Forståelse af subharmoniske

1. Definition: Hvad er en subharmonisk?

A Subharmonisk er en frekvenskomponent i en vibrationer spektrum der forekommer ved en heltalsbrøkdel af en fundamental tvangsfrekvens. I maskinanalyse er den fundamentale frekvens næsten altid løbehastighed (1X).

Subharmoniske optræder ved frekvenser som 1/2X, 1/3X, 1/4X osv. og kaldes også subsynkron vibrationer, fordi de forekommer ved en frekvens under den primære synkrone (1X) hastighed. Tilstedeværelsen af en række subharmoniske (f.eks. 1/2X, 3/2X, 5/2X) er et klassisk tegn på specifikke typer maskinfejl.

2. Primære årsager til subharmoniske

Subharmoniske er ikke så almindelige som harmoniske (2X, 3X), men når de optræder, er de ofte en stærk indikator for et af følgende problemer:

a) Mekanisk løshed

Dette er den mest almindelige årsag til subharmoniske forstyrrelser, især 1/2X-komponenten. Når en komponent er løs, såsom et leje i huset eller en løs monteringsbolt, kan det introducere en ikke-lineær "hoppende" eller "raslende" effekt. Denne type stød kan excitere systemet på en måde, så det reagerer ved en frekvens, der er halvdelen af hovedpåvirkningsfrekvensen (1X).

Et spektrum, der viser en 1X-top ledsaget af en række subharmoniske frekvenser ved 1/2X, 3/2X (1,5X), 5/2X (2,5X) osv., er et almindeligt tegn på alvorlig strukturel løshed. Løsheden muliggør stød, der opstår effektivt for hver anden omdrejning af akslen, hvilket genererer 1/2X-familien af toppe.

b) Ustabilitet i aksellejer

I maskiner med væskefilm- eller glidelejer er subharmoniske vibrationer en kritisk indikator for oliefilminstabilitet. Disse er selvexciterede vibrationer, der opstår fra dynamikken i oliekilen, der understøtter akslen.

• Oliehvirvel: Dette fænomen forekommer typisk med en frekvens mellem 0,42X og 0,48X af driftshastigheden. Det skyldes, at selve oliefilmen begynder at rotere (hvirvle) inden for lejets spillerum og skubber akslen rundt. Det er ofte en stærk, tydelig top under 0,5X.
• Oliepisk: Dette er en mere alvorlig form for ustabilitet, der opstår, når oliehvirvelfrekvensen falder sammen med rotorens første naturlige frekvens (kritisk hastighedNår dette sker, kan vibrationen blive meget voldsom og destruktiv. Frekvensen bliver "låst" på den naturlige frekvens og vil ikke ændre sig, selvom maskinens hastighed øges.

c) Andre årsager

• Problemer med remtræk: En slidt eller beskadiget rem kan undertiden generere subharmoniske frekvenser relateret til remens rotationshastighed, som typisk er lavere end drivhjulets eller den drevne remskivehastighed.
• Blad- eller vingepassagefrekvenser: I nogle tilfælde med pumper eller ventilatorer kan subsynkrone toppe være relateret til flowturbulens eller roterende stallforhold, som måske ikke er nøjagtige brøkdele af 1X, men stadig er under driftshastigheden.

3. Analyse og bekræftelse

Når subharmoniske observeres i et spektrum, er det afgørende at identificere den nøjagtige frekvens. En top på præcis 0,50X er meget sandsynligt relateret til løshed. En top på 0,47X er næsten helt sikkert en oliehvirvel. Tilstedeværelsen af en fuld serie (1/2X, 3/2X osv.) bekræfter stærkt løshed.

Analyse af tidsbølgeform kan også være nyttigt. Løshed viser ofte tegn på stød eller afkortning, mens oliehvirvel kan fremstå som et mere komplekst, modulerende signal.

← Tilbage til hovedindekset