מהו ניתוח רעידות?

תשובה מהירה

ניתוח רטט הוא תהליך המדידה והפירוש של תנודות מכניות של מכונות מסתובבות כדי לאבחן תקלות ללא פירוק. שימוש FFT (טרנספורמציית פורייה מהירה), אות הרטט המורכב מפורק לרכיבי תדר בודדים. כל תקלה מייצרת "טביעת אצבע" ספקטרלית אופיינית: לְהוֹצִיא מְשִׁוּוּי מִשְׁקָל במהירות של × 1 סל"ד, חוסר יישור ב-2×, רפיון כהרמוניות מרובות, פגמי מסבים בתדרים לא סינכרוניים. ה- באלאנסט-1א מבצע גם איזון וגם ניתוח ספקטרום במכשיר נייד אחד.

כל מכונה מסתובבת רוטטת. במכונה תקינה, הרטט נמוך ויציב - "חתימת הפעולה" הרגילה שלו. ככל שמתפתחים פגמים, הרטט משתנה בדרכים צפויות. על ידי מדידה וניתוח של שינויים אלה, אנו יכולים לזהות את שורש הבעיה, לחזות כשל ולתזמן תחזוקה לפני תקלה קטסטרופלית. זהו הבסיס של תחזוקה חזויה.

FFT: ליבת ניתוח הספקטרום

חיישן רטט (מד תאוצה) ממיר תנודה מכנית לאות חשמלי. זה, המוצג לאורך זמן, הוא צורת גל — עקומה מורכבת, לכאורה כאוטית, כאשר קיימים מספר תקלות. FFT (טרנספורמציית פורייה מהירה) מפרקת את האות המורכב הזה לרכיבים סינוסואידליים בודדים, שלכל אחד מהם תדר ואמפליטודה משלו.

חשבו על FFT כעל מנסרה המפצלת אור לבן לקשת בענן. צורת הגל המורכבת היא "אור לבן" - FFT חושף את ה"צבעים" (התדרים) האינדיבידואליים המוסתרים בפנים. התוצאה היא ה... ספקטרום הרטט — כלי האבחון העיקרי.

תדר סיבובי
f₁ₓ = סל"ד / 60 (הרץ)
1× = תדר סיבוב הציר - ערך הייחוס לכל ניתוח ספקטרלי

פרמטרים מרכזיים של הספקטרום

  • תדר (ציר X, הרץ): באיזו תדירות מתרחשות תנודות. קשור ישירות למקור. 1× = מהירות הציר. 2× = כפול מהירות הציר.
  • אמפליטודה (ציר Y, מ"מ/שנייה RMS): עוצמת הרטט בכל תדר. שיאים גבוהים יותר = יותר אנרגיה = מצב חמור יותר.
  • תוֹרַת הַרמוֹנִיָה: כפולות שלמות של התדר הבסיסי: 2× (שני), 3× (שלישי), 4× וכו'. נוכחותן וגובהן היחסי נושאים מידע אבחוני.
  • פאזה (°): קשר תזמון בנקודות מדידה שונות. חיוני להבחנה בין חוסר איזון (בפאזה) לבין חוסר יישור (180°).

יחידות מדידת רטט: תזוזה, מהירות, תאוצה

ניתן למדוד רעידות כשלושה פרמטרים פיזיקליים שונים. כל אחד מהם מדגיש טווחי תדרים שונים, מה שהופך אותם למתאימים למשימות אבחון שונות. הבנת מתי להשתמש באיזה פרמטר היא בסיסית לניתוח יעיל.

📏 תזוזה

מיקרומטר (שיא-לשיא) או מיל
טווח הטוב ביותר: 1–100 הרץ

מודד כיצד רָחוֹק המשטח נע. מדגיש תדרים נמוכים - אידיאלי למכונות בעלות מהירות נמוכה, ניתוח מסלולי פיר ומדידות קרבה על מיסבי הזזה. 1 מיל = 25.4 מיקרומטר.

📈 מהירות

מ"מ/שנייה (RMS)
טווח הטוב ביותר: 10–1000 הרץ

מודד כיצד מָהִיר פני השטח זזים. ה פרמטר סטנדרטי לניטור כללי של מכונות לפי תקן ISO 10816. תגובת תדר שטוחה מעניקה משקל שווה לרוב סוגי התקלות. Balanset-1A מודד ב-mm/s RMS.

