রমণ, বা অনুরণন বিবেচনা করুন
বেশ কিছু শর্ত উচ্চ ১× তৈরি করে যা ভারসাম্যপূর্ণ দ্বারা সংশোধনযোগ্য নয়: বাঁকানো শাফট, শাফট বিমান-ভ্রমণ, বৈদ্যুতিক নিকটতা প্রোবে রান-আউট, তাপীয় প্রভাব থেকে রোটর ধনুক, সংযোগ বিমান-ভ্রমণ, এবং resonance বৃদ্ধি। ভারসাম্য করার চেষ্টা করার আগে সর্বদা নির্ণয় যাচাই করুন।
2× Dominant — Misalignment
একটি শক্তিশালী দ্বিতীয় সামঞ্জস্যপূর্ণ, প্রায়শই ১× শীর্ষের সাথে প্রশস্ততা তুলনীয় বা অতিক্রম করে, প্রাথমিক সূচক shaft misalignment। ভুল সারিবদ্ধতা শাফটকে প্রতিটি বিপ্লব সময় একটি অ-সাইনাসয়েডাল পথ জুড়ে বাধ্য করে, বিকৃতি তৈরি করে যা ২× এবং কখনও উচ্চতর সামঞ্জস্যপূর্ণ উত্পাদন করে।
Angular vs. Parallel Misalignment
- Angular misalignment: শাফট কেন্দ্ররেখা সংযোগে একটি কোণে ছেদ করে। উচ্চ ১× অক্ষীয় কম্পন উত্পাদন করে। সংযোগ জুড়ে পর্যায় অক্ষীয় দিকে ~১৮০° স্থানান্তর দেখায়।
- Parallel (offset) misalignment: শাফট কেন্দ্ররেখা সমান্তরাল কিন্তু অফসেট। উচ্চ ২× রেডিয়াল কম্পন উত্পাদন করে, প্রায়শই ২× ≥ ১×। কঠোর ক্ষেত্রে ৩× এবং ৪× উত্পন্ন করে। সংযোগ জুড়ে রেডিয়াল পর্যায় ~১৮০° স্থানান্তর দেখায়।
- Combined: অনুশীলনে, উভয় সাধারণত সহাবস্থান, স্বাক্ষরের মিশ্রণ উত্পাদন করে।
২×/১× অনুপাত নির্ণয় সূচক হিসাবে
| 2×/1× Ratio | Likely Condition | Action |
|---|---|---|
| < 0.25 | সাধারণ; ২× বেশিরভাগ মেশিনে নিম্ন স্তরে উপস্থিত | No action required |
| 0.25 – 0.50 | হালকা ভুল সারিবদ্ধতা সম্ভব; কিছু সংযোগ প্রকার জন্য সাধারণ | সারিবদ্ধতা পরীক্ষা করুন; ভিত্তি সঙ্গে তুলনা |
| 0.50 – 1.00 | Significant misalignment probable | Perform precision laser alignment |
| > 1.00 | Severe misalignment; 2× exceeds 1× | জরুরী — পুনরায় সারিবদ্ধ; সংযোগ এবং পাইপ স্ট্রেন পরীক্ষা করুন |
Multiple Harmonics — Mechanical Looseness
সমৃদ্ধ সিরিজ running speed সামঞ্জস্যপূর্ণ (१×, २×, ३×, ४×, ५×… থেকে ००× বা আরও অনেক কিছু) নির্দেশ করে mechanical looseness. প্রভাব, কর্কশ শব্দ এবং অ-রৈখিক যোগাযোগ/বিচ্ছিন্নতার চক্র চরম তরঙ্গরূপ বিকৃতি তৈরি করে যা অনেকগুলি সুরেলা উপাদানে বিয়োজিত হয়।
Three Types of Looseness
- Type A — Structural: যন্ত্র-ভিত্তি সংযোগ শিথিল (নরম পা, ফাটানো ভিত্তি, শিথিল অ্যাঙ্কর বোল্ট)। দিকনির্দেশক 1× উৎপন্ন করে (শিথিল দিকে বেশি)। মূল পরীক্ষা: পর্যবেক্ষণ করার সময় স্বতন্ত্র বোল্ট টানুন/ঢিথা করুন 1× প্রশস্ততা।
- প্রকার B — উপাদান: ক্যাপে শিথিল বেয়ারিং লাইনার, হাউজিংয়ে শিথিল ক্যাপ, অত্যধিক বেয়ারিং ক্লিয়ারেন্স। সুরেলা পরিবার উৎপন্ন করে, প্রায়শই উপ-সুরেলা (½×) সহ। উপ-সুরেলাগুলি বিকৃতি থেকে আলোকপাতের মূল পার্থক্যকারী।
