Ανάλυση κραδασμών: Αιτίες και αναγνώριση

Ορισμός: Τι είναι ένας ρυθμός δόνησης;

Στο πλαίσιο της ανάλυσης κραδασμών, ένα ρυθμός ή χτύπημα είναι ένα διακριτικό φαινόμενο που χαρακτηρίζεται από μια περιοδική άνοδο και πτώση στο πλάτος ενός σήματος δόνησης. Αυτή η διαμόρφωση συμβαίνει όταν δύο ξεχωριστά σήματα δόνησης πολύ κοντινών, αλλά όχι πανομοιότυπων, συχνοτήτων υπάρχουν ταυτόχρονα και συνδυάζονται μεταξύ τους. Η προκύπτουσα κυματομορφή χρόνου μοιάζει με ένα μόνο ημιτονοειδές κύμα του οποίου το πλάτος αυξάνεται και μειώνεται αργά σε ένα ρυθμικό μοτίβο.

Η Φυσική Πίσω από το Ξύλισμα

Ο παλμός είναι αποτέλεσμα εποικοδομητικής και καταστροφικής συμβολής. Όταν οι κορυφές των δύο κυμάτων δόνησης ευθυγραμμίζονται (σε φάση), τα πλάτη τους αθροίζονται, με αποτέλεσμα ένα υψηλότερο συνολικό πλάτος. Όταν η κορυφή του ενός κύματος ευθυγραμμίζεται με την κοιλότητα του άλλου (εκτός φάσης), αλληλοεξουδετερώνονται, με αποτέλεσμα ένα χαμηλότερο συνολικό πλάτος. Αυτός ο συνεχής κύκλος ενίσχυσης και ακύρωσης δημιουργεί τον χαρακτηριστικό ήχο και το μοτίβο δόνησης «χτυπήματος» ή «κουδουνίσματος».

Η συχνότητα αυτής της διαμόρφωσης πλάτους, γνωστή ως συχνότητα παλμού, είναι ίσο με την απόλυτη διαφορά μεταξύ των δύο συχνοτήτων πηγής.

Συχνότητα παλμού = |Συχνότητα 1 – Συχνότητα 2|

Για παράδειγμα, αν δύο μηχανές παράγουν δονήσεις στα 29,5 Hz και 30,5 Hz, η προκύπτουσα συχνότητα παλμού θα είναι |29,5 – 30,5| = 1,0 Hz. Αυτό σημαίνει ότι το συνολικό πλάτος δόνησης θα αυξάνεται και θα μειώνεται μία φορά κάθε δευτερόλεπτο.

Συνήθεις αιτίες χτυπήματος σε βιομηχανικά μηχανήματα

Η παρουσία μιας συχνότητας παλμού είναι ένα πολύτιμο διαγνωστικό στοιχείο επειδή υποδεικνύει την ύπαρξη δύο συχνοτήτων οδήγησης που βρίσκονται σε κοντινή απόσταση μεταξύ τους. Συνήθεις πηγές σε βιομηχανικά περιβάλλοντα περιλαμβάνουν:

• Πολλαπλές μηχανές σε μια κοινή δομή: Το πιο κλασικό παράδειγμα είναι δύο αντλίες ή ανεμιστήρες με πανομοιότυπο σχεδιασμό που λειτουργούν στην ίδια πλατφόρμα ή σύστημα σωληνώσεων. Εάν οι ταχύτητες λειτουργίας τους είναι ελαφρώς διαφορετικές (π.χ., 1780 σ.α.λ. και 1785 σ.α.λ.), θα παράγουν έναν παλμό χαμηλής συχνότητας.
• Ηλεκτροκινητήρες: Μπορεί να συμβεί κτύπος μεταξύ της συχνότητας περιστροφής του κινητήρα και μιας ηλεκτρικής συχνότητας, όπως η συχνότητα διέλευσης πόλων σε έναν επαγωγικό κινητήρα.
• Πολυβάθμιες αντλίες ή συμπιεστές: Αλληλεπίδραση μεταξύ διαφορετικών σταδίων που εκτελούνται με ελαφρώς διαφορετικές αποτελεσματικές ταχύτητες.
• Κιβώτια ταχυτήτων: Αλληλεπίδραση μεταξύ δύο εμπλοκών γραναζιών με παρόμοιο αριθμό δοντιών.
• Υδραυλικοί ή Αεροδυναμικοί Παλμοί: Αλληλεπίδραση μεταξύ δύο διαφορετικών πηγών τυρβώδους ροής.

Πώς να αναγνωρίσετε τον παλμό στα δεδομένα κραδασμών

Ανάλυση Χρονικής Κυματομορφής

Η κυματομορφή του χρόνου είναι ο πιο άμεσος τρόπος για να παρατηρήσετε τον παλμό. Το σήμα θα δείξει ένα σαφές, επαναλαμβανόμενο μοτίβο διαμόρφωσης πλάτους. Ο χρόνος μεταξύ δύο διαδοχικών κορυφών (ή κατωφλίων) πλάτους είναι η περίοδος της συχνότητας του παλμού.

Ανάλυση Φάσματος Συχνοτήτων (FFT)

Στο φάσμα συχνοτήτων, ένας παλμός θα εμφανίζεται ως δύο ξεχωριστές κορυφές που βρίσκονται πολύ κοντά η μία στην άλληΈνα τυπικό FFT μπορεί να μην έχει αρκετή ανάλυση για να τα διαχωρίσει, με αποτέλεσμα να εμφανίζονται ως μία ενιαία, ευρεία κορυφή. Για να διαγνώσει σωστά έναν παλμό, ο αναλυτής πρέπει να χρησιμοποιήσει ένα FFT υψηλής ανάλυσης (αυξάνοντας τον αριθμό των φασματικών γραμμών). Αυτό θα διακρίνει με σαφήνεια τις δύο μεμονωμένες συνιστώσες συχνότητας που προκαλούν τον παλμό.

Είναι το ξυλοδαρμό πρόβλημα;

Το ίδιο το χτύπημα δεν είναι ελάττωμα, αλλά μάλλον σύμπτωμα αλληλεπιδρώντων συχνοτήτων. Ωστόσο, μπορεί να είναι προβληματικό:

• Ενοχλητικός θόρυβος: Ο ήχος ανόδου και καθόδου μπορεί να είναι πιο αισθητός και ενοχλητικός για το προσωπικό από έναν συνεχή θόρυβο.
• Ανησυχίες σχετικά με το μέγιστο πλάτος: Το μέγιστο πλάτος κατά τη φάση της εποικοδομητικής παρεμβολής μπορεί να είναι σχεδόν διπλάσιο από το πλάτος των μεμονωμένων σημάτων. Αυτό το μέγιστο επίπεδο μπορεί να υπερβαίνει τα όρια συναγερμού ή να προκαλεί υπερβολική καταπόνηση στα εξαρτήματα, ακόμη και αν η μέση δόνηση είναι αποδεκτή.
• Κάλυψη Άλλων Προβλημάτων: Το κυμαινόμενο σήμα μπορεί μερικές φορές να δυσχεράνει τον εντοπισμό άλλων υποκείμενων προβλημάτων δόνησης.

Η επίλυση ενός προβληματικού ρυθμού συνήθως περιλαμβάνει τον εντοπισμό των δύο συχνοτήτων πηγής και την προσπάθεια είτε αλλαγής της ταχύτητας ενός από τα μηχανήματα είτε εισαγωγής απόσβεσης για τον μετριασμό των κορυφών πλάτους.

← Επιστροφή στο Κύριο Ευρετήριο