ابزار مهندسی رایگان #033
شناسه منبع ارتعاش
ابزار تشخیصی تعاملی — فرکانس ارتعاش را به‌صورت مرتبه‌ای نسبت به سرعت چرخش وارد کنید تا منابع احتمالی عیب در ماشین‌آلات دوار شناسایی شوند.
نتایج تشخیصی
مرجع کامل فرکانس-خطا
تحلیل فرکانس ارتعاش
هر خطای مکانیکی، ارتعاشاتی در فرکانسهای مشخصه مربوط به سرعت چرخش شفت ایجاد میکند. با شناسایی فرکانس غالب در طیف ارتعاش و بیان آن به صورت مرتبه‌ای (مضربی) از سرعت شفت، محتملترین منبع خطا را می‌توان تعیین کرد.
محاسبه مرتبه
کجا f_vibration فرکانس غالب اندازهگیری شده بر حسب هرتز است و دور در دقیقه سرعت چرخش محور است.
فرکانسهای خطای رایج
| مرتبه (هارمونیک) | فرکانس | منبع اصلی | شاخص‌های اضافی |
|---|---|---|---|
| 1x | سرعت شفت | نابالانسی | فاز پایدار، متناسب با مجذور سرعت |
| 1x | سرعت شفت | شافت خمیده | ارتعاش محوری بالا، پایداری فازی |
| ۲ برابر | ۲ برابر سرعت شفت | ناهم‌محوری | ارتعاش محوری بالا، اختلاف فاز 180° در دو سوی کوپلینگ |
| ۳ برابر | ۳ برابر سرعت شفت | ناهماهنگی شدید | وجود هارمونیکهای متعدد |
| ۰.۴۲–۰.۴۸x | زیرسنکرون | چرخش روغن | یاتاقانهای ژورنال، وابسته به سرعت |
| ۰.۵ برابر | سرعت نیم شفت | شل شدن / ساییدگی | زیرهارمونیک‌های کسری |
| هارمونیکهای چندگانه | ۱ برابر، ۲ برابر، ۳ برابر… | شلی مکانیکی | هارمونیکهای متعددِ سرعت چرخشی |
| غیرهمزمان | بی‌پی‌اف‌او، بی‌پی‌اف‌آی، بی‌اس‌اف | عیوب یاتاقان‌ها | با سرعت چرخشی مدوله میشود |
| Z ضربدر دور در دقیقه | عبور تیغه | مسائل مربوط به جریان | ضربان، کاویتاسیون |
| Z ضربدر دور در دقیقه | درگیری چرخ‌دنده | مشکلات دنده | نوارهای جانبی مشخص میکنند کدام چرخ‌دنده درگیر است |
| خط 2x (100/120 Hz) | فرکانس ثابت | برق | با قطع برق از بین می‌رود |
راهنمای زاویه فاز
تحلیل فاز بسیار مهم است برای تشخیص خطاها در فرکانس یکسان. در ۱x: فاز پایدار = عدم تعادل، ۱۸۰ درجه در کوپلینگ = عدم همترازی، فاز ناپایدار = شل بودن. همیشه از مرجع تاکومتر استفاده کنید.
مثال عملی
با توجه به: سرعت چرخش = ۱۵۰۰ دور در دقیقه، فرکانس غالب = ۷۵ هرتز
فرکانس سرعت چرخش = ۱۵۰۰ / ۶۰ = ۲۵ هرتز
مرتبه = 75 / 25 = ۳.۰×
مظنون اصلی: عدم همترازی شدید یا شلشدگی مکانیکی
توصیه میشود: هم‌راستایی کوپلینگ را بررسی کنید، پیچ‌های نصب را بازبینی کنید، فونداسیون را کنترل کنید
⚠️ توجه: این ابزار بر اساس روابط رایج خطا-فرکانس، راهنمایی ارائه میدهد. تشخیص قطعی نیاز به همبستگی با داده‌های فاز، شکل موج زمانی، نمودارهای مدار، شرایط عملیاتی و تاریخچه دستگاه دارد. همیشه با اندازه‌گیری‌های اضافی تأیید کنید.