💥 תאוצה

מ"ש² או g (RMS/שיא)
טווח הטוב ביותר: 500 הרץ – 20 קילוהרץ+

מודד את כּוֹחַ של רעידות. מדגיש תדרים גבוהים — אידיאלי לפגמים מוקדמים במסבים, רשת גלגלי שיניים ופגיעות. 1 g = 9.81 מ"ש². משמש לניתוח מעטפת/דה-מודולציה.

מתי להשתמש בכל פרמטר
פָּרָמֶטֶריְחִידָהטווח תדריםהטוב ביותר עבורסטנדרטים
תְזוּזָהמיקרומטר pk-pk1–100 הרץמכונות איטיות (< 600 סל"ד), מסלול פיר, גלאי קרבה, מיסבי ג'ורנלISO 7919 (רטט פיר)
מְהִירוּתמ"מ/שנייה RMS10–1000 הרץניטור כללי של מכונות — חוסר איזון, חוסר יישור, רפיון. פרמטר ברירת מחדל.ISO 10816, ISO 20816
תְאוּצָהg או מ"ש² RMS500 הרץ – 20 קילוהרץפגמי מיסבים מוקדמים, תדר השתלבות גלגלי השיניים, פגיעות, מכונות במהירות גבוההISO 15242 (רטט מיסבים)
המרה בתדר יחיד
v = 2πf · d | a = 2πf · v = (2πf)² · d
d = תזוזה (מ'), v = מהירות (מ'/שנייה), a = תאוצה (מ'/שנייה²), f = תדירות (הרץ)
💡 כלל אצבע

אם יש לך רק חיישן אחד ופרמטר אחד לבחור - בחר מהירות (מ"מ/שנייה RMS). הוא מכסה את המגוון הרחב ביותר של תקלות נפוצות עם תגובה שטוחה. ה-Balanset-1A משתמש בפרמטר זה כפרמטר מקורי שלו. הוסף מדידת תאוצה רק כאשר אתה צריך לזהות פגמים בשלב מוקדם של מיסבים או גלגלי שיניים בתדרים גבוהים.

טכניקת מדידה עם Balanset-1A

מיקום חיישן

איכות האבחון תלויה לחלוטין באיכות המדידה. כוחות הרטט מועברים דרך מיסבים, לכן יש להתקין חיישנים על בתי מיסב - קרוב ככל האפשר למיסב, על המבנה הנושא את העומס (לא על כיסויים או צלעות קירור).

  • הכנת פני השטח: נקי, שטוח, ללא פתיתי צבע. הבסיס המגנטי חייב להיות צמוד למשטח.
  • אופקי רדיאלי (H): ניצב לציר, מישור אופקי. לרוב בעל האמפליטודה הגבוהה ביותר.
  • אנכי רדיאלי (V): ניצב לציר, מישור אנכי.
  • צירי (A): מקביל לציר. קריטי לגילוי חוסר יישור.
💡 טריק אבחון דו-ערוצי

ל-Balanset-1A יש 2 ערוצים. לצורך אבחון, יש להרכיב את שני החיישנים על אוֹתוֹ מיסב - אחד רדיאלי, אחד צירי. זה נותן ספקטרום רדיאלי + צירי בו זמנית, המאפשר זיהוי מיידי של חוסר יישור.

מצבי Balanset-1A לאבחון

  • F1 — מנתח ספקטרום: תצוגת FFT מלאה. מצב האבחון העיקרי.
  • F5 — ויברמטר: הערכה מהירה. השווה בין V1s (RMS כולל) לבין V1o (1×). אם V1s ≈ V1o → חוסר איזון. אם V1s ≫ V1o → תקלות אחרות.
  • F8 — תרשימים: ספקטרום מפורט + צורת גל בזמן. מתאים ביותר לדפוסים הרמוניים ותדרי מיסבים.
⚠️ V1s לעומת V1o - בדיקת האבחון הראשונה

לפני האיזון, השוו את V1s עם V1o. אם V1s ≫ V1o (למשל, 8 לעומת 2 מ"מ/שנייה), רוב הרעידות אינן נובעות מחוסר איזון. איזון לא יפתור את זה - בדקו את הספקטרום המלא.

ניתוח פאזות — המבדיל האבחוני

התדירות אומרת לך מַה רוטט; הפאזה אומרת לך אֵיך. שתי תקלות יכולות לייצר ספקטרומים זהים (שניהם נשלטים על ידי 1×) - רק ניתוח פאזה מבדיל ביניהם. פאזה היא היחס הזוויתי בין רעידות בנקודות מדידה שונות, הנמדד במעלות (0°–360°).

