درک سرعت کارکرد (1X)
سرعت چرخش فرکانس اساسی در تحلیل ارتعاشات که مربوط به سرعت چرخشی شافت ماشین است — فرکانسی که در آن شافت یک دور کامل را انجام میدهد. در اصطلاحات لرزش تقریباً همیشه به صورت ۱X. این نقطه اساسی تقریباً هر تشخیص است: پس از اینکه مکان 1X را در طیفشناسایی کردید، بیشتر دیگر فرکانسهای مورد علاقه را میتوان به صورت مضاعفها (هارمونیک ها) یا کسریها (زیر هارمونیکها) از آن.
۱. تعریف: سرعت کارکرد چیست؟
اگر یک فن با سرعت 1800 دور بر دقیقه (RPM) در حال چرخش باشد، فرکانس سرعت چرخشی 1X آن 1800 CPM (دور بر دقیقه) است که معادل 30 Hz (1800 ÷ 60). تبدیل ساده است: Hz = RPM ÷ 60 و مفید است که هر دو واحد را در ذهن خود حفظ کنید زیرا طیفها گاهی به صورت CPM و گاهی به صورت Hz مقیاسبندی میشوند.
فرکانس 1X در تقریباً تمام کارهای تشخیصی به عنوان نقطه مرجع اصلی عمل میکند. یک اندازهگیری به تنهایی معمولاً بیمعنا است؛ پس از بیان آن نسبت به سرعت شافت معنا پیدا میکند. به همین دلیل اولین کاری که یک کارشناس با هر طیف جدیدی انجام میدهد، تعیین مکان 1X است.
۲. چرا ۱X اینقدر مهم است؟
فرکانس 1X اهمیت دارد زیرا بسیاری از شایعترین و مهمترین خرابیهای ماشین لرزش را دقیقاً در این فرکانس تولید میکنند. سطح بالایی در 1X به تنهایی نشانه قویای است که چیزی اشتباه است — و الگوی آنچه در اطراف آن قرار دارد معمولاً به شما میگوید که چه است.
خطاهای رایجی که در 1X ظاهر میشوند عبارتند از:
- عدم تعادل: شایعترین علت لرزش بالای 1X. توزیع جرم نابرابر یک نیروی گریز از مرکز ایجاد میکند که با سرعت شافت میچرخد و لرزش سینوسی خالصی در 1X تولید میکند. عدم تعادل خالص محتوای هارمونیک کمی یا بدون هارمونیک دارد.
- ناهمترازی: اغلب توسط مؤلفه قوی 2X تحتالشعاع میشود، اما عدم ترازآلایی زاویهای و موازی نیز میتواند 1X را بهطور قابلتوجهی افزایش دهد.
- شفت خمیده: از نظر مکانیکی مانند نوعی عدم تعادل رفتار میکند و یک قله 1X بالا تولید میکند (اغلب با یک محوری مؤلفه قوی که کمک میکند آن را تشخیص دهد).
- گریز از مرکز: یک قرقره، چرخدنده یا هسته روتور خارجالمرکز، یک قله 1X ایجاد میکند زیرا نقطه بالای آن چرخان یک بار در هر دور برعلیه سیستم فشار میآورد.
- رزونانس: اگر فرکانس طبیعی یک سازه نزدیک به سرعت کاری نشسته باشد، حتی یک ورودی اجباری کوچک — مثلاً عدم تعادل جزئی — بسیار تقویت میشود و لرزش بسیار بالایی در 1X تولید میکند. به همین دلیل رابطه بین 1X و هر سرعت بحرانی نزدیک بسیار مهم است.
از آنجایی که بسیاری از علل در 1X همپوشانی دارند، دامنه به تنهایی تشخیص نیست. گام تصمیمگیرنده اندازهگیری 1X فاز نیز است، که عدم تعادل را از شافت خمیده، پای نرم یا رزونانس جدا میکند.
۳. هارمونیکها و زیرهارمونیکهای سرعت کارکرد
پس از شناسایی 1X، بقیه طیف را میتوان نسبت به آن تفسیر کرد:
- هارمونیکها (2X، 3X، 4X، …): مضاعفات صحیح سرعت دوران. آنها معمولاً نشاندهنده ناهمترازی (یک 2X قوی)، شلشدگی مکانیکی (سری طولانی از هارمونیکها)، و سایر اثرات غیرخطی. شکل خانواده هارمونیک اغلب نسبت به خود 1X بیشتر تشخیصی است.
- زیرهارمونیکها (0.5X، 1/3X، …): کسریای از سرعت دوران، عمومی با ناپایداری فیلم روغن در یاتاقانهای ژورنال — کلاسیک چرخش روغن نزدیک 0.4–0.48X ظاهر میشود — یا با شلبازی در تکیهگاه بلبرینگ. اینها در دستههای وسیعتر ارتعاش زیرسنکرون.
توصیف فرکانسها به عنوان مضاعفهای یک سرعت بنیادی، پایهی تحلیل مرتبهایاست. در ماشینهای متغیرسرعت، ردیابی ارتعاش بر اساس «ترتیبها» به جای هرتز ثابت، ضروری است، زیرا هر پیک مرتبط با سرعت با شفت حرکت میکند در حالی که تشدیدهای ساختاری ثابت میمانند — و این تفاوت دقیقاً نحوه تمایز آنهاست. محاسبهی فرکانس هارمونیک یک RPM را به فرکانسهای مرتبه 1×–10× برای مراجعه سریع تبدیل میکند.
۴. سرعت دویدن چگونه اندازهگیری میشود؟
سرعت دوران به یکی از دو روش تعیین میشود:
- از طیف ارتعاش: در بیشتر موارد، یک قله واضح مربوط به دوران شفت است، و معمولاً اولین قلهی قابلتوجهی است که یک تحلیلگر شناسایی میکند. این زمانی خوب کار میکند که ماشین در سرعت ثابت و شناختهشدهای کار کند.
- با استفاده از یک دورسنج: یک تاکومتر اندازهگیری سرعت مستقیم و بدونابهام را با تولید یک نبض در هر دوران، که بهورودی آنالایزر ارتعاشمیرود، فراهم میکند. این نه تنها فرکانس 1X را تأیید میکند بلکه تکنیکهای پیشرفته مانند تحلیل فاز و تحلیل ترتیب را نیز آزاد میکند.
مسیر تاکومتر چیزی است که 1X را قابلعمل میکند نه صرفاً قابلمشاهده. یک دستگاه دوکانالی قابلحمل مانند Balanset-1A نبض سرعت خود را از تاکومتر نوری دریافت میکند که بر روی نوار نوار بازتابنده، دادههای ارتعاش را با زاویه شفت قفل میکند و دامنه و فاز سنکرون 1× را گزارش میدهد. همین مرجع فاز است که یک پیک نامیزانی 1X را به یک قرائت تکرارپذیر دامنه و فاز تبدیل میکند. فاز اندازهگیریشده، فاز پاسخ نسبت به علامت تاکو است — نه خود زاویه نقطه سنگین، زیرا پاسخ بهمقداری که به نزدیکی سرعت کارکرد به یک رزونانس و همچنین تأخیرهای ابزاربندی بستگی دارد از نقطه سنگین عقب میافتد — بنابراین از روش ضرایب تأثیر (وزنه آزمایشی) برای تبدیل این قرائتها به یک وزن اصلاحی از اندازه و موقعیت شناختهشده طی بالانس میدانی.
