अतुल्यकालिक कंपन को समझना
अतुल्यकालिक कंपन (जिसे गैर-समकालिक कंपन भी कहा जाता है) कंपन उन आवृत्तियों पर जो नहीं सटीक पूर्णांक गुणज — आदेश — शाफ्ट की घूर्णन गति का। विपरीत समकालिक कंपन से असंतुलित होना या मिसलिग्न्मेंट (जो हमेशा 1×, 2×, 3× चलने की गति पर उतरता है), अतुल्यकालिक कंपन ऐसी आवृत्तियों पर होता है जो घटक ज्यामिति, विद्युत चुंबकीय प्रभाव, या बाहरी स्रोत द्वारा निर्धारित होती हैं न कि शाफ्ट के स्वयं के घूर्णन द्वारा।
तुल्यकालिक से अतुल्यकालिक सामग्री को अलग करना मशीनरी में सबसे मौलिक कौशल में से एक है निदान, क्योंकि यह विभाजन तुरंत कारण की खोज को कम करता है। तुल्यकालिक घटक घूर्णन द्रव्यमान या रोटर से जुड़ी ज्यामितीय समस्याओं की ओर इशारा करते हैं; अतुल्यकालिक घटक इसके बजाय रोलिंग-तत्व दोषों, विद्युत खराबी, या रोटर के बाहर से आने वाले प्रभावों की ओर इशारा करते हैं। इस वर्गीकरण को जल्दी सही प्राप्त करना एक विश्लेषक को, कहते हैं, एक मशीन को संतुलित करने से बचाता है जिसकी वास्तविक परेशानी एक विफल असर है।
1. तुल्यकालिक बनाम अतुल्यकालिक: मूल भेद
सीमा पूरी तरह से द्वारा परिभाषित है आदेश — कंपन आवृत्ति से चलने की गति आवृत्ति का अनुपात। एक सटीक पूर्ण-संख्या आदेश पर एक शिखर तुल्यकालिक है और शाफ्ट घूर्णन के लिए बंद है; एक आंशिक आदेश पर एक शिखर अतुल्यकालिक है और कुछ अन्य घड़ी का पालन करता है।
- सिंक्रोनस (पूर्णांक क्रम): 1.00×, 2.00×, 3.00× — unbalance, misalignment, a मुड़ी हुई शाफ्ट, certain ढील patterns.
- अतुल्यकालिक (गैर-पूर्णांक क्रम): 2.47×, 3.57×, 0.45× — असर दोष, विद्युत लाइनें, उप-तुल्यकालिक अस्थिरताएं, और बाहरी स्रोत।
एक उपयोगी उप-श्रेणी है उपहार्मोनिक — energy नीचे 1× (उदाहरण के लिए गंभीर ढीलेपन या रगड़ से 0.5× शिखर)। सबहार्मोनिक्स अतुल्यकालिक सामग्री का एक रूप हैं, और वे नीचे विस्तार से चर्चा किए गए उप-तुल्यकालिक अस्थिरताओं के साथ बैठते हैं।
2. अतुल्यकालिक कंपन के सामान्य स्रोत
रोलिंग-एलिमेंट बेयरिंग दोष (सबसे सामान्य)
अतुल्यकालिक कंपन का सर्वाधिक प्रमुख स्रोत:
- बेयरिंग दोष आवृत्तियाँ: बीपीएफओ, बीपीएफआई, बीएसएफ and एफटीएफ असर की ज्यामिति द्वारा नियंत्रित होते हैं और शाफ्ट गति के कभी भी सटीक गुणक नहीं होते हैं।
- उदाहरण: एक 1800 RPM मोटर (30 Hz) BPFO को 107 Hz पर दिखा सकता है — अर्थात शाफ्ट गति का 3.57×, स्पष्ट रूप से एक पूर्णांक नहीं।
- निदान मान: एक अतुल्यकालिक आवृत्ति तुरंत असर समस्या पर संदेह को बढ़ाती है।
- पता लगाना: एन्वेलोप विश्लेषण ये घटकों को सतह लाने की प्राथमिक तकनीक है, अक्सर साधारण स्पेक्ट्रम में दिखने से बहुत पहले।
विद्युत आवृत्तियां
शाफ्ट गति से असंबंधित विद्युत चुंबकीय कंपन:
- 2× लाइन आवृत्ति: 60 Hz आपूर्ति पर 120 Hz या 50 Hz आपूर्ति पर 100 Hz, मोटर गति से स्वतंत्र।
- उदाहरण: एक 2-पोल 60 Hz मोटर लगभग 3550 RPM (59.2 Hz) पर चलती है, फिर भी इसकी दोगुनी-लाइन-आवृत्ति कंपन 120 Hz पर होती है — 2.03× शाफ्ट गति, अतुल्यकालिक।
