הבנת רטט אסינכרוני
הגדרה: מהי רטט אסינכרוני?
רטט אסינכרוני (נקרא גם רטט לא סינכרוני) הוא רֶטֶט בתדרים שאינם כפולות שלמות מדויקות (סדרים) של מהירות סיבוב הציר. שלא כמו רטט סינכרוני מִן לְהוֹצִיא מְשִׁוּוּי מִשְׁקָל אוֹ חוסר יישור (אשר תמיד מופיעה במהירות ריצה של × 1, × 2, × 3), רעידות אסינכרוניות מתרחשות בתדרים שנקבעים על ידי גיאומטריית הרכיב, השפעות אלקטרומגנטיות או מקורות חיצוניים ולא על ידי סיבוב הציר.
הבנת ההבדל בין ויברציה סינכרונית לאסינכרונית היא בסיסית לאבחון מכונות משום שהיא מסייעת בזיהוי מקור הוויברציה: רכיבים סינכרוניים מצביעים על מסה מסתובבת או בעיות גיאומטריות, בעוד שרכיבים אסינכרוניים מצביעים על בעיות באלמנט הגלגול, תקלות חשמליות או השפעות חיצוניות לרוטור עצמו.
מקורות נפוצים של רטט אסינכרוני
1. פגמים במיסב גלגול (הנפוצים ביותר)
המקור העיקרי של רטט אסינכרוני:
- תדירות תקלות מיסבים: BPFO, BPFI, BSF, FTF אינם כפולות מדויקות של מהירות הציר.
- דוּגמָה: מנוע 1800 סל"ד (30 הרץ), BPFO עשוי להיות 107 הרץ (מהירות ציר × 3.57, לא מספר שלם)
- ערך אבחוני: תדרים אסינכרוניים מצביעים מיד על בעיית מיסב
- ניתוח מעטפה: טכניקה עיקרית לגילוי רכיבי מיסב אסינכרוני
2. תדרים חשמליים
ויברציה אלקטרומגנטית שאינה קשורה למהירות הציר:
- 2× תדר קו: 120 הרץ (מערכות 60 הרץ) או 100 הרץ (50 הרץ), ללא תלות במהירות המנוע
- דוּגמָה: מנוע דו-קוטבי 60 הרץ פועל במהירות 3550 סל"ד (59.2 הרץ), אך רטט 2×f ב-120 הרץ (מהירות ציר של ×2.03)
- תדירות מעבר מוט: ייתכן שלא מדובר בכפולה שלמה מדויקת
- הרמוניות VFD: תדרי מיתוג שאינם קשורים למהירות הציר
3. מקורות חיצוניים
- ציוד סמוך: רעידות המועברות ממכונות סמוכות
- בניין/יסודות: תהודות מבניות בתדרים קבועים
- פעימות תהליך: גלי לחץ בצנרת
- תהודות אקוסטיות: גלים עומדים בתעלות או במארזים
4. אי יציבות תת-סינכרונית
- מערבולת שמן: בדרך כלל 0.42-0.48× מהירות הציר (לא בדיוק חצי)
- מקציף שמן: נעילה בתדירות טבעית, לא קשורה למהירות הפיר
- אי יציבות אטמים: לעתים קרובות בתדרים שנקבעים על ידי דינמיקת נוזלים
5. רטט אקראי
- קוויטציה: קריסת בועה אקראית, פס רחב
- מְעַרבּוֹלֶת: תנודות זרימה אקראיות
- שִׁפשׁוּף: מגע כאוטי היוצר רטט לא מחזורי
זיהוי בספקטרום
מאפייני הספקטרום
- תדר קבוע: מופיע באותו ערך הרץ ללא קשר לשינויי מהירות
- שינויים בהזמנה: אם המהירות משתנה, תדרים אסינכרוניים משנים את הסדר (× יחס מהירות הציר)
- חלקת מפל מים: רכיבים אסינכרוניים מופיעים כקווים אנכיים; סינכרוניים כאלכסונים
- ספקטרום הזמנות: פיקים אסינכרוניים בסדרים שאינם שלמים (2.47×, 3.57× וכו')
הליך אבחון
- זיהוי מהירות ריצה: מ-1× שיא או טכומטר
- חישוב הזמנות: חלק כל תדר שיא בתדר מהירות הריצה
- סדרי מספרים שלמים: רטט סינכרוני (1.00×, 2.00×, 3.00×)
- סדרים שאינם שלמים: רטט אסינכרוני (2.47×, 3.57× וכו')
- התאמה לסוגי תקלות: השווה תדרים מחושבים לתדרים של מיסבים, תדרים חשמליים וכו'.
