Vibratsioonianalüüsi peksmine: põhjused ja tuvastamine
Veebilehel vibratsioonianalüüs, peksmine (või rütm) on iseloomulik nähtus, mida iseloomustab signaali amplituudi aeglane, perioodiline tõus ja langus vibratsioon signaal. See tekib siis, kui kaks eraldi vibratsioonikomponenti on väga sarnased, kuid mitte identsed — sagedus on üheaegselt olemas ja ühinevad. Selle tulemusena aja lainekuju See näeb välja nagu üksainus siinuskõver, mille amplituud suureneb ja väheneb rütmiliselt, peaaegu nagu hingamine. Rütmi äratundmine on oluline, sest see on otsene ja ühemõtteline tunnusmärk kahe peaaegu sama kiirusega kõlavast allikast.
1. Mõiste: Mis on vibratsioonitakt?
Pulsatsioon ei ole mitte üksik sagedus – see on kahe sageduse vastastikmõju kuuldav ja mõõdetav tulemus. Kõrvale kõlab see iseloomuliku „väriseva“ või pulseeriva helina; amplituud mõõturil kuvatakse näit, mis ei püsigi stabiilsena, vaid kõigub üles-alla kindla tsükliga. Mida lähemal on kaks allikasagedust üksteisele, seda aeglasem ja selgem on kõikumine; mida kaugemal need üksteisest asuvad, seda kiirem on pulseerimine, kuni lõpuks kuulevad kõrva ja analüsaator ühe moduleeritud tooni asemel lihtsalt kahte eraldi tooni.
See teeb võitmise põhimõtteliselt erinevaks amplituud modulatsioon, mille põhjustab ühe seadme sisemine rike. Võnke tekkeks on vaja kahte võrdväärse tugevusega sõltumatut ergutusallikat; see on häired tulemus, mitte ühe komponendi viga.
2. Löömise füüsika
Pulsatsioon on konstruktiivse ja destruktiivse interferentsi tulemus. Kui kahe võnkelaine laineharjad langevad kokku (on faasis), liituvad nende amplituudid, tekitades suurema üldamplituudi. Kui ühe laine laineharja langeb kokku teise laine lainepõhjaga (on faasist väljas), tühistavad need üksteist osaliselt või täielikult, tekitades väiksema üldamplituudi. See tugevdamise ja tühistamise pidev tsükkel loob iseloomuliku pulsatsiooniheli ja võnkumismustri.
Selle amplituudmodulatsiooni sagedus, mida tuntakse kui löögisagedus, on võrdne kahe allika sageduse absoluutse vahega.
Pulsisagedus = |Sagedus 1 − Sagedus 2|
Näiteks kui kaks masinat tekitavad vibratsiooni sagedustega 29,5 Hz ja 30,5 Hz, on tekkiv üleminekusagedus |29,5 − 30,5| = 1,0 Hz. Seega tõuseb ja langeb üldine amplituud üks kord sekundis. Tuleb märkida üht olulist nüanssi: tegelikult tunda olev vibratsioon kõigub ikkagi ligikaudu keskmine kahest sagedusest (siin umbes 30 Hz), samal ajal kui selle peal olev aeglane amplituudikõver pulseerib 1 Hz-lise põimimissagedusega. Selle amplituudikõvera igas tipus saavutatav maksimaalne amplituud on kahe eraldi amplituudi summa – seega võivad kaks võrdset 2 mm/s allikat hetkeks ühineda ligi 4 mm/s-seks.
3. Tööstusmasinate vibratsiooni tavapärased põhjused
Kuna rütm viitab selgelt kahele üksteisele lähedal asuvale põhisagedusele, on see kasulik diagnostiline vihje. Tööstuslikes keskkondades on selle tavalised allikad järgmised:
- Mitmed seadmed ühisel alusel: Klassikaline näide on kaks identseid pumpa või ventilaatorit, mis töötavad samal alusplaadil või torustikus. Kui nende töökäigud erinevad veidi (näiteks 1780 p/min ja 1785 p/min), tekitavad need madalsagedusliku võnke. See on tihedalt seotud jooksukiirus (1×) vibratsioon igast seadmest.
- Elektrimootorid: mootori pöörlemissageduse ja elektrivõrgu sageduse vahel võib tekkida võnkumine – näiteks pooluse läbimise sagedus induktsioonmootoris, kus see kattub kahekordse libisemissagedus. Need rütmid on teatud elektrilised rikked.