- ध्रुव पास आवृत्ति: एक सटीक पूर्णांक गुणक नहीं हो सकता है।
- VFD harmonics: ड्राइव स्विचिंग आवृत्तियां शाफ्ट गति से कोई संबंध नहीं रखती हैं।
बाहरी स्रोत
- आसन्न उपकरण: पास की मशीनों से फर्श के माध्यम से प्रेषित कंपन।
- भवन या नींव: संरचनात्मक अनुनाद निश्चित आवृत्तियों पर।
- प्रक्रिया नाड़ी: पाइपिंग में यात्रा करने वाली दबाव तरंगें।
- ध्वनिक अनुनाद: नलिकाओं या घेरों में खड़ी तरंगें।
सबसिंक्रोनस अस्थिरताएं
- तेल भंवर: आमतौर पर 0.42–0.48× शाफ्ट गति (बिल्कुल आधी नहीं)।
- तेल की चाबुक: रोटर’s पर लॉक करता है प्राकृतिक आवृत्ति, शाफ्ट गति के लिए नहीं।
- सील अस्थिरताएं: अक्सर तरल गतिशीलता द्वारा निर्धारित आवृत्तियों पर। ये रोटर अस्थिरता.
यादृच्छिक कंपन
- गुहिकायन: यादृच्छिक बुलबुले के ढहने, ब्रॉडबैंड।
- अशांति: यादृच्छिक प्रवाह उतार-चढ़ाव।
- मलाई: अराजक संपर्क गैर-आवधिक कंपन का निर्माण कर रहा है।
3. स्पेक्ट्रा में पहचान
स्पेक्ट्रम विशेषताएँ
- निश्चित आवृत्ति: गति परिवर्तन की परवाह किए बिना समान Hz मान पर दिखाई देता है
- Order shifts: यदि गति भिन्न होती है, तो एक अतुल्यकालिक आवृत्ति अपना ऑर्डर बदलती है (क्योंकि ऑर्डर आवृत्ति ÷ शाफ्ट गति है)।
- वाटरफॉल प्लॉट: अतुल्यकालिक घटक के रूप में दिखाई देते हैं vertical लाइनें, तुल्यकालिक घटक के रूप में diagonal लाइनें — उन्हें अलग बताने का सबसे सहज तरीका।
- ऑर्डर स्पेक्ट्रम: अतुल्यकालिक शिखर गैर-पूर्णांक ऑर्डर (2.47×, 3.57×, आदि) पर स्थित होते हैं।
निदान प्रक्रिया
- चलने की गति की पहचान करें 1× शिखर से या, अधिक विश्वसनीयता से, एक टैकोमीटर.
- क्रम की गणना करें प्रत्येक शिखर आवृत्ति को चलने वाली गति की आवृत्ति से विभाजित करके।
- Integer orders (1.00×, 2.00×, 3.00×) तुल्यकालिक हैं।
- गैर-पूर्णांक क्रम (2.47×, 3.57×) अतुल्यकालिक हैं।
- दोष प्रकारों से मेल खाएं गणना की गई आवृत्तियों की तुलना असर की आवृत्तियों, विद्युत लाइनों, और इसी तरह से करके।
परिवर्तनशील गति वाली मशीनों पर यह अलगाव अधिक स्पष्ट है आदेश विश्लेषण, जो आवृत्ति अक्ष को चलने वाली गति के गुणकों में पुनः संदर्भित करता है ताकि तुल्यकालिक शिखर स्थिर रहें जबकि अतुल्यकालिक गतिशील रहें।
4. नैदानिक महत्व
बियरिंग दोष
- BPFO, BPFI या BSF पर अतुल्यकालिक शिखर तुरंत एक बेयरिंग समस्या का सुझाव देते हैं.
- सैद्धांतिक असर आवृत्तियों की गणना करें और उन्हें देखे गए शिखर से तुलना करें।
- लगभग ±5% के भीतर एक मिलान बेयरिंग दोष की पुष्टि करता है।
- हार्मोनिक्स and साइडबैंड त्रुटि आवृत्ति का और पुष्टि करता है।
आप अंकगणित को छोटा कर सकते हैं एक बेयरिंग दोष आवृत्ति कैलकुलेटर, जो BPFO, BPFI, BSF और FTF को सीधे असर की ज्यामिति और शाफ्ट गति से लौटाता है।
विद्युतचुंबकीय मुद्दे
- 100/120 Hz पर एक 2× लाइन-आवृत्ति लाइन इंगित करती है स्टेटर या air-gap समस्याएँ.
