सबहार्मोनिक्स को समझना
ए उपहार्मोनिक एक आवृत्ति घटक है कंपन स्पेक्ट्रम जो एक मौलिक फोर्सिंग आवृत्ति के पूर्णांक अंश पर होता है। मशीनरी विश्लेषण में वह मौलिक लगभग हमेशा दौड़ने की गति (1X), इसलिए सबहार्मोनिक्स 1/2X, 1/3X या 1/4X जैसे ऑर्डरों पर प्रकट होते हैं। क्योंकि वे स्थित रहते हैं नीचे मुख्य समकालिक घटक, उन्हें भी कहा जाता है उप-तुल्यकालिक कंपन, और ये उन सबसे अधिक निदानात्मक रूप से मूल्यवान चोटियों में से हैं जो एक विश्लेषक को मिल सकती हैं — वे शायद ही कभी किसी स्पष्ट भौतिक कारण के बिना दिखाई देती हैं।
1. परिभाषा: सबहार्मोनिक क्या है?
जहाँ साधारण हार्मोनिक्स running speed के whole-number multiples (2X, 3X, 4X) होते हैं, जबकि subharmonics उसका reciprocal हैं: उसके whole-number divisions। ठीक आधी shaft speed पर peak इसका classic example है, जिसे अक्सर 1/2X या 0.5X लिखा जाता है। इसलिए true subharmonic हमेशा 1X से नीचे होती है — 0.5X, 0.33X, 0.25X। व्यवहार में सबसे informative pattern केवल 1/2X line नहीं, बल्कि एक half-order family — 1/2X, 3/2X (1.5X) और 5/2X (2.5X) पर peaks, जो half order के अंतर से spaced होती हैं। Strictly speaking, केवल 1/2X member ही subharmonic और sub-synchronous है; 1X से ऊपर वाले members (1.5X, 2.5X, …) fractional-order (half-order) harmonics हैं, sub-synchronous components नहीं। ऐसी comb का दिखना random noise के बजाय specific mechanical faults का textbook signature है।
एक सच्चे सबहार्मोनिक को गैर-पूर्णांक उप-सिंक्रोनस घटक से अलग करना महत्वपूर्ण है। 0.50X पर सटीक रूप से लॉक हुआ पीक चलने की गति का वास्तविक सबहार्मोनिक है; उदाहरण के लिए 0.43X पर स्थित पीक उप-सिंक्रोनस है लेकिन नहीं एक सटीक अंश, और यह अंतर तुरंत संदिग्धों की सूची को संकीर्ण कर देता है। सबहार्मोनिक्स हार्मोनिक्स जितनी आम नहीं होतीं, लेकिन जब वे प्रकट होती हैं तो लगभग हमेशा नीचे दिए गए कारणों में से किसी एक की ओर इशारा करती हैं।
2. यांत्रिक ढीलापन — सबसे आम कारण
1/2X उपहार्मोनिक का प्रमुख स्रोत है यांत्रिक ढीलापन. जब कोई घटक ढीला होता है — जैसे कि अपने आवास में बेयरिंग का ढीलापन, घिसा हुआ फिट, या ढीला माउंटिंग बोल्ट — तो यह एक तीव्र गैर-रेखीय “उछलने” या “खड़खड़ाहट” प्रतिक्रिया उत्पन्न करता है। क्लियरेंस उस भाग को उसकी सीट से टकराने की अनुमति देता है, और क्योंकि वह टकराव प्रभावी रूप से हर बार दोहराया जाता है अन्य क्रांति पर, प्रणाली अर्ध-बाध्य आवृत्ति पर प्रतिक्रिया करती है।
resulting spectrum 1X peak को half-order series के साथ दिखाता है: 1/2X, 3/2X, 5/2X आदि — 1/2X subharmonic के साथ 1X के ऊपर उसके fractional-order harmonics। वह half-order family कंपन निदान में सबसे विश्वसनीय fingerprints में से एक है: यह लगभग स्पष्ट रूप से severe structural looseness को दर्शाती है, और समय के साथ इसकी वृद्धि fit के बिगड़ने को track करती है। Half-order peaks जितनी अधिक स्पष्ट और अधिक संख्या में होंगी, joint उतना ही अधिक loose हो चुका होगा।
3. जर्नल-बेयरिंग अस्थिरता
द्रव-पट्टी या पर समर्थित मशीनों में जर्नल बीयरिंग, उप-समकालिक कंपन तेल-फिल्म अस्थिरता की एक गंभीर चेतावनी है। ये हैं स्व-उत्तेजित कम्पन — निरंतर घूर्णन से उत्पन्न ऊर्जा सीधे कंपन को पोषित करती है, इसलिए वे बिना किसी बाहरी प्रेरण के विकसित हो सकते हैं।