- Mitmeastmelised pumbad või kompressorid: vastastikmõju erinevate etappide vahel, mis töötavad veidi erineva efektiivse kiirusega.
- Käigukastid: kahe vaheline vastastikmõju hammasrataste kokkupuutumissagedused sarnase hammaste arvuga.
- Hüdraulilised või aerodünaamilised pulsatsioonid: kahe erineva vooluga seotud turbulentsiallika vaheline vastastikmõju, näiteks kattuvad hüdraulilised jõud või aerodünaamilised jõud.
4. Kuidas tuvastada võnkumist vibratsioonianalüüsi andmetest
Ajalise lainekuju analüüs
The aja lainekuju on kõige otsesem viis võnke jälgimiseks. Signaalil on selge, korduv amplituudmodulatsiooni muster. Kahe järjestikuse amplituuditippu (või kahe miinimumini) vaheline aeg on võnke periood; selle pöördväärtus on võnkesagedus. Oluline on kasutada pikka salvestusakent – kui salvestus on lühem kui üks võnkeperiood, näed vaid osa kõikumisest ja võid seda ekslikult tõlgendada lihtsa tõusu- või langustrendina.
Sagedusspektri (FFT) analüüs
Sagedusalas spekter, ilmub rütm järgmiselt: kaks selgelt eristuvat tippu, mis asuvad üksteisele väga lähedal. Standard FFT võib puududa eraldusvõime nende eristamiseks, mistõttu need sulanduvad üheks laia piigiks. Rütmi õigeks diagnoosimiseks peab analüütik suurendama spektraalset eraldusvõimet – kasutama rohkem spektrijooni, pikemat mõõtmist või Suumi FFT keskendudes huvipakkuvale piirkonnale. Saate eelnevalt määrata vajaliku ridade arvu ja ribalaiuse FFT resolutsiooni kalkulaator. Kui see on lahendatud, muutuvad võnkesageduse tekitavad kaks komponentsagedust selgelt nähtavaks ning nende vahe peaks võrduma täheldatud võnkesagedusega.
5. Rütm praktilistes välitöömõõtmistes
Kohapeal on õige seadme abil lihtne eristada tõelist riket ühekordsest tõrkest. Näiteks selline kaasaskantav kahekanaliline analüsaator nagu Balanset-1A võimaldab vaadata reaalajas lainekuju ja kõrge eraldusvõimega spektrit kõrvuti ning paigutades ühe kanali kummalegi seadmele, saate kontrollida, kas kaks peaaegu sama kiirusega töötavat seadet töökiirus on allikas. Kuna löömine suurendab tippväärtust, tasub ka kontrollida, kas suurenenud amplituud käivitab häiretase isegi kui keskmine vibratsioon on lubatavas piires — seadme tipp ja RMS-näitajad annavad erinevaid tulemusi.
6. Kas peksmine on probleem?
Sageduste omavaheline põrkumine ei ole viga – see on sageduste vastastikmõju tunnus. Siiski võib see siiski probleeme tekitada:
- Ärritav müra: Tõusva ja langeva heli mõju on töötajatele sageli märgatavam ja häirivam kui ühtlase tooni oma.
- Mure seoses amplituudi tippväärtusega: konstruktiivse interferentsi ajal võib maksimaalne amplituud olla peaaegu kaks korda suurem kui kummalgi eraldi signaalil. See tippväärtus võib ületada häirepiirid või põhjustada komponentidele liigset tsüklilist koormust — mehaanilist koormust väsimus — isegi kui vibratsiooni tase näib olevat normis.
- Muude probleemide varjamine: Kõikumine signaalis võib raskendada muude, modulatsiooni taga peituvate vibratsiooniprobleemide avastamist.
Probleemse rütmi lahendamine tähendab tavaliselt kahe põhjustava sageduse kindlakstegemist ja seejärel kas ühe seadme kiiruse muutmist (nii et need kaks enam ei kattuks) või struktuuri ümberhäälestamist, et see eemaldada resonants, või lisades summutamine amplituudi tippude summutamiseks. Kui aluseks olev 1×-komponent on ise liiga tugev, siis selle korrigeerimine tasakaalutus iga masina puhul vähendab see juba alguses töötlemiseks kasutatavat energiat.
