स्व-उत्तेजित कंपन को समझना

1. परिभाषा: स्व-उत्तेजित कंपन क्या है?

स्व-उत्तेजित कंपन (जिसे स्व-प्रेरित या अस्थिर कंपन भी कहा जाता है) कंपन का एक विशेष रूप से खतरनाक प्रकार है जहाँ किसी तंत्र की गति उन बलों को प्रेरित करती है जो बदले में उस गति को बनाए रखते हैं या बढ़ाते हैं। इससे एक फीडबैक लूप बनता है जहाँ कंपन का आयाम बढ़ सकता है, कभी-कभी विनाशकारी स्तर तक, बिना किसी बाहरी बल आवृत्ति में वृद्धि के।

यह मूलतः बलपूर्वक किये जाने वाले कंपन से भिन्न है, जैसे असंतुलित होना या मिसलिग्न्मेंट, जहाँ कंपन एक विशिष्ट, आवधिक इनपुट (बल आवृत्ति) की प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया होती है। एक स्व-उत्तेजित प्रणाली में, कंपन अपनी स्वयं की प्रेरक शक्ति उत्पन्न करता है।

2. फीडबैक लूप तंत्र

स्व-उत्तेजित कंपन की क्रियाविधि को संक्षेप में इस प्रकार बताया जा सकता है:

1. एक प्रणाली (जैसे, एक बेयरिंग में रोटर) गति में है।
2. एक छोटी, यादृच्छिक गड़बड़ी से वेग में मामूली विस्थापन या परिवर्तन होता है।
3. गति में यह परिवर्तन प्रणाली पर कार्य करने वाले बलों को बदल देता है (उदाहरण के लिए, किसी बियरिंग में द्रव का दबाव या किसी उपकरण का काटने वाला बल)।
4. महत्वपूर्ण रूप से, यह परिवर्तित बल इस तरह से कार्य करता है कि यह प्रणाली में *ऊर्जा जोड़ता है*, तथा घटक को उस दिशा में आगे धकेलता है जिस दिशा में वह पहले से जा रहा था।
5. यह बढ़ी हुई गति और भी अधिक बल उत्पन्न करती है, जिससे अधिक ऊर्जा प्राप्त होती है, इत्यादि।

यह फीडबैक लूप कंपन को तब तक बढ़ाता है जब तक कि यह सिस्टम में गैर-रैखिकता द्वारा सीमित न हो जाए (जैसे कि एक कठोर स्टॉप से टकराना) या यह विफलता की ओर ले जाए।

3. स्व-उत्तेजित कंपन के सामान्य उदाहरण

मशीनरी निदान में कई प्रसिद्ध घटनाएं स्व-उत्तेजित कंपन के उत्कृष्ट उदाहरण हैं:

• तेल व्हर्ल और तेल व्हिप: घूर्णन मशीनों में सबसे आम उदाहरण। द्रव-फिल्म जर्नल बेयरिंग में, घूर्णन शाफ्ट एक तेल वेज बनाता है। किसी भी गड़बड़ी के कारण तेल वेज स्वयं बेयरिंग के चारों ओर घूमने (घूमने) लगता है। इस घूमते हुए वेज का दबाव शाफ्ट को धक्का देता है, जिससे भंवर में और ऊर्जा जुड़ जाती है। परिणामी कंपन गति पर नहीं, बल्कि एक उप-समकालिक आवृत्ति (आमतौर पर 0.42-0.48X) पर होता है। दौड़ने की गति).
• मशीनिंग में चैटर: धातु काटने (लैथिंग या मिलिंग) में, चटर तब उत्पन्न होता है जब काटने वाला उपकरण कंपन करने लगता है। इस कंपन के कारण काटे जा रहे चिप की मोटाई में परिवर्तन होता है। चिप की मोटाई में परिवर्तन, बदले में, काटने वाले बल में उतार-चढ़ाव का कारण बनता है, और यह परिवर्तनशील बल उपकरण के कंपन में ऊर्जा वापस पंप कर सकता है, जिससे यह एक तीव्र चटर में बदल जाता है।
• वायुगतिकीय स्पंदन: हवाई जहाज़ के पंख का कंपन, जहाँ पंख के मुड़ने और मुड़ने की गति से उसकी वायुगतिकीय प्रोफ़ाइल बदल जाती है। प्रोफ़ाइल में यह बदलाव हवा के दबाव को इस तरह बदल देता है जिससे पंख की गति में ऊर्जा बढ़ जाती है, और अगर इसे नियंत्रित न किया जाए तो विनाशकारी विफलता हो सकती है।
• रोटर रगड़: एक ऐसी स्थिति जिसमें रोटर किसी स्थिर भाग से संपर्क करता है। घर्षण के कारण रोटर गर्म हो सकता है, जिससे वह झुक सकता है। इस झुकाव के कारण घर्षण बल बढ़ जाता है, जिससे गर्मी और झुकने की क्षमता बढ़ जाती है, जिससे एक फीडबैक लूप बनता है जिससे रोटर में रुकावट आ सकती है।

4. मुख्य विशेषताएं और निदान

स्व-उत्तेजित कंपनों में अक्सर विशिष्ट विशेषताएं होती हैं एफएफटी स्पेक्ट्रम:

• गैर-तुल्यकालिक आवृत्तियाँ: कंपन आमतौर पर चलने की गति का पूर्णांक गुणज या हार्मोनिक नहीं होता। यह अक्सर उप-तुल्यकालिक आवृत्ति।
• अस्थिरता: आयाम अत्यधिक अस्थिर हो सकता है और परिचालन स्थितियों (गति, तापमान, भार) में छोटे परिवर्तनों के साथ तेजी से बढ़ सकता है।
• अचानक आक्रमण: जब तक मशीन एक निश्चित गति या भार सीमा को पार नहीं कर लेती, तब तक कंपन बिल्कुल भी मौजूद नहीं हो सकता है, जिस बिंदु पर यह अचानक और उच्च आयाम के साथ प्रकट हो सकता है।

स्व-उत्तेजित कंपन के निदान में इन विशिष्ट गैर-समकालिक चोटियों की पहचान करना और उन भौतिक तंत्रों को समझना शामिल है जो विशिष्ट मशीन में ऐसी अस्थिरता पैदा कर सकते हैं।

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