- आवृत्ति गति के भिन्नताओं की परवाह किए बिना स्थिर रहती है।
- मोटर करंट विश्लेषण विद्युत मूल की पुष्टि करता है।
बाहरी कंपन
- शिखर जो न तो मशीन की गति से मेल खाते हैं और न ही असर आवृत्तियों से।
- वे आस-पास के उपकरण की चलने की गति से मेल खा सकते हैं।
- स्रोत की जांच आवश्यक है, जिसके बाद अलगाव या सुधार किया जाता है।
5. अतुल्यकालिक कंपन के लिए विश्लेषण तकनीकें
लिफाफा विश्लेषण
- असर-दोष पहचान के लिए प्राथमिक तकनीक।
- दोहराए गए प्रभावों को बढ़ाता है जो अतुल्यकालिक सामग्री का उत्पादन करते हैं।
- मजबूत तुल्यकालिक निम्न-आवृत्ति घटकों को दबा देता है।
- परिणामी में असर आवृत्तियों को स्पष्ट रूप से प्रकट करता है एनवेलप स्पेक्ट्रम.
उच्च-आवृत्ति त्वरण
- अतुल्यकालिक असर खामियां अक्सर उच्च आवृत्ति रेंज (1 kHz से ऊपर) में होती हैं।
- Use त्वरणमापक उच्च Fmax सेटिंग के साथ।
- यह प्रभावों और उच्च-आवृत्ति गुंजन को पकड़ता है जो कम-आवृत्ति वेग माप को याद करते हैं।
सेप्स्ट्रम विश्लेषण
- सेप्स्ट्रम विश्लेषण अतुल्यकालिक संकेतों में दफन आवधिक पैटर्न खोजने में प्रभावी है।
- यह सामंजस्य या साइडबैंड के पूरे परिवार को एक साथ पहचानता है।
- विशेष रूप से जटिल असर और गियर signatures.
6. व्यावहारिक उदाहरण
असर खामी वाली मोटर
- Running speed: 1750 RPM (29.17 Hz)।
- तुल्यकालिक घटक: 1× at 29.17 Hz, 2× at 58.34 Hz.
- अतुल्यकालिक घटक: 107 Hz पर एक पीक (शाफ्ट गति का 3.67×)।
- निदान: 107 Hz की गणना की गई BPFO से मेल खाता है → बाहरी-दौड़ की खामी।
- पुष्टिकरण: अतुल्यकालिक प्रकृति एक असर की समस्या की पुष्टि करती है, रोटर समस्या नहीं।
परिवर्तनीय गति पर VFD मोटर
- मोटर की गति 1200 से 1800 RPM तक स्वीप करती है।
- 1× शिखर गति के साथ चलता है (तुल्यकालिक)।
- 120 Hz शिखर स्थिर रहता है (अतुल्यकालिक, 2× लाइन आवृत्ति)।
- निदान: 60 Hz आपूर्ति से एक विद्युत चुंबकीय घटक।
क्षेत्र में यह पृथक्करण एक पोर्टेबल विश्लेषक का दैनिक कार्य है। क्योंकि एक उपकरण जैसे बैलेनसेट-1a अपने ऑप्टिकल टैकोमीटर से चलने की गति को पढ़ता है और साथ ही कंपन स्पेक्ट्रम भी पढ़ता है, यह तुरंत यह संकेत दे सकता है कि क्या कोई दिया गया पीक सिंक्रोनस है या असिंक्रोनस — इंजीनियर को तुरंत बता दिया कि क्या इलाज रोटर को संतुलित करना है या असर को प्रतिस्थापित करना है। असिंक्रोनस सामग्री को इसके गैर-पूर्णांक ऑर्डर, गति परिवर्तन के बावजूद इसकी निश्चित आवृत्ति, या वॉटरफॉल प्लॉट पर इसके ऊर्ध्वाधर हस्ताक्षर के माध्यम से पहचानना असर के दोषों, विद्युत समस्याओं और बाहरी प्रभावों की सटीक पहचान को सक्षम करता है — और सही सुधारात्मक कार्रवाई का रास्ता दिखाता है।
