הבנת הרמוניות בניתוח רטט

הגדרה: מהי הרמוניה?

בניתוח ויברציות, א הַרמוֹנִי הוא תדר שהוא כפולה שלמה של תדר יסודי. התדר היסודי הוא בדרך כלל תדר ההנעה העיקרי של מערכת, כגון מהירות הסיבוב של ציר. תדר יסודי זה מכונה הרמוניה ראשונה או 1xההרמוניות הבאות הן:

• ה הרמוניה שנייה (2x) הוא התדירות בדיוק פי שניים מהתדירות הבסיסית.
• ה הרמוניה שלישית (3x) הוא התדירות בדיוק פי שלושה מהתדירות הבסיסית.
• וכן הלאה (4x, 5x, 6x…).

לדוגמה, אם מנוע פועל במהירות של 1,800 סל"ד (30 הרץ), ההרמוניות שלו יופיעו בספקטרום הרטט ב-60 הרץ (2x), 90 הרץ (3x), 120 הרץ (4x) וכן הלאה.

מדוע נוצרות הרמוניות?

במערכת לינארית מושלמת עם פונקציית כפייה סינוסואידלית טהורה (כמו רוטור מאוזן לחלוטין), ייווצר רק תדר בסיסי של פי 1. עם זאת, מכונות בעולם האמיתי אינן ליניאריות לחלוטין. הרמוניות נוצרות כאשר תנועת רכיב מעוותת או אינה סינוסואידלית. עיוות זה יכול להיגרם ממגוון תנאים מכניים וחשמליים. לכן, נוכחותן ומשרעתן של הרמוניות ספציפיות הן אינדיקטורים אבחנתיים רבי עוצמה.

סיבות נפוצות וערך אבחוני של הרמוניות

דפוס ההרמוניות בספקטרום התנודות מספק רמזים חשובים לשורש התקלה במכונה.

משרעת גבוהה פי 1 (הבסיס)

שיא דומיננטי ב-1x קשור לרוב ל- לְהוֹצִיא מְשִׁוּוּי מִשְׁקָלאקסצנטריות וגירים כפופים גם הם מייצרים אות חזק של פי 1.

משרעת גבוהה פי 2 (הרמוניה שנייה)

הרמוניה שנייה חזקה, שלעתים קרובות דומה באמפליטודה לשיא 1x, היא אינדיקטור קלאסי של חוסר יישור פירחוסר היישור מאלץ את הציר להתכופף פעמיים במהלך כל סיבוב, מה שמייצר רכיב תדר חזק של פי 2. חוסר יישור מקבילי חמור יכול גם לייצר הרמוניות של פי 3 ו-4.

"משפחה" של הרמוניות (1x, 2x, 3x, 4x, 5x…)

כאשר רואים סדרה של הרמוניות מהירות ריצה רבות, זהו הסימן העיקרי של רפיון מכניהפגיעות והתנועה הלא לינארית שנוצרות על ידי רכיבים רופפים (כגון מיסב רופף בגוף שלו או בורג רופף על רגל המכונה) מעוותות את אות הרטט ויוצרות דפוס עשיר של הרמוניות. ככל שהרופפות חמורה יותר, כך יהיו נוכחות של יותר הרמוניות.

סיבות אחרות להרמוניות

• רוטורים תלויים: פיר כפוף במכונה עם רוטור תלוי (כמו משאבה אנכית) יכול לייצר הרמוניות חזקות של פי 1, פי 2 ופי 3.
• מכונות גומלין: התנועה הלא סינוסואידלית של בוכנות וגלי ארכובה במנועים ובמדחסים מייצרת באופן טבעי ספקטרום עשיר של הרמוניות.
• בעיות חשמל: בעיות במנועי AC עלולות ליצור הרמוניות של תדר הקו (למשל, 120 הרץ במערכת של 60 הרץ).
• משפשפים: שפשוף קל וחלקי יכול ליצור סדרה של הרמוניות מסדר גבוה, לפעמים עד פי 10, פי 20 או אפילו יותר.

שיקולי ניתוח

בעת ניתוח הרמוניות, חשוב לקחת בחשבון:

• איזו הרמוניה היא דומיננטית? התשובה מצביעה על תקלות פוטנציאליות שונות.
• כמה הרמוניות קיימות? מספר גדול מצביע על רפיון או עיוות חמור.
• מהי מגמת האמפליטודה? עלייה במשרעת ההרמוניות לאורך זמן מצביעה על החמרה במצב.
• האם הם רדיאליים או ציריים? לדוגמה, חוסר יישור מראה לעתים קרובות רעידות ציריות גבוהות, בעוד שחוסר איזון הוא בעיקר רדיאלי.

על ידי בחינת התבנית המלאה של תדרים בסיסיים והרמוניים, אנליסט ויברציות יכול לאבחן בעיות במכונה ברמת ביטחון גבוהה.

← חזרה לאינדקס הראשי