🧭 שלב → טבלת ייחוס לאבחון
קשר פאזהנקודות מדידהאִבחוּןהֶסבֵּר
0° (בפאזה)מיסב 1 ↔ מיסב 2 (רדיאלי)חוסר איזון סטטישני המיסבים נעים יחד בסנכרון - נקודה כבדה אחת במרכז הרוטור. תיקון מישור יחיד.
~180° (אנטי-פאזה)מיסב 1 ↔ מיסב 2 (רדיאלי)חוסר איזון דינמי (זוגי)המיסבים מתנדנדים בכיוונים מנוגדים - שתי נקודות כבדות במישורים שונים יוצרות צמד כוחות מתנדנד. נדרש תיקון בשני מישורים.
~90°אופקי ↔ אנכי (אותו מיסב)חוסר איזון (כל סוג)תקין לחוסר איזון - וקטור הכוח מסתובב עם הציר, ויוצר ~90° בין H ל-V באותה נקודה.
~180°משני צדי המצמד (רדיאלי)חוסר יישור מקבילכוחות המצמד דוחפים את הצירים זה מזה בכיוונים רדיאליים מנוגדים. פאזה של 180° על פני המצמד עם 2× גבוה היא הסימן המובהק.
~180°משני צדי המצמד (צירי)חוסר יישור זוויתיצירים דוחפים/מושכים לסירוגין בצורה צירית. צימוד צירי של 180° עם רכיבים גבוהים של ×1 ו-×2 הוא מכריע.
0°משני צדי המצמד (צירי)לא חוסר יישורשני הצדדים נעים באותו כיוון צירי - סביר להניח צמיחה תרמית, עומס צנרת או רגל רכה. לא חוסר יישור זוויתי.
תנודתי / לא יציבנקודות עקביות כלשהןרפיון מכניקריאות פאזה קופצות באופן אקראי בין מדידות — מאפיין של הלמות במפרקים רופפים. פאזה לא יציבה = רפיון.
נסחף לאטבכל נקודה, לאורך זמןתהודה או אפקטים תרמייםשינוי פאזה הדרגתי במהלך החימום מצביע על שינוי קשיחות מבנית עם הטמפרטורה (חוסר יישור תרמי).
עקבי, לא 0/180°מיסב 1 ↔ מיסב 2חוסר איזון משולב: סטטי + מומנטיפאזה בין 0° ל-180° מצביעה על שילוב של רכיבים סטטיים ורכיבים זוגיים — דורשת איזון דו-מישורי.
💡 מדידת פאזה עם Balanset-1A

ה-Balanset-1A מציג פאזה ב-1× (ערך F1 במצב ויברמטר) תוך שימוש בטכומטר כנקודת ייחוס. כדי להשוות פאזה בין שני מיסבים, מדדו כל מיסב באותו כיוון (למשל, אופקי) כאשר הטכומטר נמצא על אותו סימן ייחוס. ההבדל בקריאות הפאזה מגלה את סוג התקלה. אין צורך בתוכנה מיוחדת - פשוט חיסרו את שתי הקריאות.

תקלה 1: חוסר איזון

לִגרוֹם: מרכז המסה מוזז מציר הסיבוב. סבילות ייצור, הצטברות משקעים, שחיקה, להב שבור, אובדן משקל.

ספֵּקטרוּם: שיא דומיננטי בדיוק ב-1× סל"ד. הרמוניות נמוכות מאוד. רעידות רדיאליות. משרעת עולה עם המהירות² (ריבועית). הפאזה יציבה וניתנת לחזרה.

חוסר איזון סטטי (מישור יחיד)

פסגה סינוסואידלית טהורה 1×, צורת גל סינוסואידלית. שני המיסבים בפאזה. תיקון מישור יחיד.

חוסר איזון סטטי — 1× דומיננטי ב-25 Hz (1500 RPM). הרמוניות מינימליות.

חוסר איזון דינמי (דו-מישורי / זוגי)

גם דומיננטי ב-1×, אבל המסבים מחוץ לפאזה ב-~180°. נדרש תיקון דו-מישורי.

חוסר איזון דינמי - דומיננטי ב-1×. ספקטרום דומה לסטטי אך הפאזה שונה במיסבים.