- Type C — Bearing seat: শ্যাফ্টে শিথিল ইম্পেলার, শিথিল কাপলিং হাব, অত্যধিক বেয়ারিং ক্লিয়ারেন্স যা রোটরকে বাউন্স করতে দেয়। অনেক সুরেলা এবং ব্রডব্যান্ড শব্দ ফ্লোর উন্নতি উৎপন্ন করে।
উপ-সুরেলার উপস্থিতি (½×, ⅓×) শিথিলতা এবং বিকৃতির মধ্যে সবচেয়ে নির্ভরযোগ্য পার্থক্যকারী। বিকৃতি 2× এবং 3× উৎপন্ন করে কিন্তু খুব কমই উপ-সুরেলা উৎপন্ন করে। শিথিলতা (প্রকার B এবং C) বৈশিষ্ট্যগতভাবে ½× উৎপন্ন করে কারণ রোটর একটি বিপ্লবের একটি দিকে বেয়ারিংয়ের একটি দিক যোগাযোগ করে এবং পরবর্তীটিতে অন্যটিতে বাউন্স করে — একটি প্যাটার্ন তৈরি করে যা প্রতিটি দুটি বিপ্লবের পুনরাবৃত্তি হয়, তাই ½×।
Other Harmonic-Generating Conditions
Bent Shaft
1× এবং 2× কম্পন উভয় উচ্চ অক্ষীয় উপাদান সহ উৎপন্ন করে। বিকৃতির বিপরীতে, a bent shaft দেখায় 1× যা ভারসাম্যপূর্ণতা দ্বারা সংশোধন করা যায় না (জ্যামিতিক এক্সেন্ট্রিসিটি, ভর বিতরণ নয়) এবং শ্যাফ্ট প্রান্তের মধ্যে ~180° অক্ষীয় পর্যায় পার্থক্য। 2× বাঁকটি খোলে এবং বন্ধ হওয়ার সাথে সাথে অপ্রতিসম কঠোরতা থেকে আসে।
Reciprocating Machinery
ইঞ্জিন, কম্প্রেসার এবং পারস্পরিক মেশিনগুলি অন্তর্নিহিতভাবে সমৃদ্ধ সুরেলা বর্ণনা উৎপন্ন করে কারণ পিস্টন/ক্র্যাঙ্কশ্যাফ্ট গতি মৌলিকভাবে অ-সাইনোসয়েডাল। সুরেলা প্যাটার্ন সিলিন্ডার গণনা, ফায়ারিং অর্ডার এবং স্ট্রোক প্রকার (2-স্ট্রোক বনাম 4-স্ট্রোক) এর উপর নির্ভর করে।
Rotor Rub
আংশিক রগ (প্রতিটি বিপ্লবের একটি অংশের জন্য যোগাযোগ) অনেক উচ্চ-ক্রম সুরেলা উৎপন্ন করে — কখনও কখনও 10×, 20× বা তার বেশি। সম্পূর্ণ বার্ষিক রগ (ক্রমাগত 360° যোগাযোগ) বিপরীত প্রিসেশন মেকানিজমের মাধ্যমে প্রভাবশালী উপ-সুরেলা (½×, ⅓×, ¼×) উৎপন্ন করে।
Electrical Issues in Motors
AC মোটরগুলি লাইন ফ্রিকোয়েন্সির বহুগুণে কম্পন উৎপন্ন করে (50 বা 60 Hz) শ্যাফ্ট গতি নির্বিশেষে। সবচেয়ে সাধারণটি হল লাইন ফ্রিকোয়েন্সির 2× গুণ (50 Hz সিস্টেমে 100 Hz, 60 Hz সিস্টেমে 120 Hz)। এটি শ্যাফ্ট গতির সুরেলা নয় — এটি লাইন ফ্রিকোয়েন্সির সুরেলা, যা বৈদ্যুতিক থেকে যান্ত্রিক কম্পন আলাদা করার চাবিকাঠি। The power cut test চূড়ান্ত: বৈদ্যুতিক কম্পন শক্তি সরানোর সাথে সাথে তাৎক্ষণিকভাবে হ্রাস পায়, যান্ত্রিক কম্পন উপকূলীয় সময় বজায় থাকে।
রোটর বার ত্রুটিগুলি 1× এর চারপাশে সাইডব্যান্ড তৈরি করে মেরুদণ্ড পাস ফ্রিকোয়েন্সিতে ব্যবধান (slip frequency × মেরু সংখ্যা)। এই সাইডব্যান্ডগুলি 1× এর কাছাকাছি (1–5 Hz মধ্যে), উচ্চ-রেজোলিউশনের প্রয়োজন zoom FFT analysis to resolve.
