הבנת מהירות הסיבוב (1X)
מהירות הרוטור הוא התדר הבסיסי ב ניתוח רעידות המתאימה למהירות הסיבוב של ציר המכונה — התדר שבו הציר משלים סיבוב מלא אחד. במונחי רטט, היא נכתבת כמעט תמיד כ- 1X. זוהי נקודת הייחוס של כמעט כל אבחנה: ברגע שיודעים היכן ממוקם 1X ב- ספקטרום, את מרבית התדרים האחרים המעניינים ניתן לקרוא ככפולות של (הרמוניות) או שברים (תת-הרמוניות) ממנו.
1. הגדרה: מהי מהירות סיבוב?
אם מאוורר פועל במהירות של 1800 סיבובים לדקה (RPM), תדר מהירות הסיבוב 1X שלו הוא 1800 CPM (מחזורים לדקה), השקול ל-30 הרץ (1800 ÷ 60). המרה זו מתבטאת בפשטות ב-Hz = RPM ÷ 60, וכדאי לזכור את שתי היחידות בראש, שכן לעתים הספקטרום מוצג ביחידות CPM ולעתים ביחידות Hz.
תדר 1X משמש כנקודת הייחוס העיקרית כמעט בכל עבודת אבחון. מדידה כמעט לעולם אינה משמעותית כשלעצמה; היא מקבלת משמעות רק כאשר היא מבוטאת ביחס למהירות הציר. זו הסיבה שאיתור 1X הוא הדבר הראשון שמנתח עושה בכל ספקטרום חדש.
2. למה 1X כל כך חשוב?
לתדר 1X יש חשיבות מכיוון שרבות מהתקלות הנפוצות והמשמעותיות ביותר במכונות גורמות לרטט בדיוק בתדר זה. רמה גבוהה בתדר 1X מהווה, כשלעצמה, אינדיקציה ברורה לכך שמשהו אינו תקין — והדפוס של הנתונים הסובבים אותה בדרך כלל מסגיר את מקור הבעיה.
תקלות נפוצות המתבטאות ב-1X כוללות:
- חוסר איזון: הגורם השכיח ביותר לרטט גבוה ב-1X. חלוקת מסה לא אחידה יוצרת וקטור כוח צנטריפוגלי כוח צנטריפוגלי המסובב במהירות הפיר, ומייצר תנודה סינוסואידית נקייה בתדר 1X. חוסר איזון טהור מאופיין בתוכן הרמוני מועט או ללא תוכן הרמוני כלל.
- אי-יישור: לעתים קרובות נשלט על ידי מרכיב 2X חזק, אך חוסר יישור זוויתי ומקביל עלול גם הוא להעלות את ה-1X באופן משמעותי.
- ציר כפוף: מתנהג מבחינה מכנית כמו סוג של חוסר איזון, ויוצר שיא גבוה של 1X (לעתים קרובות עם רכיב 2X חזק צִירִי רכיב המסייע להבדיל ביניהם).
- אקסצנטריות: גלגלת, גלגל שיניים או ליבת רוטור אקסצנטריים יוצרים שיא 1X, שכן נקודת השיא המסתובבת שלהם מפעילה לחץ על המערכת פעם אחת בכל סיבוב.
- תְהוּדָה: אם התדר הטבעי של מבנה תדר טבעי נמצא קרוב למהירות הסיבוב, אפילו עירור קטן בלבד - נניח, חוסר איזון קל - מועצם מאוד ויוצר רטט גבוה מאוד ב-1X. זו הסיבה שהקשר בין 1X לבין כל מהירות קריטית זה כל כך חשוב.
מכיוון שגורמים רבים כל כך חופפים ב-1X, המשרעת לבדה אינה מהווה אבחנה. הצעד המכריע הוא מדידת 1X מופע גם את הפאזה, מה שמבדיל בין חוסר איזון לבין ציר עקום, רגל רכה או תהודה.
3. הרמוניות ותת-הרמוניות של מהירות ריצה
ברגע שזוהה 1X, ניתן לפרש את שאר הספקטרום ביחס אליו:
- הרמוניות (2X, 3X, 4X, …): כפולות שלמות של מהירות הסיבוב. בדרך כלל הן מצביעות על אי-יישור (2X חזק), רפיון מכני (סדרה ארוכה של הרמוניות) ותופעות לא ליניאריות אחרות. ה- המסלול המשפחה ההרמונית היא לעתים קרובות בעלת ערך אבחוני רב יותר מאשר 1X לבדו.
- תת-הרמוניות (0.5X, 1/3X, …): שברים של מהירות הסיבוב, הקשורים בדרך כלל לאי-יציבות של סרט השמן ב- מיסבי החלקה — קלאסי מערבולת שמן מופיע סמוך ל-0.4–0.48X - או עם רפיון בבית המיסב. אלה נכללים בקטגוריה הרחבה יותר של רטט תת-סינכרוני.
תיאור תדרים ככפולות של מהירות בסיסית הוא הבסיס ל ניתוח סדרים. במכונות בעלות מהירות משתנה, חיוני לעקוב אחר הרטט לפי “orders” ולא לפי Hz קבוע, משום שכל שיא הקשור למהירות נע עם הציר בעוד שתהודות מבניות נשארות במקומן - וההבדל הזה הוא בדיוק מה שמאפשר להבחין ביניהן. ה- מחשבון תדר הרמוני ממיר RPM לתדרי הסדרים 1×–10× לעיון מהיר.
4. כיצד מודדים מהירות ריצה?
מהירות הסיבוב נקבעת באחת משתי הדרכים הבאות:
- מתוך ספקטרום הרטט: ברוב המקרים, שיא ברור מתאים לסיבוב הפיר, ולרוב זהו השיא המשמעותי הראשון שהאנליסט מזהה. שיטה זו יעילה כאשר המכונה פועלת במהירות קבועה וידועה.
- שימוש ב- טכומטר: מד סל"ד מספק מדידת מהירות ישירה וברורה על ידי יצירת פולס אחד לכל סיבוב, אשר מועבר אל ה- מנתח רטט. הדבר לא רק מאשר את תדר ה-1X, אלא גם מאפשר שימוש בטכניקות מתקדמות כגון ניתוח פאזות וניתוח סדרים.
שיטת מד הסל"ד היא זו שהופכת את 1X לכלי שימושי ולא רק לכלי תצפית. מכשיר נייד דו-ערוצי כגון ה- Balanset-1A מקבל את אות המהירות שלו מטכומטר אופטי המופעל על פס של סרט מחזיר אור, נועל את נתוני הרעידה לזווית הציר, ומדווח על אמפליטודה ופאזה סינכרוניות של 1×. ייחוס הפאזה הזה הוא בדיוק מה שהופך שיא חוסר איזון 1X לקריאת אמפליטודה-ופאזה ניתנת לחזרה. הפאזה הנמדדת היא פאזה התגובה ביחס לסימן הטאכו — לא זווית הנקודה הכבדה עצמה, משום שהתגובה מפגרת אחרי הנקודה הכבדה במידה התלויה במידת הקרבה של מהירות העבודה לתהודה, ובנוסף לעיכובי מכשור — ולכן משתמשים בשיטת מקדמי ההשפעה (משקולת ניסיון) כדי להמיר את הקריאות הללו ל- משקל תיקון משקולת ניסיון שגודלה ומיקומה ידועים במהלך איזון בשטח.