פְּעוּלָה: לְבַצֵעַ איזון רוטור עם Balanset-1A. סבילות דרגת G לכל תקן ISO 1940-1.

תקלה 2: חוסר יישור של הציר

לִגרוֹם: צירי הפירים המחוברים באמצעות מצמד אינם חופפים. הם יכולים להיות מקבילים (היסט) או זוויתיים (נטויים), בדרך כלל שניהם.

חוסר יישור מקביל (רדיאלי)

גבוה 1× ו-2× בכיוון הרדיאלי. 2× לעיתים קרובות ≥ 1×. הזזת פאזה של 180° מעבר לצימוד.

חוסר יישור מקביל - כיוון רדיאלי. 1× חזק ו-2× עם 3× מינורי.

חוסר יישור זוויתי - רדיאלי

1× ו-2× קיימים ברדיאלי, אך 2× בדרך כלל שולט.

חוסר יישור זוויתי - רדיאלי (R). 2× > 1×.

חוסר יישור זוויתי - צירי

רטט צירי ≥ 50% מהרטט הרדיאלי. הפרש פאזה של 180° משני צדי המצמד בכיוון הצירי. זוהי המדידה המבדילה העיקרית.

חוסר יישור זוויתי - צירי (A). גבוה מאוד פי 2 בכיוון הצירי.

פְּעוּלָה: איזון לא יעזור. עצור את המכונה ובצע יישור צירים. בדוק שוב את הרטט לאחר מכן.

תקלה 3: רפיון מכני

לִגרוֹם: אובדן קשיחות מבנית - ברגים רופפים, סדקים ביסודות, מושבי מיסב שחוקים, מרווחים מוגזמים.

רפיון רכיבים

"יער" של הרמוניות - 1×, 2×, 3×, 4×… עד 10×+ עם אמפליטודה יורדת. עשוי להראות תת-הרמוניות של 0.5×.

רפיון רכיבים - הרמוניות רבות 1× עד 10×. שימו לב לתת-הרמוניה 0.5×.

רפיון מבני

דומיננטי ב-1× ו/או 2×. מעט הרמוניות גבוהות יותר. ויברציה אנכית חזקה.

רפיון מבני - 1× ו-2× שולטים. הרמוניקות גבוהות מינימליות.

פְּעוּלָה: בדקו והדקו את ברגי ההרכבה. בדקו את היסודות. בדקו תמיד אם הם רפויים. לִפנֵי מְאַזֵן.

תקלה 4: פגמים במיסב הגלגול

לִגרוֹם: נגיפות, התקלפות, בלאי של מסילות, אלמנטים מתגלגלים או כלוב.

תדירות פגמי מיסבים
BPFO = (n/2)(1 − Bd/Pd·cos α) · fs
BPFI = (n/2)(1 + Bd/Pd·cos α) · fs
BSF = (Pd/2Bd)(1 − (Bd/Pd·cos α)²) · fs
FTF = ½(1 − Bd/Pd·cos α) · fs
n = אלמנטים מתגלגלים | Bd = קוטר כדור | Pd = קוטר צעד | α = זווית מגע | fs = סל"ד/60

פגם במסלול החיצוני (BPFO)

סדרת שיאים ב-BPFO, 2×BPFO, 3×BPFO… אין פסי צד ב-1× (טבעת נייחת). תקלת המיסב הנפוצה ביותר.

פגם במסלול החיצוני - הרמוניות BPFO בתדרים לא סינכרוניים. ללא פסי צד.

פגם במסלול הפנימי (BPFI)

הרמוניות BPFI עם פסי צד של ±1× (טבעת מסתובבת, אפנון אזור עומס). תבנית פסי הצד היא המזהה המרכזי.

פגם במסלול פנימי — הרמוניות BPFI עם פסי צד של ±1× (שיאים קטנים יותר הצמודים לשיאים הראשיים).

פגם באלמנט מתגלגל (BSF)

הרמוניות BSF. 2×BSF לעיתים קרובות דומיננטי. לא סינכרוני. לעיתים קרובות מלווה בנזק למסילה.

פגם באלמנט מתגלגל - הרמוניות BSF. שימו לב ש-2×BSF הוא הגבוה ביותר (נזק לשני אלמנטים).

פגם בכלוב (FTF)

פיקים תת-סינכרוניים (FTF ≈ 0.4× מהירות הציר). תדירות נמוכה. מלווה לעיתים קרובות נזקים אחרים למסבים.