Non-Synchronous Frequencies — Not True Harmonics
বেশ কয়েকটি গুরুত্বপূর্ণ ফ্রিকোয়েন্সি কখনও কখনও সুরেলা দিয়ে বিভ্রান্ত হয় তবে আসলে শ্যাফ্ট গতির স্বাধীন:
| Frequency Type | Formula | Relationship to RPM | Notes |
|---|---|---|---|
| Bearing fault frequencies | BPFO, BPFI, BSF, FTF | Non-integer multiples (e.g. 3.57×, 5.43×) | সর্বদা অ-সিঙ্ক্রোনাস; বেয়ারিং জ্যামিতির উপর নির্ভর করে |
| Gear mesh frequency | GMF = #teeth × RPM | পূর্ণসংখ্যা কিন্তু খুব উচ্চ ক্রম | Technically a harmonic but analyzed separately |
| Blade/vane pass | BPF = #blades × RPM | Integer multiple | Normal; excessive amplitude indicates problem |
| Line frequency | FL = 50 বা 60 Hz | Not related to RPM | বৈদ্যুতিক; শক্তি কাটে উপর অদৃশ্য |
| Natural frequencies | fn = √(k/m)/2π | নির্দিষ্ট; RPM এর সাথে সংযুক্ত নয় | গতির পরিবর্তন নির্বিশেষে ধ্রুবক ফ্রিকোয়েন্সি |
| Belt frequencies | fbelt = RPM×π×D/L | Sub-synchronous (< shaft speed) | বেল্ট ফ্রিকোয়েন্সি এবং এর হারমোনিকস ২×, ৩×, ৪× BF |
বিশ্লেষণ গাইড — হারমোনিক প্যাটার্ন কীভাবে ব্যাখ্যা করতে হয়
ধাপ ১: মৌলিক উপাদান (১×) চিহ্নিত করুন
শ্যাফ্টের ঘূর্ণন গতির সাথে সম্পর্কিত ১× শিখর সনাক্ত করুন। যাচাই করুন tachometer অথবা মোটরের নামফলক দ্বারা। পরিবর্তনশীল-গতির যন্ত্রগুলিতে, প্রতিটি পরিমাপের জন্য ১× সঠিকভাবে চিহ্নিত করতে হবে।
Step 2: Catalog All Peaks
প্রতিটি উল্লেখযোগ্য শিখরের জন্য, নির্ধারণ করুন: এটি কি ১× এর একটি সঠিক পূর্ণ গুণিতক (সত্যিকারের হারমোনিক)? একটি ভগ্নাংশ গুণিতক (সাব-হারমোনিক)? শ্যাফ্ট গতির সাথে সম্পর্কহীন (অ-সিঙ্ক্রোনাস)? দক্ষতার জন্য বিশ্লেষক হারমোনিক কার্সর বৈশিষ্ট্য ব্যবহার করুন।
ধাপ ৩: প্রশস্ততা প্যাটার্ন পরীক্ষা করুন
- কোন হারমোনিক প্রভাবশালী? → নির্দিষ্ট ত্রুটি নির্দেশ করে
- কতগুলি হারমোনিক উপস্থিত রয়েছে? → আরও = আরও গুরুতর বিকৃতি
- Does 2× exceed 1×? → Likely misalignment
- সাব-হারমোনিকস উপস্থিত রয়েছে কি? → শিথিলতা, ঘর্ষণ, বা oil whirl
- প্রশস্ততা ক্রম হিসাবে হ্রাস পাচ্ছে কি (১/n ক্ষয়)? → শিথিলতার জন্য সাধারণ
Step 4: Check Directionality
