कंपन विश्लेषण में आवृत्ति को समझना
आवृत्ति यह एक माप है कि एक दोहराव की गई घटना किसी दिए गए समय इकाई में कितनी बार पुनरावृत्त होती है — इसमें कंपन विश्लेषण, यह यह मापता है कि कोई वस्तु कितनी तेजी से दोलन कर रही है। यह मशीनरी की समस्या का मूल कारण निदान करने के लिए सबसे महत्वपूर्ण पैरामीटर है। जबकि आयाम tells you the गंभीरता एक कंपन की, आवृत्ति आपको बताती है स्रोत। एक आयाम रीडिंग पढ़ें और आप जानते हैं कि समस्या कितनी गंभीर है; इसकी आवृत्ति पढ़ें और आप जानते हैं कि समस्या क्या है।
1. परिभाषा: कंपन आवृत्ति क्या है?
आवृत्ति एक चक्रीय गति की दर को वर्णित करती है — एक दोलनशील भाग समय की प्रति इकाई पूर्ण दोलन चक्र को पूरा करता है। एक रोटर जो 1,800 rpm पर घूमता है, प्रत्येक सेकंड में तीस परिक्रमण पूरी करता है, इसलिए एक बार-प्रति-मोड़ बल जो यह उत्पन्न करता है, हर सेकंड तीस बार दोहराया जाता है। मशीन के अंदर दफन प्रत्येक आवधिक घटक की समय तरंगरूप की अपनी आवृत्ति होती है, और उन घटकों को अलग करना सभी निदान कार्य की नींव है।
महत्वपूर्ण रूप से, आवृत्ति आयाम से स्वतंत्र है। एक कंपन बिल्कुल समान आवृत्ति पर हिंसक या मुश्किल से ध्यान देने योग्य हो सकता है; जब एक दोष बढ़ता है तो आमतौर पर जो परिवर्तन होता है वह आयाम होता है, जबकि आवृत्ति इसे उत्पन्न करने वाली भौतिक तंत्र के लिए पिन की हुई रहती है। यह स्थिरता ठीक वही है जो आवृत्ति को इस तरह की एक विश्वसनीय पहचान बनाती है।
2. आवृत्ति की निदान शक्ति
का मूल सिद्धांत कंपन निदान यह है कि विभिन्न यांत्रिक और विद्युत घटक जैसे ही असफल होने लगते हैं, विशिष्ट, पूर्वानुमेय आवृत्तियों पर कंपन उत्पन्न करते हैं। मशीन के कंपन हस्ताक्षर में कौन सी आवृत्तियां मौजूद हैं — और प्रत्येक कितनी मजबूत है — इसकी पहचान करके, एक विश्लेषक समस्या का कारण बनने वाले सटीक घटक को इंगित कर सकता है। यह आनुरूप है कि कैसे एक डॉक्टर विभिन्न स्थितियों को धोखा देने वाली विशेष ध्वनियों को सुनने के लिए एक स्टेथोस्कोप का उपयोग करता है।
प्रत्येक संभावित दोष एक विशेषता आवृत्ति हस्ताक्षर ले जाता है:
- असंतुलन: पूरी घूमने वाली असेंबली के साथ एक समस्या, जैसे असंतुलित होना, शाफ्ट के घूर्णन की आवृत्ति पर प्रकट होता है — 1× परिचालन गति.
- मिसलिग्न्मेंट: दो शाफ्ट के बीच युग्मन में समस्या, जैसे मिसलिग्न्मेंट, आमतौर पर दो गुना चलने की गति ("2×), अक्सर एक उन्नत के साथ 3×.
- बेयरिंग दोष: एक रोलिंग-एलिमेंट बेयरिंग में एक दोष गैर-पूर्णांक उत्पन्न करता है बेयरिंग दोष आवृत्तियाँ इसके रेसवे और बॉल ज्यामिति और शाफ्ट गति द्वारा निर्धारित।
- गियर संबंधी समस्याएँ: जाली वाली दांत ऊर्जा बनाते हैं गियर मेष आवृत्ति (GMF) — दांतों की संख्या को गियर की गति से गुणा किया जाता है — अक्सर के साथ साइडबैंड.