משמעות אבחנתית
פגמי מיסב
- תדרים אסינכרוניים ב-BPFO, BPFI, BSF מצביעים מיד על בעיית מיסב
- חשב תדירות מיסבים והשווה לשיאים שנצפו
- התאמה בטווח של ±5% מאשרת את תקלת המיסב
- הרמוניות ופסי צד מספקים אישור נוסף
בעיות אלקטרומגנטיות
- תדר קו כפול ב-100/120 הרץ מצביע על בעיות בסטטור או במרווח אוויר
- תדר קבוע ללא תלות בשינויי מהירות
- ניתוח זרם מאשר את מקורו החשמלי
רטט חיצוני
- שיאים שאינם קשורים למהירות המכונה או למסבים
- עשוי להתאים למהירויות ציוד בקרבת מקום
- נדרשת חקירת המקור
- נדרש בידוד או תיקון מקור
טכניקות ניתוח לתנודות אסינכרוניות
ניתוח מעטפה
- טכניקה עיקרית לגילוי פגמי מיסב
- משפר השפעות חוזרות ונשנות אסינכרוניות
- מדכא רכיבים סינכרוניים בתדר נמוך
- חושף בבירור את תדרי המיסוב
תאוצה בתדר גבוה
- פגמי מיסב אסינכרוניים לעיתים קרובות בתחום התדרים הגבוהים (> 1 קילוהרץ)
- השתמשו במדי תאוצה ובהגדרות Fmax גבוהות
- מזהה פגיעות ותהודות בתדר גבוה
ניתוח צפסטרום
- יעיל למציאת דפוסים מחזוריים באותות אסינכרוניים
- מזהה משפחות של הרמוניות או פסי צד
- שימושי עבור חתימות מיסבים וגלגלי שיניים מורכבות
דוגמאות מעשיות
מנוע עם פגם במיסב
- מהירות ריצה: 1750 סל"ד (29.17 הרץ)
- רכיבים סינכרוניים: 1× ב-29.17 הרץ, 2× ב-58.34 הרץ
- רכיב אסינכרוני: שיא ב-107 הרץ (מהירות פיר × 3.67)
- אִבחוּן: 107 הרץ תואם את BPFO המחושב → פגם בגזע החיצוני
- אִשׁוּר: אופי אסינכרוני מאשר את בעיית המיסב, לא הרוטור
מנוע VFD במהירות משתנה
- מהירות המנוע משתנה בין 1200 ל-1800 סל"ד
- שיא 1× נע במהירות (סינכרוני)
- שיא של 120 הרץ נשאר קבוע (תדר קו אסינכרוני 2×)
- אבחון: רכיב אלקטרומגנטי מאספקת מתח של 60 הרץ
ויברציה אסינכרונית מייצגת סוג נפרד של ויברציות מכונות בעלות השלכות אבחנתיות ייחודיות. זיהוי רכיבים אסינכרוניים באמצעות יחסים שאינם בסדר שלם, תדרים קבועים למרות שינויי מהירות, או מאפיינים אנכיים בתרשימי מפל מאפשר זיהוי מדויק של פגמי מיסב, בעיות חשמליות והשפעות חיצוניות, תוך הנחיית אסטרטגיות אבחון ותיקון מתאימות.