- উচ্চ রেডিয়াল, নিম্ন অক্ষীয়: Unbalance or looseness
- High axial: Misalignment (especially angular) or bent shaft
- দিকনির্দেশক রেডিয়াল: কাঠামোগত শিথিলতা (শিথিল দিকে উচ্চতর)
Step 5: Trend Over Time
- হারমোনিক প্রশস্ততা বৃদ্ধি পাচ্ছে কি? → ত্রুটি অগ্রসর হচ্ছে
- নতুন হারমোনিকস উপস্থিত হচ্ছে কি? → নতুন ত্রুটি প্রক্রিয়া বিকাশ করছে
- শব্দ মেঝে বৃদ্ধি পাচ্ছে কি? → সাধারণ পরিধান বা শেষ পর্যায়ের ব্যর্থতা
ধাপ ৬: পর্যায় ডেটার সাথে সম্পর্ক যোগান
- Unbalance: ১× পর্যায় স্থিতিশীল এবং পুনরাবৃত্তিযোগ্য
- Misalignment: 1× or 2× phase shows ~180° across coupling
- Looseness: পর্যায় অস্থিতিশীল, পরিমাপের মধ্যে র্যান্ডমভাবে স্থানান্তরিত হতে পারে
ব্যবহারিকভাবে, সমস্ত ছয়টি ধাপ Balanset এর মতো একটি বহনযোগ্য দ্বি-চ্যানেল যন্ত্র দিয়ে সাইটে সম্পাদন করা যেতে পারে ব্যালানসেট-১এ: এক্সিলারোমিটার মাউন্ট করুন, যন্ত্রটি চলার সময় স্পেকট্রাম এবং ১× পর্যায় ক্যাপচার করুন, এবং উপরের নির্ণয়মূলক টেবিলের বিপরীতে হারমোনিক প্যাটার্ন সরাসরি পড়ুন — তারপর রোটর সরানো ছাড়াই যে কোনো অবশিষ্ট অসন্তুলন সংশোধন করুন।
Case Studies — Real-World Harmonic Analysis
Machine: 30 kW motor driving centrifugal pump at 2960 RPM via flexible coupling. Overall vibration: 6.2 mm/s at motor drive-end bearing.
Spectrum: ১× = ৪.১ মিমি/সেকেন্ড, २× = ३.८ মিমি/সেকেন্ড, ३× = १.२ মिमी/সेकंد। २×/१× অনুপাত = ०.९३।
Direction: উভয় চালিত-শেষ বিয়ারিংয়ে উচ্চ রেডিয়াল २×। কাপলিং এ অক্ষীয় १×: মোটর = २.८ মিমি/সেকেন্ড, পম্প = ३.१ मिमी/सेकंড १६५° পর্যায় পার্থক্য সহ।
Diagnosis: সংমিশ্রণ কৌণিক এবং সমান্তরাল কুসংযোগ। २×/१× অনুপাত १.० এর কাছাকাছি, উচ্চ অক্ষীয় রিডিং, এবং সংযোগ জুড়ে ~१८०° পর্যায় সব নিশ্চিত করে। অসন্তুলন নয় — যদিও १× উন্নত, २× প্যাটার্ন প্রকৃত গল্প।
Action: লেজার সংযোগ সম্পাদিত। সংযোগ-পরবর্তী: १× = ०.८ मिमी/सेकंड, २× = ०.३ मिमी/सेकंड। সামগ্রিকভাবে १.१ मिमी/सेকंड — एक ८२% হ্রাস।
Machine: Centrifugal fan at 1480 RPM. Vibration: 8.5 mm/s. Previous balancing attempt reduced 1× but overall vibration remained high.
