Κατανόηση της ανάλυσης παραγγελιών για μηχανές μεταβλητής ταχύτητας

Ορισμός: Τι είναι η Ανάλυση Παραγγελιών;

Ανάλυση παραγγελιών είναι μια εξειδικευμένη τεχνική ανάλυσης κραδασμών που χρησιμοποιείται για μηχανήματα που λειτουργούν σε μεταβαλλόμενες ταχύτητες. Αντί να απεικονίζει το πλάτος της δόνησης σε σχέση με έναν σταθερό άξονα συχνότητας (σε Hz ή CPM), απεικονίζει το πλάτος σε σχέση με τις «εντολές». Μια παραγγελία είναι πολλαπλάσιο της κύριας ταχύτητας περιστροφής του μηχανήματος. Για παράδειγμα, η 1ης τάξης είναι η δόνηση που εμφανίζεται ακριβώς στην ταχύτητα λειτουργίας (1x), η 2ης τάξης είναι στο διπλάσιο της ταχύτητας λειτουργίας (2x) και ούτω καθεξής.

Γιατί το τυπικό FFT αποτελεί πρόβλημα για μηχανές μεταβλητής ταχύτητας;

Μια τυπική ανάλυση Γρήγορου Μετασχηματισμού Φουριέ (FFT) λειτουργεί δειγματοληπτώντας δεδομένα σε μια καθορισμένη χρονική περίοδο. Αυτό λειτουργεί τέλεια για μηχανές σταθερής ταχύτητας. Ωστόσο, εάν η ταχύτητα της μηχανής αλλάξει κατά την περίοδο απόκτησης δεδομένων, το φάσμα FFT που προκύπτει γίνεται «κηλιδωμένο». Μια συνιστώσα δόνησης που συνδέεται άμεσα με την ταχύτητα λειτουργίας (όπως η ανισορροπία στο 1x) θα έχει την ενέργειά της να κατανέμεται σε πολλαπλά ζεύγη συχνοτήτων καθώς αλλάζει η ταχύτητα, με αποτέλεσμα μια ευρεία κορυφή χαμηλού πλάτους που είναι δύσκολο να διαβαστεί και να προσδιοριστεί με ακρίβεια η τάση. Η ανάλυση τάξης αναπτύχθηκε για να λύσει αυτό το συγκεκριμένο πρόβλημα.

Η Λύση: Παρακολούθηση Παραγγελιών

Η ανάλυση παραγγελιών βασίζεται σε μια τεχνική που ονομάζεται παρακολούθηση παραγγελιώνΑυτό απαιτεί έναν δεύτερο αισθητήρα, έναν ταχύμετρο (ή «ταχύμετρο»), το οποίο παρέχει έναν παλμό μία φορά ανά περιστροφή από τον περιστρεφόμενο άξονα. Ο αναλυτής κραδασμών χρησιμοποιεί αυτό το σήμα ταχύμετρου ως δυναμική βάση χρόνου. Αντί να δειγματοληπτεί δεδομένα με βάση ένα σταθερό εσωτερικό ρολόι (π.χ., κάθε χιλιοστό του δευτερολέπτου), δειγματοληπτεί δεδομένα με βάση τη γωνία περιστροφής του άξονα (π.χ., κάθε βαθμό περιστροφής). Αυτή η διαδικασία είναι επίσης γνωστή ως αναδειγματοληψία στο πεδίο της γωνίας.

Συγχρονίζοντας την καταγραφή δεδομένων με την πραγματική κίνηση του άξονα, το φάσμα που προκύπτει είναι σε τάξη και όχι σε συχνότητα. Τώρα, εάν η μηχανή επιταχύνει ή επιβραδύνει, η κορυφή ανισορροπίας 1x θα παραμείνει μια ευκρινής, καθαρή κορυφή στο θάλαμο 1ης τάξης, εξαλείφοντας εντελώς το φαινόμενο μουτζουρώματος.

Βασικές Εφαρμογές της Ανάλυσης Παραγγελιών

Η ανάλυση παραγγελιών είναι απαραίτητη για κάθε μηχάνημα που δεν λειτουργεί με μία μόνο, σταθερή ταχύτητα. Συνήθεις εφαρμογές περιλαμβάνουν:

• Δοκιμές Οχημάτων και Κινητήρων: Ανάλυση των κραδασμών του κινητήρα, του κιβωτίου ταχυτήτων και της μετάδοσης κίνησης σε όλο το εύρος στροφών.
• Ανεμογεννήτριες: Η ταχύτητα του ρότορα μεταβάλλεται συνεχώς με την ταχύτητα του ανέμου, καθιστώντας την ανάλυση της τάξης απαραίτητη.

– Ανάλυση Λειτουργίας Μηχανήματος σε Λειτουργία Ανύψωσης και Λειτουργίας σε Λειτουργία με Κίνηση: Η ανάλυση δεδομένων κραδασμών καθώς ένα μηχάνημα ξεκινά ή κλείνει είναι ένας ισχυρός τρόπος για τον εντοπισμό κρίσιμων ταχυτήτων και συντονισμών. Η ανάλυση τάξης καθιστά αυτά τα διαγράμματα (όπως τα διαγράμματα Bode και Waterfall) σαφή και εύκολα στην ανάγνωση.

• Παλινδρομικά μηχανήματα: Ανάλυση συμπιεστών και κινητήρων όπου η στιγμιαία ταχύτητα μπορεί να κυμαίνεται.
• Βαρέα Μηχανήματα: Εξοπλισμός χωματουργικών εργασιών, οχήματα εξόρυξης και άλλα μηχανήματα με μετάδοση κίνησης μεταβλητής ταχύτητας.

Πώς εμφανίζονται τα δεδομένα ανάλυσης παραγγελιών;

Τα αποτελέσματα της ανάλυσης παραγγελιών συνήθως αντιμετωπίζονται με διάφορους τρόπους:

• Παραγγελία Φάσματος: Ένα διάγραμμα πλάτους έναντι τάξεων, παρόμοιο με ένα τυπικό FFT αλλά με τάξεις στον άξονα x.
• Οικόπεδο καταρράκτη ή καταρράκτη: Ένα τρισδιάστατο διάγραμμα που δείχνει μια σειρά από φάσματα τάξης στοιβαγμένα το ένα πάνω στο άλλο καθώς αλλάζει η ταχύτητα του μηχανήματος. Αυτό δείχνει ξεκάθαρα πώς αλλάζει το πλάτος κάθε τάξης με τις στροφές/λεπτό.
• Οικόπεδο Bode: Ένα διάγραμμα που χρησιμοποιείται σε δοκιμές ανόδου/καθόδου με ταχύτητα αδράνειας που δείχνει το πλάτος και τη φάση μιας συγκεκριμένης τάξης (συνήθως 1x και 2x) ως συνάρτηση της ταχύτητας του μηχανήματος.
• Διάγραμμα Campbell: Ένα εξειδικευμένο διάγραμμα που επικαλύπτει τις γραμμές τάξης πάνω από τις φυσικές συχνότητες του συστήματος για να προσδιορίσει με σαφήνεια πιθανά σημεία συντονισμού (όπου μια γραμμή τάξης τέμνει μια γραμμή φυσικής συχνότητας).

Η ανάλυση παραγγελιών είναι ένα ισχυρό και απαραίτητο εργαλείο για την ακριβή διάγνωση της εύρυθμης λειτουργίας οποιουδήποτε μηχανήματος που λειτουργεί σε ένα εύρος ταχυτήτων.

← Επιστροφή στο Κύριο Ευρετήριο