Sünkroonse ja subsünkroonse vibratsiooni selgitus
Sünkroonne vibratsioon on iga vibratsioon, mille sagedus on masina põhisageduse täisarvuline kordne töökiirus (1×). See on sõna otseses mõttes „sünkroonis“ võlli pöörlemisega ning on kaugelt kõige levinum vibratsiooniliik pöörlevates masinates. Selle tuvastamine, kas tipp vibratsioonispekter on sünkroonne, subsünkroonnevõi asynchronous on üks esimesi ja kõige olulisemaid samme igasuguse diagnoosi puhul.
1. Mõiste: Mis on sünkroonne vibratsioon?
Vibratsioonikomponent on sünkroonne, kui selle sagedus järgib võlli pöörlemiskiirust täisarvulise suhtega:
- Vibratsioon täpselt töökäigul (1×) on sünkroonne.
- Ka vibratsioon, mis on kaks korda (2×), kolm korda (3×) jne kiirem kui töökäik, on sünkroonne – need kõrgemad järgud on harmoonilised jooksukiirusest.
Selle nähtuse iseloomulikuks tunnuseks on sünkroonne tipp liigub koos masinaga: kui kiirust muuta, jäävad tippide nihked samale kordajale. Enamik igapäevastest mehaanilistest rikestest — tasakaalutus, joondusviga, a painutatud võllja mehaaniline lõtvus — kõik avaldub sünkroonse vibratsioonina. Näiteks ilmneb tasakaalutus alati kiirusel 1× RPM ja järgib täpselt masina kiiruse igat muutust, mis ongi just põhjus, miks põllu tasakaalustamine on suunatud 1×-komponendile.
2. Mõiste: Mis on sub-sünkroonne vibratsioon?
Subsünkroonne vibratsioon on iga vibratsioon, mis tekib sagedusel allpool põhikiirus (alla 1×) – eesliide „sub-” tähendab lihtsalt „alla”. Märkimisväärne sub-sünkroonne vibratsioon on sageli tõsine hoiatusmärk, kuna see tekib tavaliselt isepõhjustatud, ebastabiilsest rotor-dynamic pigem selliste nähtuste kui tavalise mehaanilise kulumise või sobivusprobleemide tõttu. Oluline on see, et erinevalt sünkroonsest vibratsioonist tekitab subsünkroonse vibratsiooni ajendav jõud rotor ise oma liikumisega, mis võimaldabki sellel kasvada ebastabiilsus.
3. Kuidas neid FFT-spektris eristada
Nende komponentide eraldamine FFT spektri mõistmine on lihtne, kui tead, mida otsida:
- Sünkroonsed piigid: 1× RPM tippväärtus (töökiirus) ja kõik tippväärtused, mis langevad täpselt täisarvulistele kordsetele (2×, 3×, …).
- Alasünkroonsed piigid: kõik sagedusteljel esinevad märkimisväärsed piigid enne 1× tipp – näiteks jooksukiiruse vahemikus 0,42×–0,48×, mis on klassikaline tunnusjoon õli keeris.
- Mittesünkroonsed piigid: tippväärtused, mis ei ole jooksukiiruse täisarvuline kordne, on sageli seotud laagririkete sagedused või välistest allikatest.
Kuna nende kategooriate vaheline piir määratletakse jooksukiiruse suhtes, on kindel kiiruse võrdlusalus hädavajalik. A tahhomeeter pulse — or tellimuse analüüs muutuvkiirusel töötaval seadmel – võimaldab analüütikul 1× joone täpselt kindlaks määrata ja vältida piigi valesti märgistamist.
4. Miks see eristus on oluline
Sünkroonse ja sub-sünkroonse vibratsiooni eristamine on diagnoosimisel ülioluline, kuna need kaks viitavad täiesti erinevatele probleemirühmadele – ja erinevatele lahendustele:
- Sünkroonsed probleemid (näiteks tasakaalustamatus) on sunnitud vibratsioonid. Neid saab tavaliselt parandada mehaaniliste reguleerimistega – tasakaalustamise või joondamisega – ning need on üldjuhul ettearvatavad ja stabiilsed.
- Subsünkroonsed probleemid are often isepõhjustatud võnked või ebastabiilsused. Need viitavad probleemile seoses selle rootori laagrisüsteem ja neid ei ole võimalik tasakaalustamisega parandada. Sellised olukorrad võivad olla ebastabiilsed ja väga kahjulikud. Tüüpiliste põhjuste hulka kuuluvad õlivool ja õlivahust in fluid-film liuglaagridja rootori ja staatori vahel hõõrub.
Seetõttu peetakse suure amplituudiga sub-sünkroonset piiki üldiselt tõsisemaks häireolukorraks kui sama amplituudiga sünkroonset piiki: esimene võib ohustada masina töökorrasolekut, samas kui teine on tavaliselt seotud hooldustöödega.
5. Diagnoosi alusel tegutsemine
Kui spektri analüüs näitab, et domineeriv energia on sünkroonne, on edasine tegevus tavaliselt pigem korrigeerimine kui ümberprojekteerimine. Domineeriv 1×-piik viitab tasakaalustamatuse ja tasakaalustamise vajadusele; kõrgenenud 1×- ja 2×-piigid koos, sageli koos telje suunalise aktiivsuse esinemisega, viitavad paigaldusveale. Praktikas on see just see valdkond, kus kahekanaliline seade, nagu näiteks Balanset-1A käepidemed: selle mõõtmed on 1× amplituud ja faas mis määratlevad sünkroonse tasakaalustamatuse reaktsiooni ja arvutavad välja korrigeerivad raskused selle vähendamiseks. Kui analüüs aga näitab tugevat sub-sünkroonset komponenti, on õige lahendus uurida laagrite vahekaugusi, määrimist ja rootori stabiilsust – mitte hakata katsetama raskustega.
