ابزار مهندسی رایگان · #008
محاسبهی فرکانس هارمونیک
تبدیل RPM به هرتز و نمایش هارمونیکهای ۱× تا ۲۰×. برای تحلیل ارتعاش و عیبیابی ماشین ضروری است.
نتایج
| مرتبه (هارمونیک) | فرکانس (Hz) | CPM | دوره تناوب (میلیثانیه) |
|---|
تبدیل دور در دقیقه به هرتز
فرکانس اساسی (مرتبه ۱×) بر حسب هرتز برابر است با سرعت چرخش تقسیم بر ۶۰:
فرکانسهای هارمونیک
هر هارمونیک (مرتبه) مضرب صحیحی از فرکانس اساسی است:
که در آن n مرتبه هارمونیک (۱، ۲، ۳، …) است.
سرعت زاویهای
منابع هارمونیک رایج در ارتعاش
| مرتبه (هارمونیک) | منبع رایج |
|---|---|
| 1× | عدم تعادل، خمیدگی شفت، خروج از مرکز |
| 2× | عدم همترازی (زاویهدار/موازی)، شلشدگی |
| 3× | عدم همترازی (شدید)، شل بودن |
| ن× | عبور تیغه/پره (N = تعداد تیغهها) |
| Z× | فرکانس درگیری چرخدندهها (Z = تعداد دندانهها) |
| ½× | چرخش روغن، سایش |
| ۰.۴۳× | ویپ روغن (Oil whip) |
مثال عملی
با توجه به: سرعت = ۳۰۰۰ دور در دقیقه
1× = 3000 / 60 = ۵۰ هرتز (3000 CPM)
۲× = ۲ × ۵۰ = ۱۰۰ هرتز (6000 CPM)
۳× = ۳ × ۵۰ = ۱۵۰ هرتز (9000 CPM)
دوره تناوب = ۱ / ۵۰ = ۲۰ میلیثانیه
ω = 2π × 50 = ۳۱۴.۱۶ راد بر ثانیه
💡 نکته: در تحلیل ارتعاشات، الگوی طیف هارمونیک یک ابزار تشخیصی کلیدی است. عدم تعادل، پیک غالب ۱× را نشان میدهد، عدم همترازی پیک قوی ۲× (و گاهی ۳×) را نشان میدهد، و نقصهای یاتاقان، فرکانسهای غیرهمزمان مرتبط با هندسه یاتاقان ایجاد میکنند.
Simply divide RPM by 60:
Hz = RPM / 60
For example: 3000 RPM / 60 = 50 Hz. This gives the fundamental (1×) rotational frequency.
Harmonics are integer multiples of the fundamental (1×) frequency:
- 1× = fundamental = one event per revolution
- 2× = second harmonic = two events per revolution
- 3× = third harmonic = three events per revolution
Different faults produce characteristic harmonic patterns. Unbalance is primarily 1×, misalignment shows strong 2× and sometimes 3×, and blade pass frequency is number-of-blades × 1×.
The 1× frequency (one-per-revolution) is the most fundamental vibration component. Common 1× sources:
- Mass unbalance — the most common source
- Bent shaft — creates 1× with axial component
- Eccentric rotor — electrical machines
- Resonance — if natural frequency coincides with 1×
1× vibration phase is crucial for balancing — it tells you the heavy spot direction.
Higher harmonics reveal specific mechanical faults:
- 2×: Misalignment (angular and parallel), looseness, cracked shaft
- 3× and above: Severe misalignment, mechanical looseness
- Blade pass (N×): Impeller/fan blade problems
- Gear mesh (Z×): Gear tooth problems
The ratio of harmonic amplitudes to 1× amplitude is a key diagnostic indicator.
Hz (Hertz) = cycles per second. Absolute frequency unit.
CPM (Cycles Per Minute) = Hz × 60. Numerically equal to RPM for 1× order.
Orders (1×, 2×, ...) = multiples of shaft speed. Speed-normalized — they stay the same regardless of RPM.
Example at 3000 RPM: 1× = 50 Hz = 3000 CPM; 2× = 100 Hz = 6000 CPM.
روشهای شرح دادهشده در این صفحه توسط تیم Vibromera و با استفاده از Balanset-1A توسعه یافته و در محل آزمایش شدهاند؛ این دستگاه یک بالانسر دو کاناله و آنالایزر ارتعاش قابلحمل برای بالانس کردن روتور در محل است.
با استفاده از آنالیزورهای ارتعاش حرفهای و سیستمهای بالانس قابل حمل ما، هارمونیکها را شناسایی کنید، عیوب را تشخیص دهید و روتورها را در محل بالانس کنید.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko مهندس تحلیل ارتعاشات و بنیانگذار و مدیرعامل Vibromera است. او بیش از 15 سال است که تجهیزات دوار را در محل کار بالانس میکند، نه روی میز آزمایش: مالچرها، فنهای صنعتی، سنگشکنها، سانتریفیوژها، شفتها و اسپیندلها. دستگاههای Balanset دقیقاً از دل همین کار بیرون آمدند — آنها بهعنوان ابزاری طراحی شدند که متخصص بتواند آن را تا کنار ماشین ببرد و بهتنهایی، در محل، از آن استفاده کند، نه بهعنوان تجهیزات آزمایشگاهی. Vibromera در سال 2017 تأسیس شد و از سال 2023 در پورتوی پرتغال مستقر است. توسعه، مونتاژ و پشتیبانی خط Balanset همگی همینجا انجام میشود. دستگاه شاخص، Balanset-1A است؛ یک آنالایزر قابل حمل برای بالانس تکصفحهای و دوصفحهای و برای تشخیص ارتعاش. Nikolai شخصاً در پشتیبانی مشتریان، در حل موارد دشوار بالانس و در توسعه نرمافزار مشارکت دارد. او با مشتریان در سراسر جهان و به هر زبانی کار میکند.