פגם בכלוב - FTF והרמוניות מתחת ל-1× מהירות הציר (תת-סינכרוני).
התקדמות פגם במיסב (4 שלבים)

שלב 1 - תת-שטחי: אזור אולטרסוני (> 5 קילוהרץ). לא נראה ב-FFT סטנדרטי. ניתן לזיהוי באמצעות אנרגיית שיא / ניתוח מעטפת.

שלב 2 - פגם מוקדם: מופיעים תדרי המיסב (BPFO, BPFI). אמפליטודה נמוכה. כאן מתחיל הזיהוי של Balanset-1A.

שלב 3 - מתקדם: הרמוניות מרובות. מתפתחות פסי צד. רצפת הרעש עולה.

שלב 4 - מתקדם: רעש פס רחב. תדרי מיסבים עלולים להיעלם לתוך הרעש. החלפה דחופה.

ניתוח מעטפת (דה-מודולציה) - גילוי מוקדם של מיסבים

ניתוח ספקטרום FFT סטנדרטי מזהה פגמי מיסב משלב 2 ואילך. אך בשלב 1, פגיעות המיסב חלשות מדי מכדי להופיע מעל רצפת הרעש. ניתוח מעטפה (נקרא גם דמודולציה או זיהוי בתדר גבוה, HFD) מרחיב את הזיהוי לשלבים מוקדמים בהרבה.

איך זה עובד

כאשר רכיב מתגלגל פוגע בפגם, הוא מייצר פולס פגיעה קצר שמעורר תהודות מבניות בתדר גבוה (בדרך כלל 5-20 קילוהרץ). תהודות אלו "מצלצלות" לזמן קצר בכל פגיעה. ניתוח מעטפת פועל בשלושה שלבים:

  1. מסנן פס-מעבר: בודדו את פס התהודה בתדר גבוה (למשל, 5-15 קילוהרץ) שבו הפגיעות מהדהדות.
  2. רקטיפיקציה ומעטפת: חלץ את תבנית אפנון האמפליטודה — ה"מעטפת" שעוקבת אחר שיאי הצלצול.
  3. FFT של המעטפה: החל FFT על אות המעטפת. התוצאה מראה את קצב חזרות של פגיעות - אשר שווה לתדירות פגמי המיסב (BPFO, BPFI, BSF, FTF).
מדוע Envelope מזהה מוקדם יותר

בספקטרום הגולמי, פגיעה חלשה ב-BPFO עשויה לייצר 0.1 מ"מ/שנייה - בלתי נראה בתוך רעש מכונה של 2 מ"מ/שנייה. אבל אותה פגיעה מעוררת תהודה ב-8 קילוהרץ שבה אין מקור רטט אחר. לאחר הדה-מודולציה, דפוס החזרה של BPFO עולה בבירור מרקע נקי.

פרמטרים קשורים

  • אנרגיית ספייק (SE): מדידה כוללת של אנרגיית פגיעה בתדר גבוה. ערך מגמה סקלרי. מתאים לסינון "go/no-go".
  • gSE / HFD / PeakVue: שמות שונים לפי היצרן לפרמטרים הנגזרים מניתוח מעטפת. כולם מבוססים על אותו עיקרון.
  • מעטפת תאוצה: ה-Balanset-1A מודד מהירות (mm/s). לניתוח מעטפת מלא, מנתח ייעודי עם קלט תאוצה ויכולת סינון פס-עובר הוא אידיאלי. עם זאת, ה-FFT של ה-Balanset-1A עדיין יכול לזהות ביעילות פגמי מיסב בשלב 2+ בספקטרום המהירות הסטנדרטי.
ספקטרום המעטפת של פגם במסילה הפנימית — הרמוניות BPFI עולות בבירור מאות בתדר גבוה שעבר דה-מודולציה. השווה לספקטרום המהירות הגולמי שבו הן עשויות להיות מוסתרות ברעש.

פְּעוּלָה: בדוק את הסיכה. תכנן את החלפת המיסבים. הגבר את תדירות הניטור.

תקלה 5: פגמים בגלגלי שיניים

לִגרוֹם: שיניים שחוקות, מחוררות או שבורות. אקסצנטריות של גלגל השיניים. GMF = מספר שיניים × סל"ד ציר / 60.

אקסצנטריות של ההילוכים

GMF עם פסי צד ב-±1× ממהירות הציר. גם רכיב ה-1× של גלגל השיניים עשוי להיות מוגבר.