بیشتر عیوب مکانیکی ارتعاشاتی در فرکانسهای مشخصه مرتبط با سرعت چرخش شفت ایجاد میکنند:
- 1× RPM: نابالانسی (رایجترین)، خمش شفت، لقی مکانیکی
- 2× RPM: هم‌محور نبودن یا میس‌الاینمنت (شاخص اصلی)
- 0.42–0.48×: گرداب روغن (Oil whirl) در یاتاقانهای لغزشی
- غیرسنکرون: عیوب یاتاقان‌ها
فرکانس ارتعاش را به‌صورت مضربی (مرتبه) از سرعت شفت بیان کرده و سپس با الگوهای عیب شناخته‌شده تطبیق دهید. همواره نتایج را با فاز، روند تغییرات دامنه و شرایط کاری همبسته کنید.
ارتعاش 1× (یا سنکرون) دقیقاً در فرکانس چرخش شفت رخ میدهد. برای دستگاهی با دور 3000 RPM، مقدار 1× برابر با 50 Hz است.
ارتعاش 1× به دلیل نابالانسی پسماند تا حدی همواره وجود دارد. زمانی نگران‌کننده میشود که دامنه آن از حدود مجاز طبق استاندارد ISO 10816/20816 فراتر رود.
علل اصلی: نابالانسی جرمی، خمش شفت، خارج از مرکز بودن (اکسنتریسیته)، تشدید (رزونانس). تحلیل زاویه فاز به تفکیک این علل کمک میکند.
علل ارتعاش زیرسنکرون (کمتر از 1× RPM) عبارتند از:
- گرداب روغن / Oil whirl (0.42–0.48×): ناپایداری یاتاقان لغزشی که فرکانس آن با سرعت تغییر میکند
- شلاق روغن / Oil whip: شدیدتر — فرکانس روی فرکانس طبیعی روتور قفل میشود و تابع سرعت نیست
- سایش / Rub (0.5×، کسری): تماس روتور و استاتور زیرهارمونیک ایجاد میکند
- لقی مکانیکی (0.5×): شل بودن مکانیکی در نقاط اتصال و تکیه‌گاه
- تشدید تسمه: فرکانس طبیعی تسمه در سیستم‌های تسمه‌ای
ارتعاش زیرسنکرون اغلب خطرناک‌تر از ارتعاش سنکرون است زیرا می‌تواند به ناپایداری فاجعه‌بار منجر شود.
منابع ارتعاش فرکانس بالا (بالاتر از 10× RPM):
- عیوب یاتاقانهای غلتشی: BPFO (رینگ بیرونی)، BPFI (رینگ داخلی)، BSF (چرخش ساچمه)، FTF (قفسه)
- درگیری چرخدندهها: تعداد دندانه × RPM، همراه با باندهای جانبی
- عبور پره/تیغه: تعداد پره‌ها × RPM
- نویز الکتریکی: فرکانس عبور شیار، کموتاسیون
- کاویتاسیون: ارتعاش تصادفی پهن‌باند با فرکانس بالا
- تشدید سازهای: فرکانسهای طبیعی قطعات
زاویه فاز رابطه زاویهای بین قله ارتعاش و یک علامت مرجع روی شفت است (که با تاکومتر اندازهگیری میشود).
کاربردهای تشخیصی کلیدی:
- نابالانسی: فاز پایدار و تکرارپذیر در 1×
- هم‌محور نبودن (میس‌الاینمنت): اختلاف فاز ~180° در دو سمت کوپلینگ در 1× و/یا 2×
- لقی مکانیکی: فاز ناپایدار و سرگردان
- تشدید (رزونانس): جابه‌جایی فاز ~90° در فرکانس طبیعی همراه با تقویت شدید دامنه
- خمش شفت: اختلاف فاز 1× حدود ~180° بین یاتاقان داخلی و بیرونی
بدون داده‌های فاز، تشخیص بین عیوبی که فرکانس یکسانی تولید میکنند (مانند نابالانسی در برابر میس‌الاینمنت در 1×) اغلب غیرممکن است.
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.
تحلیل‌گرهای حرفه‌ای ارتعاش با تحلیل طیف، ردیابی مرتبه و عیب‌یابی. مورد استفاده در بیش از 50 کشور.
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.