क्योंकि ये हस्ताक्षर शायद ही कभी ओवरलैप करते हैं, एक भी अच्छी तरह से हल किया गया स्पेक्ट्रम असंतुलन को गलत संरेखण से अलग कर सकता है, बिना कभी मशीन को खोले असफल बेयरिंग से।
3. आवृत्ति की इकाइयां
आवृत्ति कई इकाइयों में व्यक्त की जाती है, और एक कार्यरत विश्लेषक को सभी में धाराप्रवाह होना आवश्यक है।
हर्ट्ज़ (Hz)
अंतर्राष्ट्रीय (SI) इकाई। एक हर्ट्ज एक सेकंड में एक चक्र के बराबर है। यह वैज्ञानिक और अधिकांश यंत्र संदर्भों में मानक है, और यह FFT आवृत्ति अक्ष पर उपयोग की जाने वाली इकाई है।
Cycles Per Minute (CPM)
औद्योगिक रखरखाव में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है क्योंकि यह सीधे घूर्णी गति से संबंधित है, जो प्रति मिनट क्रांति (RPM) में उद्धृत है। चूंकि एक मिनट 60 सेकंड रखता है, रूपांतरण बस है सीपीएम = हर्ट्ज × 60। 30 Hz पर एक कंपन इसलिए 1,800 CPM के बराबर है — और 1,800 rpm पर चलने वाली मशीन पर, वह शिखर ठीक चलने की गति पर बैठता है, जो अक्सर CPM में Hz की तुलना में पहचानना आसान होता है।
आदेश
आदेश मशीन की अपनी चलने की गति के गुणक हैं: चलने की गति पहला आदेश है, दो बार चलने की गति दूसरा आदेश है, और इसी तरह। लाभ यह है कि जैसे ही मशीन गति बदलती है आदेश स्थिर रहते हैं — असंतुलन 900 या 3,600 rpm पर चलने वाले शाफ्ट पर पहले आदेश पर रहता है, जबकि Hz में इसकी आवृत्ति चलती है। यह परिवर्तनशील-गति उपकरण के लिए आदेशों को अपरिहार्य बनाता है और आदेश विश्लेषण. A free हार्मोनिक आवृत्ति कैलकुलेटर एक RPM को एक कदम में इसके 1× से 10× आवृत्तियों में परिवर्तित करता है, और एक कंपन इकाई परिवर्तक Hz–CPM बहीखाता को संभालता है।
4. आवृत्ति का निर्धारण कैसे किया जाता है
कंपन संकेत में छिपी आवृत्तियों को फास्ट फ़ूरियर ट्रांसफ़ॉर्म (FFT). An त्वरणमापी कच्चे समय तरंग को कैप्चर करता है, और FFT एल्गोरिदम इसे आवृत्ति स्पेक्ट्रम — एक ग्राफ जो जटिल कंपन बनाने वाली प्रत्येक व्यक्तिगत आवृत्ति प्रदर्शित करता है, प्रत्येक शिखर की ऊंचाई दिखाती है कि वहां कितनी ऊर्जा बैठती है। विश्लेषक तब उन शिखरों को ऊपर दिए गए गलती के हस्ताक्षरों से मेल खाता है। क्षेत्र में, एक पोर्टेबल दो-चैनल यंत्र जैसे बैलेनसेट-1a यह FFT को तुरंत ही करता है, लगभग 5 Hz से 1000 Hz तक के स्पेक्ट्रा को मापता है ताकि रनिंग-स्पीड पीक और इसके हार्मोनिक्स को सीधे मशीन पर पढ़ा जा सके, जहाँ एक बार प्रति क्रांति टैकोमीटर पल्स बिल्कुल सही तरीके से यह पहचानता है कि कौन सी पीक 1× है।
5. आवृत्ति, वेग और त्वरण के बीच संबंध
कंपन ऊर्जा के दिए गए स्तर के लिए, आयाम विस्थापन, वेग, और त्वरण आवृत्ति पर दृढ़ता से निर्भर करते हैं, यही कारण है कि प्रत्येक इकाई एक अलग बैंड में प्रबल है:
- निम्न आवृत्तियां: विस्थापन सबसे बड़ा है, इसलिए यह धीमी शाफ़्ट गति के लिए प्राकृतिक इकाई है।
- मध्य आवृत्तियां: वेग सबसे बड़ा है और सबसे समान है, यही कारण है कि कंपन तीव्रता जैसे मानक आईएसओ 20816 (ISO 10816 का आधुनिक उत्तराधिकारी) mm/s वेग में सामग्रिक मशीन स्वास्थ्य का आकलन करते हैं।
- उच्च आवृत्तियां: त्वरण सबसे बड़ा है, जिससे यह बेयरिंग और गियर टोन के लिए पसंद की इकाई है।
एक आवृत्ति बैंड के लिए गलत इकाई चुनना एक वास्तविक दोष को शोर तल में दफन कर सकता है; सही इकाई चुनना उसी दोष को चार्ट से बाहर कूदने लगता है। इस तरह समझा जाए, तो आवृत्ति वह कुंजी है जो कंपन विश्लेषण की निदान क्षमता को अनलॉक करती है — एक कच्चे, उलझे हुए सिग्नल को कार्रवाई योग्य रखरखाव सूचना में परिवर्तित करती है।