- तेल भंवर: आमतौर पर यह चलने की गति के 0.42X और 0.48X के बीच होता है, अर्ध-क्रम के ठीक नीचे एक मजबूत, स्पष्ट शिखर के रूप में प्रकट होता है। यह तब उत्पन्न होता है जब शाफ्ट को सहारा देने वाला तेल का वेज बेयरिंग क्लियरेंस में घूमने (व्हर्ल) लगता है, और शाफ्ट को उसके जर्नल के चारों ओर खींचता है। चूंकि यह ठीक 0.5X पर नहीं बल्कि उससे थोड़ा नीचे होता है, इसलिए सटीक आवृत्ति ही वह संकेत है जो व्हर्ल को ढीलापन से अलग करती है।
- ऑयल व्हिप: अस्थिरता का एक कहीं अधिक गंभीर और विनाशकारी रूप। यह तब होता है जब भंवर आवृत्ति रोटर की पहली प्राकृतिक आवृत्ति के साथ मेल खाती है, या क्रांतिक गति. कंपन तब उस प्राकृतिक आवृत्ति पर “लॉक ऑन” हो जाता है और मशीन की गति बढ़ने पर भी वहीं बना रहता है — यह एक विशिष्ट लक्षण है जो व्हिप को स्पीड-ट्रैकिंग व्हर्ल से अलग करता है। इनके आयाम इतने हिंसक हो सकते हैं कि ये बेयरिंग या शाफ्ट को नुकसान पहुँचा सकते हैं।
इन अस्थिरताओं को घेरने वाली जर्नल-बेयरिंग आवृत्तियों का अनुमान एक समर्पित त्रुटि-आवृत्ति गणना करने वाला जर्नल, जो यह पुष्टि करने में मदद करता है कि क्या कोई उप-समकालिक शिखर व्हर्ल बैंड में आता है।
4. उप-समकालिक चोटियों के अन्य स्रोत
- बेल्ट-ड्राइव समस्याएँ: एक घिसी या क्षतिग्रस्त बेल्ट उप-समकालिक घटक उत्पन्न कर सकती है जो बेल्ट की अपनी घूर्णन दर से जुड़े होते हैं, जो किसी भी पुली की गति से कम होती है। संदिग्ध बेल्ट-ड्राइव दोष — और विशेष रूप से वी-बेल्ट दोष — की गणना की गई बेल्ट आवृत्ति के विरुद्ध पुष्टि की जा सकती है बेल्ट दोष आवृत्ति कैलकुलेटर.
- प्रवाह-संबंधित प्रभाव: पंपों और पंखों में, उप-समकालिक ऊर्जा आ सकती है प्रवाह अस्थिरता या घूमने वाला स्टॉल। ये घटक आमतौर पर नहीं 1X के सटीक अंश हैं, जो स्वयं इस बात का उपयोगी संकेत है कि स्रोत यांत्रिक की बजाय हाइड्रोलिक या वायुगतिकीय है। संपीडकों में संबंधित घटना सर्ज चलने की गति से नीचे के आधार स्तर को भी ऊपर उठा सकता है।
5. विश्लेषण और पुष्टि
चूंकि निदान छोटे आवृत्ति अंतरों पर निर्भर करता है, पहला कार्य सटीक शिखर आवृत्ति को निर्धारित करना है। ठीक 0.50X पर एक रेखा ढीलेपन का प्रबल संकेत देती है; 0.47X पर एक रेखा लगभग निश्चित रूप से ऑयल व्हर्ल है; एक पूर्ण 1/2X, 3/2X, 5/2X श्रृंखला उच्च विश्वास के साथ ढीलेपन की पुष्टि करती है। इसलिए उच्च स्पेक्ट्रल रिज़ॉल्यूशन और एक सटीक गति संदर्भ आवश्यक हैं, क्योंकि मोटे रिज़ॉल्यूशन पर 0.48X और 0.50X एक जैसे दिख सकते हैं।
The समय तरंगरूप मूल्यवान पुष्टि प्रदान करता है। ढीलापन आमतौर पर स्पष्ट प्रभाव या कर्तन (क्लिपिंग) दिखाता है — सपाट या कटे हुए शिखर जहाँ ढीला भाग नीचे तक पहुँचता है — जबकि ऑयल व्हर्ल एक चिकने, मॉड्यूलेटिंग सिग्नल के रूप में दिखाई देता है जिसमें तीखे प्रभाव नहीं होते। क्षेत्र में, एक पोर्टेबल दो-चैनल विश्लेषक जैसे कि Balanset-1A यह एक इंजीनियर को ऑपरेटिंग गति पर स्पेक्ट्रम और सिंक्रोनाइज़्ड टाइम वेफ़ॉर्म दोनों को कैप्चर करने की अनुमति देता है, ताकि किसी भी टियरडाउन को शेड्यूल करने से पहले सटीक सब-सिंक्रोनस फ़्रीक्वेंसी और इसके वेफ़ॉर्म चरित्र का एक साथ आकलन किया जा सके।
