उप-तुल्यकालिक और तुल्यकालिक कंपन की व्याख्या
परिभाषा: तुल्यकालिक कंपन क्या है?
तुल्यकालिक कंपन वह कंपन जो मशीन की प्राथमिक घूर्णन गति के पूर्णांक गुणज की आवृत्ति पर होता है। यह शाफ्ट के घूर्णन के साथ "समकालिक" होता है। यह मशीनों में पाए जाने वाले कंपन की सबसे आम श्रेणी है।
- ठीक चलने की गति (1x) पर कंपन समकालिक होता है।
- चलने की गति से दोगुनी (2x), तीन गुना (3x), और इसी तरह कंपन भी समकालिक कंपन हैं, जिन्हें अक्सर चलने की गति के "हार्मोनिक्स" के रूप में संदर्भित किया जाता है।
अधिकांश सामान्य मशीनरी दोष, जैसे असंतुलित होना, मिसलिग्न्मेंट, और यांत्रिक ढीलापनये सभी कंपन समकालिक कंपन के रूप में प्रकट होते हैं। उदाहरण के लिए, असंतुलन के कारण होने वाला कंपन हमेशा 1x RPM पर होगा, जो मशीन की गति में किसी भी बदलाव को पूरी तरह से ट्रैक करेगा।
परिभाषा: उप-तुल्यकालिक कंपन क्या है?
उप-तुल्यकालिक कंपन वह कंपन जो प्राथमिक घूर्णन गति (1x) से *कम* आवृत्ति पर होता है। उपसर्ग "उप-" का अर्थ है "नीचे"। महत्वपूर्ण उप-समकालिक कंपन की उपस्थिति अक्सर एक गंभीर चेतावनी संकेत होती है, क्योंकि यह आमतौर पर साधारण यांत्रिक दोषों के बजाय स्व-उत्तेजित, अस्थिर रोटर गतिक घटनाओं के कारण होता है। समकालिक कंपन के विपरीत, उप-समकालिक कंपन के लिए बल क्रिया रोटर की गति द्वारा ही उत्पन्न होती है।
उप-तुल्यकालिक कंपन के सामान्य कारण
द्रव-फिल्म बीयरिंगों से सुसज्जित उच्च गति वाली टर्बोमशीनरी में उप-तुल्यकालिक कंपन एक प्रमुख चिंता का विषय है।
1. तेल भंवर
यह उप-तुल्यकालिक अस्थिरता का सबसे आम रूप है। यह द्रव-फिल्म बियरिंग्स में तब होता है जब शाफ्ट को सहारा देने वाली हाइड्रोडायनामिक तेल फिल्म बियरिंग के चारों ओर "घूमने" लगती है, जिससे शाफ्ट आगे की ओर धकेल दिया जाता है। इससे लगभग 100°C की आवृत्ति पर एक विशिष्ट कंपन उत्पन्न होता है। दौड़ने की गति का 0.42 से 0.48 गुना (0.42x – 0.48x)तेल का भँवर अक्सर भार और तापमान पर निर्भर होता है और मशीन की स्थिति बदलने पर प्रकट या गायब हो सकता है।
2. तेल व्हिप
ऑयल व्हिप, ऑयल व्हर्ल का एक अधिक गंभीर और खतरनाक रूप है। यह तब होता है जब ऑयल व्हर्ल की आवृत्ति रोटर की पहली प्राकृतिक आवृत्ति (क्रांतिक गति) के साथ मेल खाती है और उस पर "लॉक" हो जाती है। ऐसा होने पर, उप-समकालिक कंपन का आयाम बहुत बढ़ सकता है और गति बढ़ने पर भी कम नहीं होगा। वास्तव में, मशीन के और अधिक त्वरित होने पर भी कंपन रोटर की क्रांतिक गति आवृत्ति पर ही बना रहेगा। ऑयल व्हिप एक अत्यधिक विनाशकारी स्थिति है जिसके लिए मशीन को तुरंत बंद करना आवश्यक है।
3. रोटर-टू-स्टेटर रगड़
रोटर और स्थिर भाग के बीच रगड़ से कभी-कभी उप-समकालिक कंपन उत्पन्न हो सकता है। यह अक्सर गतिमान गति के पूर्णांक अंशों पर होता है, जैसे 0.5x0.5x घटक रगड़ का एक क्लासिक संकेत है जो रोटर को हर दो चक्कर में एक बार “उछालता” है।
एफएफटी स्पेक्ट्रम में उन्हें कैसे विभेदित करें
एफएफटी स्पेक्ट्रम में इन घटकों की पहचान करना सरल है:
- तुल्यकालिक चोटियाँ: 1x RPM शिखर (दौड़ने की गति) और किसी भी शिखर को देखें जो सटीक पूर्णांक गुणकों (2x, 3x, आदि) पर पड़ता है।
- उप-तुल्यकालिक चोटियाँ: 1x RPM शिखर से *पहले* आवृत्ति अक्ष पर दिखाई देने वाले किसी भी महत्वपूर्ण शिखर पर ध्यान दें। 45% की गति पर एक शिखर तेल के भंवर का एक विशिष्ट संकेत है।
यह भेद महत्वपूर्ण क्यों है?
निदान के लिए तुल्यकालिक और उप-तुल्यकालिक कंपन के बीच अंतर करना मौलिक रूप से महत्वपूर्ण है:
- समकालिक मुद्दे (जैसे असंतुलन) "बलपूर्वक कंपन" हैं। इन्हें अक्सर संतुलन या संरेखण जैसे यांत्रिक समायोजनों से ठीक किया जा सकता है।
- उप-समकालिक समस्याएँ (जैसे तेल का कोड़ा) "स्व-उत्तेजित कंपन" या अस्थिरताएँ हैं। ये रोटर-बेयरिंग प्रणाली के मूल डिज़ाइन या स्थिति में किसी समस्या का संकेत देते हैं और इन्हें संतुलन द्वारा ठीक नहीं किया जा सकता। इसके समाधान में बेयरिंग डिज़ाइन में बदलाव, तेल के तापमान या दबाव में बदलाव, या रोटर का पुनः डिज़ाइन शामिल हो सकता है।
इस कारण से, उच्च-आयाम उप-तुल्यकालिक शिखर को आम तौर पर उच्च-आयाम तुल्यकालिक शिखर की तुलना में अधिक गंभीर अलार्म स्थिति माना जाता है।
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