Spectrum: 1× = 2.1 mm/s (low after balancing), ½× = 1.8 mm/s, 2× = 3.2 mm/s, 3× = 2.5 mm/s, 4× = 1.8 mm/s, 5× = 1.1 mm/s, 6× = 0.7 mm/s.
Diagnosis: যান্ত্রিক শিথিলতা (টাইপ B)। ½× সাব-হারমোনিক সহ হারমোনিক পরিবার স্বাক্ষর। ভারসাম্য १× সংশোধন কিন্তু সামগ্রিক কম্পন আধিপত্য করে যে শিথিলতা-উত্পাদিত হারমোনিকস সমাধান করতে পারে না।
Action: পরীক্ষা পাদদেশ বোর এ ০.०८ মিমি শিথিল বিয়ারিং হাউসিং প্রকাশ করেছে। হাউসিং পুনরায় বোর করা এবং নতুন বিয়ারিং ফিট করা। মেরামত-পরবর্তী: সমস্ত হারমোনিকস বেসলাইনে হ্রাস পেয়েছে। সামগ্রিক: १.४ मिमी/सेकंड।
Machine: ४-পোল, ५० হার্জ ইন্ডাকশন মোটর १४८५ RPM এ একটি স্ক্রু কম্প্রেসর চালনা করছে। কম্পন ३ মাসে २.० থেকে ५.५ मिमी/सेকंड বৃদ্ধি পেয়েছে।
Spectrum: Dominant peak at 100 Hz (= 2FL). Also: 1× at 24.75 Hz = 1.2 mm/s, sidebands around 1× at ±1.0 Hz spacing.
Key Test: শক্তি কাটা — १०० হার্জ শিখর এক বিপ্লবের মধ্যে শূন্যে হ্রাস পেয়েছে। १× সাইডব্যান্ড উপকূল-নিচে পরিত্যাগ করার সময় অব্যাহত রাখা হয়েছে।
Diagnosis: দুটি সমস্যা: (१) বৈদ্যুতিক — স्टেटर অসন্নিবেশ কারণে २FL। (२) যান্ত্রিক — १× সাইডব্যান্ড ±१.० হার্জে (= १.०% স্লিপ সহ ४-পোল মোটরের জন্য পোল পাস ফ্রিকোয়েন্সি) বিকশিত রোটর বার ত্রুটি পরামর্শ দিন।
Action: মোটর রিওয়াইন্ডিংয়ের জন্য পাঠানো হয়েছে। নিশ্চিত: ২টি ভাঙা রোটর বার + বেস স্যাগ থেকে স্ট্যাটর এক্সেন্ট্রিসিটি। রিওয়াইন্ডিং এবং শিমিং এর পরে: কম্পন ১.৬ মিমি/সেকেন্ড।
দ্য ব্যালানসেট-১এ and ব্যালানসেট-4 provide real-time FFT spectrum analysis হারমোনিক কার্সর ট্র্যাকিং সহ, যা ১×, ২×, ৩× প্যাটার্ন এবং ফল্ট ডায়াগনসিসের ফিল্ড শনাক্তকরণ সক্ষম করে। ডিভাইসগুলি ডায়াগনসিটিক্সের জন্য কম্পন বিশ্লেষণ এবং নির্ভুলতা একত্রিত করে ভারসাম্য সংশোধনের জন্য — সমস্যা চিহ্নিত করা এবং একটি যন্ত্র দিয়ে তা সমাধান করা।
Professional Vibration Analysis & Balancing
Vibromera’s পোর্টেবল ডিভাইসের সাথে ফিল্ডে হারমোনিক প্যাটার্ন ডায়াগনস করুন এবং রোটর ভারসাম্য করুন — একটি যন্ত্রে এফএফটি স্পেকট্রাম, ফেজ পরিমাপ, এবং আইএসও-সঙ্গতিপূর্ণ ভারসাম্যকরণ।