הבנת ניתוח הזמנות עבור מכונות בעלות מהירות משתנה

הגדרה: מהו ניתוח הזמנות?

ניתוח הזמנות היא טכניקת ניתוח רעידות מיוחדת המשמשת למכונות הפועלות במהירויות משתנות. במקום לשרטט את משרעת הרעידות כנגד ציר תדר קבוע (בהרץ או ב-CPM), היא משרטטת את המשרעת כנגד "הזמנות". לְהַזמִין הוא כפולה של מהירות הסיבוב העיקרית של המכונה. לדוגמה, הסדר הראשון הוא הרטט המתרחש בדיוק במהירות הריצה (1x), הסדר השני הוא במהירות כפולה ממהירות הריצה (2x), וכן הלאה.

מדוע FFT סטנדרטי מהווה בעיה עבור מכונות בעלות מהירות משתנה?

ניתוח סטנדרטי של התמרת פורייה מהירה (FFT) פועל על ידי דגימת נתונים על פני פרק זמן קבוע. זה עובד בצורה מושלמת עבור מכונות במהירות קבועה. עם זאת, אם מהירות המכונה משתנה במהלך תקופת איסוף הנתונים, ספקטרום ה-FFT המתקבל הופך ל"מרוח". רכיב רטט הקשור ישירות למהירות הריצה (כמו חוסר איזון ב-1x) יתפזר באנרגיה שלו על פני מספר תחומי תדר ככל שהמהירות משתנה, וכתוצאה מכך ייווצר שיא רחב בעל משרעת נמוכה שקשה לקרוא ולנתח בצורה מדויקת. ניתוח סדר פותח כדי לפתור בעיה ספציפית זו.

הפתרון: מעקב אחר הזמנות

ניתוח הזמנות מסתמך על טכניקה הנקראת מעקב אחר הזמנותזה דורש חיישן שני, א טכומטר (או "טאצ'ו"), המספק פולס של פעם אחת לכל סיבוב מהציר המסתובב. מנתח הרטט משתמש באות טאצ'ו זה כבסיס זמן דינמי. במקום לדגום נתונים על סמך שעון פנימי קבוע (למשל, כל אלפיות השנייה), הוא דוגם נתונים על סמך זווית הסיבוב של הציר (למשל, כל דרגת סיבוב). תהליך זה ידוע גם בשם דגימה מחדש בתחום הזווית.

על ידי סנכרון איסוף הנתונים לתנועה בפועל של הציר, הספקטרום המתקבל הוא במונחים של סדרים, לא תדירות. כעת, אם המכונה מאיצה או מאטה, שיא חוסר האיזון של פי 1 יישאר שיא חד וברור בסל מסדר ראשון, ובכך יבטל לחלוטין את אפקט המריחה.

יישומים מרכזיים של ניתוח הזמנות

ניתוח הזמנות חיוני לכל מכונה שאינה פועלת במהירות קבועה אחת. יישומים נפוצים כוללים:

• בדיקות רכב ומנוע: ניתוח רעידות המנוע, תיבת ההילוכים ומערכת ההינע על פני כל טווח הסל"ד.
• טורבינות רוח: מהירות הרוטור משתנה ללא הרף עם מהירות הרוח, מה שהופך את ניתוח הסדר לחיוני.

– ניתוח ריצה והפלת מכונה: ניתוח נתוני רטט בעת הפעלה או כיבוי של מכונה הוא דרך יעילה לזהות מהירויות קריטיות ותהודות. ניתוח סדר הופך את הגרפים הללו (כמו גרפי Bode ו-Waterfall) לברורים וקלים לקריאה.

• מכונות גומלין: ניתוח מדחסים ומנועים שבהם המהירות הרגעית יכולה להשתנות.
• ציוד כבד: ציוד לעבודות עפר, רכבי כרייה ומכונות אחרות עם הנעות בעלות מהירות משתנה.

כיצד מוצגים נתוני ניתוח הזמנות?

תוצאות ניתוח ההזמנות נראות בדרך כלל בכמה דרכים:

• ספקטרום הזמנות: גרף של אמפליטודה לעומת סדרים, בדומה ל-FFT סטנדרטי אך עם סדרים על ציר ה-x.
• מפל או מפל אשד: גרף תלת-ממדי המציג סדרה של ספקטרום סדרות מוערמות זו על גבי זו ככל שמהירות המכונה משתנה. זה מראה בבירור כיצד המשרעת של כל סדר משתנה עם הסל"ד.
• עלילת בודה: גרף המשמש בבדיקות הפעלה/התרחקות המציג את האמפליטודה והפאזה של הזמנה ספציפית (בדרך כלל 1x ו-2x) כפונקציה של מהירות המכונה.
• דיאגרמת קמפבל: גרף מיוחד המכסה את קווי הסדר מעל התדרים הטבעיים של המערכת כדי לזהות בבירור נקודות תהודה פוטנציאליות (במקומות בהם קו סדר חוצה קו תדר טבעי).

ניתוח הזמנות הוא כלי רב עוצמה וחיוני לאבחון מדויק של תקינותה של כל מכונה הפועלת במגוון מהירויות.

← חזרה לאינדקס הראשי