Subharmonisten ymmärtäminen

1. Määritelmä: Mikä on aliharmoninen?

A Subharmoninen on taajuuskomponentti tärinä spektri joka esiintyy peruspakotteen taajuuden kokonaislukumurtoluvulla. Koneanalyysissä kyseinen perustaajuus on lähes aina juoksunopeus (1X).

Aliharmonisia yliaaltoja esiintyy taajuuksilla kuten 1/2X, 1/3X, 1/4X jne., ja niitä kutsutaan myös nimellä aliaksoninen värähtelyjä, koska ne esiintyvät taajuudella, joka on alle pääsynkronisen nopeuden (1X). Aliharmonisten sarjojen (esim. 1/2X, 3/2X, 5/2X) esiintyminen on klassinen merkki tietyntyyppisistä konevikoista.

2. Aliharmonisten yliaaltojen ensisijaiset syyt

Aliharmoniset yliaallot eivät ole yhtä yleisiä kuin harmoniset yliaallot (2X, 3X), mutta kun niitä esiintyy, ne ovat usein vahva merkki jostakin seuraavista ongelmista:

a) Mekaaninen löysyys

Tämä on yleisin aliharmonisten yliaaltojen, erityisesti 1/2X-komponentin, syy. Kun komponentti on löysällä, kuten laakeri kotelossaan tai löysä kiinnityspultti, se voi aiheuttaa epälineaarisen "pomppimisen" tai "kolinaefektin". Tällainen isku voi virittää järjestelmän siten, että se reagoi taajuudella, joka on puolet pääpakotetaajuudesta (1X).

Spektri, jossa näkyy 1X-piikki ja sarja aliharmonisia yliaaltoja kohdissa 1/2X, 3/2X (1,5X), 5/2X (2,5X) jne., on oppikirjamainen merkki vakavasta rakenteellisesta löysyydestä. Löyhyys mahdollistaa iskut, jotka esiintyvät tehokkaasti joka toisella akselin kierroksella, jolloin syntyy 1/2X-piikkien perhe.

b) Akselilaakerin epävakaus

Öljykalvo- tai liukulaakereilla varustetuissa koneissa aliharmoniset värähtelyt ovat kriittinen öljykalvon epävakaisuuden indikaattori. Nämä ovat itsestään herätettäviä värähtelyjä, jotka syntyvät akselia tukevan öljykiilan dynamiikasta.

• Öljypyörre: Tämä ilmiö esiintyy tyypillisesti taajuudella, joka on 0,42–0,48 kertaa käyntinopeus. Sen aiheuttaa itse öljykalvon pyöriminen (pyörteily) laakerivälyksen sisällä, mikä työntää akselia ympäriinsä. Se on usein voimakas ja selkeä piikki alle 0,5 kertaa käyntinopeuden taajuudella.
• Öljyvatka: Tämä on vakavampi epävakauden muoto, joka ilmenee, kun öljyn pyörretaajuus osuu samaan aikaan roottorin ensimmäisen luonnollisen taajuuden kanssa (kriittinen nopeus). Kun näin tapahtuu, värähtelystä voi tulla erittäin voimakasta ja tuhoisaa. Taajuus "lukittuu" luonnolliseen taajuuteen eikä muutu, vaikka koneen nopeutta lisättäisiin.

c) Muut syyt

• Hihnan käyttöongelmat: Kulunut tai vaurioitunut hihna voi joskus tuottaa hihnan pyörimisnopeuteen liittyviä aliharmonisia taajuuksia, jotka ovat tyypillisesti alhaisemmat kuin voimanlähteen tai käytettävän hihnapyörän nopeus.
• Terän tai siiven läpivirtaustaajuudet: Joissakin tapauksissa pumppujen tai puhaltimien kanssa altakuuntuneet piikit voivat liittyä virtauksen turbulenssiin tai pyöriviin pysähdyksiin, jotka eivät välttämättä ole tarkkoja murto-osia 1X:stä, mutta ovat silti käyntinopeuden alapuolella.

3. Analyysi ja vahvistus

Kun spektrissä havaitaan aliharmonisia yliaaltoja, on ratkaisevan tärkeää tunnistaa tarkka taajuus. Huippu tasan 0,50X:n kohdalla liittyy hyvin todennäköisesti löysyyteen. Huippu 0,47X:n kohdalla on lähes varmasti öljypyörre. Täyden sarjan (1/2X, 3/2X jne.) läsnäolo vahvistaa vahvasti löysyyden.

Analysoidaan aika-aaltomuoto voi myös olla hyödyllinen. Löyhyys osoittaa usein merkkejä iskusta tai katkaisusta, kun taas öljyn pyörre voi ilmetä monimutkaisempana, moduloivana signaalina.

← Takaisin päähakemistoon