אקסצנטריות של גלגל השיניים — GMF ב-500 הרץ עם פסי צד של ±1×. מוגבה ×1.

בלאי / נזק לשיני גלגל השיניים

הרמוניות GMF מרובות עם פסי צד צפופים. החומרה עולה עם ספירת פסי הצד ואמפליטודתם.

שחיקת גלגלי שיניים - GMF ו- 2×GMF עם מספר פסי צד במרווחים של 1×.

פְּעוּלָה: בדוק את שמן תיבת ההילוכים לאיתור חלקיקים מתכתיים. קבע בדיקה. עקוב אחר מגמת פסי הצד של GMF.

תקלות חשמליות (מנועים)

תקלות אלקטרומגנטיות מייצרות רעידות ב תדר קו 2× (100 הרץ ברשתות של 50 הרץ, 120 הרץ ברשתות של 60 הרץ). בדיקה קריטית: הרטט נעלם מִיָד כאשר החשמל מופסק. תקלות מכניות דועכות בהדרגה.

  • אקסצנטריות של סטטור: תדר קו 2×, משרעת קבועה.
  • פגמים במוטות הרוטור: פסי צד סביב תדר הקו במרווחי תדר החלקה.
  • רגל רכה: הרטט משתנה כאשר רגליות מנוע בודדות משוחררות.

תקלה 7: בעיות הנעת רצועה

לִגרוֹם: רצועות שחוקות, לא מיושרות או לא מתוחות כראוי. הנעות רצועה מייצרות רעידות ב... תדירות מעבר החגורה, שהוא בדרך כלל תדר תת-סינכרוני (מתחת ל-1× מהירות הציר) מכיוון שהחגורה ארוכה יותר מהיקף הגלגלת.

תדירות החגורה
וחֲגוֹרָה = (π · D · RPM) / (60 · L)
D = קוטר הגלגלת (m) | L = אורך הרצועה (m) | RPM = מהירות הגלגלת
פשוט: fחֲגוֹרָה = מהירות היקפית של הגלגלת / אורך הרצועה

חתימות חגורה נפוצות

  • בלאי / פגם ברצועה: שיאים בתדירות החגורה (fחֲגוֹרָה) וההרמוניות שלה (2×, 3×, 4× fחֲגוֹרָה). אלה מופיעים מתחת ל-1× מהירות הפיר - שיאים תת-סינכרוניים הם המדד המרכזי.
  • חוסר יישור רצועה: רעידות ציריות מוגברות ב-1× וב-2× ממהירות הציר. דומה לחוסר יישור ציר אך מוגבל למכונה המונעת על ידי רצועה.
  • מתח לא תקין: רעידות גבוהות של 1× המשתנות באופן דרמטי עם כוונון מתח הרצועה. רצועות מתוחות מדי מגבירות את עומס המסב; רצועות רופפות גורמות לחבטות ולשיאים בתדירות הרצועה.
  • תְהוּדָה: תדר טבעי של הרצועה ("רפרוף" של הרצועה) יכול להיות מעורר אם תהודה של טווח הרצועה עולה בקנה אחד עם מהירות הפעולה. נראה כשיא רחב בתדר הטבעי של הרצועה.
פגם בהנעת הרצועה - שיאים תת-סינכרוניים בתדר הרצועה ובהרמוניות (מתחת ל-1× מהירות הציר ב-25 הרץ).

פְּעוּלָה: בדוק את מצב הרצועה, את המתיחות ואת יישור הגלגלת. החלף רצועות שחוקות. במקרה של בעיות חוזרות ונשנות, ודא את יישור הגלגלת באמצעות כלי לייזר או סרגל ישר.

תקלה 8: קוויטציה במשאבה

לִגרוֹם: בועות אדים נוצרות וקורסות באלימות כאשר הלחץ המקומי יורד מתחת ללחץ האדים של הנוזל - בדרך כלל בנקודת היניקה של המשאבה. כל קריסת בועה יוצרת פגיעה זעירה. אלפי קריסות בשנייה יוצרות רעש פס רחב אופייני.

