הבנת תדירות בניתוח רטט
תֶדֶר הוא מידה של כמה פעמים מתרחש אירוע חוזר ביחידת זמן נתונה — ב ניתוח רעידותהוא מכמת עד כמה מהר עצם מתנדנד. זהו הפרמטר החשוב ביותר לאבחון סיבת השורש של תקלה במכונה. בעוד ש משרעת מגלה לך את חומרה של רטט, התדר מספר לך את המקור. קרא ערך משרעת ותדע עד כמה הבעיה חמורה; קרא את תדרה ותדע מהי הבעיה.
1. הגדרה: מהו תדר רטט?
התדר מתאר את קצב תנועה מחזורית — מספר מחזורי התנדנדות שלמים שחלק מתנדנד מבצע ביחידת זמן. רוטור המסתובב ב-1,800 סל"ד מבצע שלושים סיבובים בשנייה, כך שהכוח שהוא מייצר פעם אחת לסיבוב חוזר שלושים פעמים בשנייה. כל רכיב מחזורי הטמון בתוך צורת גל זמן בעל תדר משלו, והפרדת רכיבים אלה היא הבסיס לכל עבודת אבחון.
וחשוב מכך, התדר בלתי תלוי במשרעת. רטט יכול להיות עז או כמעט בלתי מורגש בדיוק באותו תדר; מה שמשתנה כאשר תקלה גדלה הוא בדרך כלל המשרעת, בעוד התדר נשאר קבוע בהתאם למנגנון הפיזי המייצר אותו. יציבות זו היא בדיוק מה שהופך את התדר לטביעת אצבע אמינה כל כך.
2. כוח האבחון של התדר
הנושא הבסיסי של אבחון רטט הוא שרכיבים מכניים וחשמליים שונים מייצרים רטט בתדרים ספציפיים וניתנים לחיזוי כאשר הם מתחילים להיכשל. על-ידי זיהוי אילו תדרים קיימים בחתימת הרטט של מכונה — ועד כמה כל אחד מהם חזק — יכול האנליסט לאתר במדויק את הרכיב הגורם לבעיה. הדבר דומה מאוד לאופן שבו רופא משתמש בסטטוסקופ כדי להקשיב לקולות המסגירים מצבים שונים.
לכל תקלה פוטנציאלית חתימת תדר אופיינית:
- חוסר איזון: בעיה בכלל המכלול המסתובב, כגון חוסר איזון, מופיעה בתדירות סיבוב הציר — 1× מהירות סיבוב.
- חוסר יישור: בעיה בצימוד בין שני צירים, כגון אי-יישור, בדרך כלל מופיע בכפל מהירות ההפעלה (2×), לעיתים קרובות עם 3×.
- פגמי מיסב: פגם במסב גלגול יוצר תדרי תקלות מיסבים נקבע על ידי גיאומטריית המסילה והכדורים ומהירות הציר.
- בעיות bánh răng: שיניים מתושבות יוצרות אנרגיה ב- תדר השתלבות גלגלי השיניים (GMF) — מספר השיניים כפול מהירות הגלגל — לעיתים קרובות עם פסים צדדיים.
מכיוון שחתימות אלו אינן חופפות לעיתים נדירות, ספקטרום יחיד ברזולוציה טובה יכול להפריד בין חוסר איזון, ליסגוד ומסב כושל — מבלי לפתוח את המכונה כלל.
3. יחידות התדירות
תדירות מבוטאת במספר יחידות, ואנליסט מעשי צריך להיות שולט בכולן.
הרץ (Hz)
היחידה הבינלאומית (SI). הרץ אחד שווה מחזור אחד לשנייה. זהו התקן בהקשרים מדעיים ורוב מכשירי המדידה, והוא היחידה המשמשת על ציר התדירות של FFT.
מחזורים לדקה (CPM)
נפוץ בתחזוקה תעשייתית משום שהוא קשור ישירות למהירות הסיבוב, המצוינת בסיבובים לדקה (RPM). מכיוון שדקה מכילה 60 שניות, ההמרה היא פשוט CPM = Hz × 60. רטט ב-30 Hz שווה אפוא ל-1,800 CPM — ובמכונה הפועלת ב-1,800 rpm, פיק זה נמצא בדיוק במהירות הסיבוב, שקל יותר לזהות ב-CPM מאשר ב-Hz.
סדרים
סדרים הם כפולות של מהירות הסיבוב של המכונה: מהירות הסיבוב היא הסדר הראשון, פי שניים הסדר השני, וכן הלאה. היתרון הוא שהסדרים נשארים קבועים אפילו כשהמכונה משנה מהירות — חוסר איזון מופיע תמיד בסדר הראשון בין אם הציר מסתובב ב-900 או 3,600 rpm, בעוד תדירותו ב-Hz משתנה. הדבר הופך את הסדרים לחיוניים לציוד במהירות משתנה, והוא הבסיס של ניתוח סדרים. חפשי מחשבון תדר הרמוני ממיר RPM לתדירויות ×1 עד ×10 שלו בצעד אחד, ו- ממיר יחידות רטט מטפל בהמרות בין Hz ל-CPM.
4. כיצד נקבעת התדירות
התדירויות הגנוזות בתוך אות הרטט מחולצות בעזרת התמרת פורייה מהירה (FFT). ח מד תאוצה לוכד את גל הזמן הגולמי, ואלגוריתם ה-FFT מפרק אותו ל- ספקטרום התדרים — גרף המציג כל תדר בודד המרכיב את הרטט המורכב, כאשר גובה כל פסגה מראה כמה אנרגיה מרוכזת בה. הטכנאי מתאים לאחר מכן פסגות אלו לחתימות התקלות המפורטות לעיל. בשטח, מכשיר נייד דו-ערוצי כגון Balanset-1A מבצע את ה-FFT במקום, ומודד ספקטרה מכ-5 Hz ועד 1000 Hz, כך שניתן לקרוא ישירות על המכונה את פסגת מהירות הריצה ואת הרמוניות שלה, כאשר פולס הטכומטר מפר-מחזור מזהה במדויק איזו פסגה היא 1×.
5. הקשר בין תדר, מהירות ותאוצה
עבור רמת אנרגיית רטט נתונה, האמפליטודות של תְזוּזָה, מהירות, ו תאוצה תלויות מאוד בתדר, ולכן כל יחידה שולטת בתחום תדרים שונה:
- תדרים נמוכים: תזוזה היא הגדולה ביותר, ולכן היא היחידה הטבעית לתנועת ציר איטית.
- תדרים בינוניים: מהירות היא הגדולה ביותר והאחידה ביותר, ולכן חומרת הרטט תקנים כגון ISO 20816 (היורש המודרני של ISO 10816) מעריכים את בריאות המכונה הכוללת במהירות mm/s.
- תדרים גבוהים: תאוצה היא הגדולה ביותר, מה שהופך אותה ליחידה המועדפת לטונים של מיסבים וגלגלי שיניים.
בחירת היחידה השגויה לתחום תדרים עלולה לקבור תקלה אמיתית ברצפת הרעש; בחירת היחידה הנכונה גורמת לאותה תקלה לבלוט בבירור מהגרף. מובן כך, התדר הוא המפתח שפותח את הפוטנציאל האבחוני של ניתוח רטט — והופך אות גולמי ומסובך למידע תחזוקתי ניתן לפעולה.
