ניתוח פעימות ברעידות: גורמים וזיהוי

הגדרה: מהי פעימת ויברציה?

בהקשר של ניתוח ויברציות, א לְהַכּוֹת אוֹ הַכָּאָה היא תופעה ייחודית המאופיינת בעלייה וירידה תקופתיים במשרעת של אות רטט. אפנון זה מתרחש כאשר שני אותות רטט נפרדים בתדרים קרובים מאוד, אך לא זהים, נוכחים בו זמנית ומשתלבים זה עם זה. צורת הגל המתקבלת נראית כמו גל סינוס יחיד שהמשרעת שלו עולה ויורדת באיטיות בתבנית קצבית.

הפיזיקה שמאחורי המכות

פעימה היא תוצאה של התאבכות בונה והרסנית. כאשר שיאי שני גלי הרטט מתיישרים (בפאזה), האמפליטודות שלהם מצטברות יחד, וכתוצאה מכך משרעת כוללת גבוהה יותר. כאשר שיא של גל אחד מתיישר עם שקע של השני (לא בפאזה), הם מבטלים זה את זה, וכתוצאה מכך משרעת כוללת נמוכה יותר. מחזור מתמשך זה של חיזוק וביטול יוצר את דפוס הצליל והרטט האופייניים של "פעימה" או "שרבוט".

תדירות אפנון האמפליטודה הזו, המכונה תדירות פעימות, שווה להפרש המוחלט בין שני תדרי המקור.

תדר פעימה = |תדר 1 – תדר 2|

לדוגמה, אם שתי מכונות מייצרות ויברציות בתדרים של 29.5 הרץ ו-30.5 הרץ, תדר הפעימה המתקבל יהיה |29.5 – 30.5| = 1.0 הרץ. משמעות הדבר היא שמשרעת הוויברציה הכוללת תעלה ותרד פעם בשנייה.

סיבות נפוצות למכות במכונות תעשייתיות

נוכחות של תדר פעימה היא רמז אבחוני חשוב משום שהיא מצביעה על קיומם של שני תדרי דחיפה צמודים זה לזה. מקורות נפוצים בסביבות תעשייתיות כוללים:

• מספר מכונות על מבנה משותף: הדוגמה הקלאסית ביותר היא שתי משאבות או מאווררים בעלי עיצובים זהים הפועלים על אותה פלטפורמה או מערכת צנרת. אם מהירויות הפעולה שלהם שונות במקצת (למשל, 1780 סל"ד ו-1785 סל"ד), הן ייצרו פעימה בתדר נמוך.
• מנועים חשמליים: פעימות יכולות להתרחש בין תדר הסיבוב של המנוע לתדר חשמלי, כגון תדר מעבר הקטבים במנוע אינדוקציה.
• משאבות או מדחסים רב-שלביים: אינטראקציה בין שלבים שונים הפועלים במהירויות אפקטיביות שונות במקצת.
• תיבות הילוכים: אינטראקציה בין שני מערכות גלגלי שיניים עם מספר דומה של שיניים.
• פעימות הידראוליות או אווירודינמיות: אינטראקציה בין שני מקורות שונים של טורבולנציה הקשורה לזרימה.

כיצד לזהות פעימות בנתוני רטט

ניתוח צורת גל בזמן

צורת הגל של הזמן היא הדרך הישירה ביותר לצפות בפעימות. האות יציג דפוס ברור וחוזר של אפנון אמפליטודה. הזמן בין שני שיאי אמפליטודה רצופים (או שפלים) הוא תקופת תדר הפעימות.

ניתוח ספקטרום תדרים (FFT)

בספקטרום התדרים, פעימה תופיע כ- שתי פסגות נפרדות הממוקמות קרוב מאוד זו לזוייתכן של-FFT סטנדרטי אין רזולוציה מספקת כדי להפריד ביניהם, מה שיגרום להם להופיע כשיא יחיד ורחב. כדי לאבחן כראוי פעימה, על האנליסט להשתמש ב-FFT ברזולוציה גבוהה (על ידי הגדלת מספר הקווים הספקטרליים). פעולה זו תפתור בבירור את שני רכיבי התדר הבודדים הגורמים לפעימה.

האם מכות הן בעיה?

פעימה כשלעצמה אינה פגם, אלא סימפטום של תדרים אינטראקטיביים. עם זאת, היא יכולה להיות בעייתית:

• רעש מעצבן: הצליל העולה והיורד יכול להיות מורגש ומרגיז יותר עבור אנשי צוות מאשר רעש מתמיד.
• חששות לגבי משרעת שיא: המשרעת המקסימלית במהלך שלב ההפרעה הבונה יכולה להיות כמעט כפולה ממשרעת האותות הבודדים. רמת שיא זו עלולה לחרוג ממגבלות האזעקה או לגרום ללחץ מוגזם על רכיבים, גם אם הרטט הממוצע מקובל.
• הסתרת בעיות אחרות: האות המשתנה יכול לפעמים להקשות על זיהוי בעיות רטט בסיסיות אחרות.

פתרון פעימה בעייתית כרוך בדרך כלל בזיהוי שני תדרי המקור וניסיון לשנות את המהירות של אחת המכונות או להכניס ריסון כדי למתן את שיאי האמפליטודה.

← חזרה לאינדקס הראשי