חתימה ספקטרלית

  • אנרגיה בתדר גבוה בפס רחב: בניגוד לתקלות מכניות (המייצרות שיאים נפרדים), קוויטציה יוצרת רצפת רעש מוגברת על פני טווח תדרים רחב, בדרך כלל מעל 2-5 קילוהרץ. הספקטרום נראה כמו "גבנון" או מישור מוגבה ולא כמו שיאים חדים.
  • אקראי, לא מחזורי: אין הרמוניות, אין קשר למהירות הציר. הרעש נשמע כמו "חצץ" או "פיצוח" - נשמע אפילו ללא מכשירים.
  • אפקטים בתדר נמוך: קוויטציה חמורה עלולה גם לגרום לחוסר יציבות ב-1× ולרעש פס רחב בתדר נמוך כתוצאה מערבולות זרימה.
קוויטציה במשאבה - רעש רחב-פס בתדר גבוה (רצפת רעש מוגבהת מעל 200 Hz). ללא שיאים בדידים - בניגוד לפגמי מיסבים שמציגים תדרים ספציפיים.

פְּעוּלָה: הגברת לחץ היניקה (הורדת משאבה, פתיחת שסתום יניקה, הפחתת הפסדים בצינור היניקה). בדיקת NPSHזָמִין לעומת NPSHדָרוּשׁ. יש להפחית את מהירות המשאבה במידת האפשר. קוויטציה גורמת לנזקי שחיקה מהירים - אין להתעלם מהם.

תקלה 9: מערבולת שמן ושוט שמן (מיסבי ציר)

לִגרוֹם: חוסר יציבות של שכבת הנוזל במיסבי שרוול. טריז שכבת השמן מאלץ את הציר להסתובב בתוך מרווח המיסב בתדר תת-סינכרוני. זה שונה מפגמים במיסבי אלמנט גלגול ומתרחש רק במיסבים חלקים/שרוול.

מערבולת שמן

  • תֶדֶר: בְּעֵרֶך 0.42× עד 0.48× מהירות ציר (לעתים קרובות מצוטטת כ-~0.43×). זהו שיא תת-סינכרוני שעוקב אחר מהירות הציר - אם הסל"ד עולה, תדירות הסחרור עולה באופן פרופורציונלי.
  • ספֵּקטרוּם: שיא יחיד ב-~0.43× שמשתנה עם המהירות. המשרעת עשויה להיות בינונית.
  • מַצָב: מבשר לתופעת שוט שמן (oil whip). בדרך כלל לא הרסני באופן מיידי אך מעיד על חוסר יציבות.

שוט שמן

  • תֶדֶר: ננעל על המהירות הקריטית הראשונה של הרוטור תדר טבעי (מהירות קריטית). בניגוד לסחרור, הוא אינו עוקב אחר מהירות הציר - התדר נשאר קבוע ככל שסל"ד משתנה.
  • ספֵּקטרוּם: שיא תת-סינכרוני גדול במהירות הקריטית הראשונה של הרוטור. משרעת יכולה להיות גבוהה מאוד - הרסנית.
  • מַצָב: מְסוּכָּן. נדרשת פעולה מיידית. עלול לגרום להרס המיסב ולנזק לציר.
מערבולת שמן - שיא תת-סינכרוני ב-~×0.43 ממהירות הציר (≈ 10.7 הרץ עבור 1500 סל"ד). להבדיל מרפיון של ×0.5.
⚠️ מערבולת שמן לעומת רפיון - איך להבחין

שניהם מייצרים שיאים תת-סינכרוניים, אבל: מערבולת שמן נמצא ב-~0.43× (לא בדיוק 0.5×) ועוקב אחר המהירות. רִפיוֹן מייצר פיקים בדיוק ב-0.5×, 1.5×, 2.5× ואינו עוקב אחר המהירות (נשאר בשברים קבועים של 1×). סחרור שמן מתרחש רק במיסבי הזזה/שרוול - אם למכונה יש מיסבי אלמנט גלגול, זה לא יכול להיות סחרור שמן.

פְּעוּלָה: עבור מערבולת שמן: בדוק את מרווח המיסב, צמיגות השמן והעומס. הגדל את עומס המיסב או שנה את צמיגות השמן. עבור שוט שמן: להפחית את המהירות באופן מיידי מתחת לסף הקריטי. התייעץ עם מומחה דינמיקת רוטור.

חומרת רעידות ISO 10816 - טבלת סיווג מלאה

תקן ISO 10816 (שהוחלף על ידי ISO 20816 אך עדיין נפוץ) מגדיר אזורי חומרת רעידות עבור ארבע קבוצות מכונות. רעידות נמדדות כמהירות במ"מ/שנייה RMS על בתי מיסבים. הטבלה שלהלן מציגה את כל גבולות האזורים עבור כל ארבע הקבוצות - השתמשו בה כמקור מידע מהיר בעת הערכת מדידות.

