ویبره چیست؟
لرزش, در زمینهٔ ماشینآلات، نوسان مکانیکی — حرکت تکراری رفتوبرگشت — یک ماشین یا اجزای آن در اطراف یک موقعیت تعادل است. هر تجهیز در حال کار تا حدی دارای ارتعاش ذاتی است، اما یک تغییر تغییر در الگوی ارتعاش اغلب نخستین و قابلاعتمادترین نشانه یک مشکل در حال شکلگیری است. به همین دلیل، ارتعاش سنگبنای تشخیص ارتعاش و نگهداری و تعمیرات پیشبینانهاین به یک مهندس اجازه میدهد تا به یک ماشین “گوش دهد” و وضعیت سلامت مکانیکی آن را بسیار پیش از آنکه نقصی قابل مشاهده یا شنیده شود، بخواند.
۱. تعریف: جوهره ارتعاش
هر ارتعاش پاسخی به یک نیرو است. یک ماشین دورانی بهطور مداوم نیروهای کوچک دورهای تولید میکند و سازه با نوسان پاسخ میدهد؛ اندازه و ماهیت آن نوسان به نیروی برانگیزنده و همچنین به صلبیت، جرم و ... ماشین بستگی دارد. میرایی. بنابراین ارتعاش هرگز خودِ مشکل نیست — این یک نشانه است که الگوی آن علت زمینهای را رمزگذاری میکند. هنر تحلیل ارتعاشات رمزگشایی از آن الگو است.
۲. ویژگیهای کلیدی ارتعاش
برای تحلیل، ارتعاش باید کمیسازی شود. چهار ویژگی آن را بهطور کامل توصیف میکنند:
- فرکانس: چقدر حرکت تکرار میشود، که بر حسب هرتز (Hz) یا دور در دقیقه (CPM) اندازهگیری میشود. فرکانس نشاندهندهٔ منبع از ارتعاش — عدم تعادل، همترازی نادرست، نقص یاتاقان — زیرا هر نقصی انرژی را در فرکانسهای مشخص و متناسب با سرعت کارکرد.
- دامنه: شدت حرکت چقدر است، که نشاندهنده جدی بودن یک نقص. دامنه را میتوان به سه روش بیان کرد:
- جابجایی: مجموع مسافت جابجا شده (میکرومتر یا میل)، که در فرکانسهای پایین مفیدترین است.
- سرعت: سرعت حرکت (میلیمتر بر ثانیه یا اینچ بر ثانیه) — معیاری که معمولاً برای قضاوت در سلامت کلی دستگاه استفاده میشود.
- شتاب: نرخ تغییر سرعت (به واحد g)، که بهویژه به رویدادهای با فرکانس بالا مانند نقص دندهها و یاتاقانها حساس است.
- فاز: یک اندازهگیری زمانی است که توصیف میکند یک قطعه مرتعش در چرخه خود نسبت به قطعهای دیگر یا مرجعی ثابت مانند یک کیفیزور پالس. فاز برای تشخیص ناهممحوری و شفتهای خمیده ضروری است و مبنای بالانس روتور بهشمار میآید. متعادل کردن.
- جهت: لرزش در تمام جهات رخ میدهد، بنابراین برای ایجاد تصویری کامل از نحوه حرکت ماشین، اندازهگیریها بهصورت افقی، عمودی و محوری انجام میشوند.
۳. منابع ارتعاش ماشین
تعداد انگشتشماری از شرایط مکانیکی، بخش اعظم ارتعاش در صنعت را تشکیل میدهند و بیشتر آنها خود را از طریق یک امضای متمایز فرکانسی و فازی نشان میدهند:
- عدم تعادل: توزیع نامنظم جرم در اطراف محور دوران — یک “نقطه سنگین” — که پاسخ قوی ۱× را تولید میکند.
- ناهمترازی: محورهای مرکزی دو شفت کوپلشده همراستا نیستند، که معمولاً اجزای ۱× و ۲× را ایجاد میکنند.
- شلشدگی مکانیکی: پیچها، بلبرینگها یا پایههای شل یا فرسوده، که اغلب باعث ایجاد چندین هارمونیک ها.
- عیوب یاتاقان: عیوب روی رینگهای بلبرینگ یا اجزای غلتان، که در فرکانسهای خطای یاتاقان.
- عیوب چرخدنده: دندانهای فرسوده، لبپریده یا نامرتب، تحریک کردن فرکانس درگیری دندهها و باندهای جانبی آن.
- رزونانس: یک فرکانس تحمیلی همزمان با یک مؤلفه فرکانس طبیعی, و حرکت را به شکلی چشمگیر تشدید میکند.
- مشکلات الکتریکی: عیوب موتور مانند شکستن میلههای روتور یا فاصله هوایی نامتقارن.
۴. چرا اندازهگیری ارتعاش اهمیت دارد
اندازهگیری و تحلیل سیستماتیک ارتعاش، چهار مزیت ملموس برای نگهداری صنعتی به همراه دارد:
- تشخیص زودهنگام عیب: مشکلات مدتها پیش از آنکه قابل مشاهده، قابل شنیدن یا موجب آسیب ثانویه شوند، شناسایی میشوند.
- تحلیل علت ریشهای: محتوای فرکانسی مکانیزم دقیق را مشخص میکند و امکان تعمیر هدفمند را به جای حدس و گمان فراهم میآورد.
- ایمنی: نظارت بر ارتعاش به جلوگیری از خرابیهای فاجعهبار که میتواند پرسنل و محیط زیست را به خطر بیندازد، کمک میکند.
- کارایی: ماشینهایی که روان کار میکنند، انرژی کمتری مصرف کرده و خروجی باکیفیتتری تولید میکنند.
۵. اندازهگیری و قضاوت ارتعاش در محل
در میدان، یک شتاب سنج به محفظه یاتاقان متصل میشود و سیگنال آن توسط یک FFT به یک طیف, خوانش کلی را به فرکانسهای جداگانهای که هر نقص را نشان میدهند، تفکیک میکند. مقدار اندازهگیریشده شدت سپس با نواحی پذیرش در ISO 20816 (جانشین مدرن استاندارد ISO 10816). وقتی مؤلفه غالب عدم تعادل ۱× باشد، همان دستگاهی که آن را اندازهگیری میکند میتواند آن را اصلاح کند: یک آنالیزور قابل حمل دوکاناله مانند Balanset-1A دامنه و فاز را در یاتاقانهای خود دستگاه ثبت میکند و یک اصلاح توازن را در محل هدایت مینماید، سپس مجدداً اندازهگیری میکند تا تأیید کند که ارتعاش به محدوده قابل قبول کاهش یافته است — و بدین ترتیب حلقه بین تشخیص تا تعمیر تأییدشده را میبندد.