📋 אזורי עוצמת רעידות ISO 10816-3 — כל סוגי המכונות (מ"מ/שנייה RMS)
מחלקת מכונה אזור א'
טוֹב		 אזור ב'
קָבִיל		 אזור ג'
עֵרָנִי		 אזור ד'
סַכָּנָה
מחלקת I
מכונות קטנות ≤ 15 קילוואט
(משאבות, מאווררים, מדחסים)		 ≤ 0.71 0.71 – 1.8 1.8 – 4.5 > 4.5
סוג II
מכונות בינוניות 15–75 קילוואט
(ללא בסיס מיוחד)		 ≤ 1.8 1.8 – 4.5 4.5 – 11.2 > 11.2
סוג III
מכונות גדולות > 75 קילוואט
(יסוד קשיח)		 ≤ 2.8 2.8 – 7.1 7.1 – 18 > 18
דרגה IV
מכונות גדולות > 75 קילוואט
(יסוד גמיש, למשל מסגרת פלדה)		 ≤ 4.5 4.5 – 11.2 11.2 – 28 > 28
📌 כיצד להשתמש בטבלה זו

שלב 1: קבע את סוג המכונה שלך לפי הספק וסוג היסוד.
שלב 2: מדוד את מהירות הרטט הכוללת (מ"מ/שנייה RMS) על כל בית מיסב בכיוון רדיאלי.
שלב 3: מצא את האזור. אזור א' = הופעל לאחרונה או מצוין. אזור ב' = פעולה ארוכת טווח ללא הגבלה. אזור ג' = מקובל רק לפרקי זמן מוגבלים — יש לתזמן תחזוקה. אזור ד' = מתרחש נזק - יש לעצור את המכונה בהקדם האפשרי.

לִזכּוֹר: מגמות חשובות יותר מערכים מוחלטים. מכונה שפועלת במהירות של 3.0 מ"מ/שנייה (אזור B עבור Class II) שבעבר הייתה במהירות של 1.5 מ"מ/שנייה הוכפלה - יש לחקור את הסיבה למרות שהיא עדיין "מקובלת". מצב הוויברמטר של Balanset-1A (F5) מציג את המהירות הכוללת V1s להערכת אזור מיידית.

⚠️ ISO 10816 לעומת ISO 20816

תקן ISO 10816 הוחלף רשמית על ידי תקן ISO 20816 (פורסם 2016–2022). גבולות האזורים נותרו דומים עבור רוב סוגי המכונות, אך ISO 20816 מוסיף קריטריונים להערכה לתזוזה ומרחיב חלקים ספציפיים למכונה. בפועל, ערכי ISO 10816 נותרו תקן הייחוס הסטנדרטי בתעשייה. גם תוכנית Balanset-1A וגם רוב תוכניות הרטט התעשייתיות עדיין משתמשות באזורי ISO 10816.

ממדידה לניטור

ניתוח מגמות

ספקטרום בודד הוא תמונת מצב. כוחו של ניתוח רטט הוא ניתוח מגמות — מעקב אחר שינויים לאורך זמן.

  • צור קו בסיס: Measure new or known-good equipment. Save spectra.
  • קביעת מרווחי זמן: קריטי: שבועי. סטנדרטי: חודשי. עזר: רבעוני.
  • ודא חזרתיות: אותן נקודות, אותם כיוונים, אותם תנאי פעולה.
  • מעקב שינויים: עלייה של פי 2 מנקודת הבסיס משמעותית גם אם נמצאים באזור ISO A.

אלגוריתם החלטה

  1. קבל ספקטרום איכותי (תרשימי F8, רדיאלי + צירי).
  2. זהה את הפסגה הגבוהה ביותר - זוהי הבעיה הדומיננטית.
  3. התאמה לסוג התקלה:
    • 1× שולט → חוסר איזון → איזון עם Balanset-1A.
    • 2× שולט + רטט צירי גבוה → חוסר יישור → יישור מחדש של הצירים.
    • הרמוניות רבות → רפיון → בדוק והדק.
    • שיאים לא סינכרוניים → מיסב → תכננו החלפה.
    • GMF + פסי צד → גיר → בדוק שמן, בדוק את תיבת ההילוכים.
  4. תקן תחילה את התקלה הדומיננטית - תסמינים משניים לרוב נעלמים.

← חזרה למפתח המונחים