मशीनों की तकनीकी स्थिति का निदान करने के लिए कंपन विश्लेषण एक महत्वपूर्ण तकनीक है। विभिन्न मशीन दोष कंपन आवृत्ति स्पेक्ट्रम में विशिष्ट पैटर्न उत्पन्न करते हैं। मशीन कंपन के आवृत्ति स्पेक्ट्रम की जांच करके (आमतौर पर FFT विश्लेषण के माध्यम से), कोई विशिष्ट दोष प्रकारों की पहचान कर सकता है। नीचे, सामान्य दोष श्रेणियां (असंतुलन, मिसलिग्न्मेंट, ढीलापन, असर दोष, गियर दोष) तालिकाओं में प्रस्तुत की गई हैं। प्रत्येक तालिका दोष के उप-प्रकारों को रेखांकित करती है, उनके विशिष्ट कंपन स्पेक्ट्रम, देखे गए वर्णक्रमीय घटकों, प्रमुख पहचान विशेषताओं और एक उदाहरणात्मक स्पेक्ट्रम ग्राफ (SVG के रूप में एम्बेडेड) का वर्णन करती है। सभी आवृत्ति संदर्भ चलने की गति के गुणकों का उपयोग करते हैं (उदाहरण के लिए, "1×" = एक बार-प्रति-क्रांति आवृत्ति)।
असंतुलन
| दोष का प्रकार | स्पेक्ट्रम विवरण | स्पेक्ट्रल घटकों का संक्षिप्त विवरण | मुख्य विशेषता | एसवीजी ग्राफ |
|---|---|---|---|---|
| स्थैतिक असंतुलन (एक-विमान) | स्पेक्ट्रम में मूल गति (1× RPM) पर एकल शिखर का प्रभुत्व होता है: कंपन साइनसोइडल होता है, अन्य आवृत्तियों पर न्यूनतम ऊर्जा होती है। | मुख्य रूप से एक मजबूत 1× घूर्णी आवृत्ति घटक। थोड़ा या कोई उच्च हार्मोनिक्स नहीं (एक शुद्ध 1× टोन):. | सभी रेडियल दिशाओं में बड़ा 1× आयाम: दोनों बीयरिंगों पर कंपन एक ही चरण में है (दोनों सिरों के बीच कोई चरण अंतर नहीं):. लगभग 90° चरण शिफ्ट अक्सर एक ही बीयरिंग पर क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर माप के बीच देखा जाता है:. | |
| गतिशील असंतुलन (दो-विमान/युग्म) | स्पेक्ट्रम भी एक बार प्रति क्रांति आवृत्ति (1×) शिखर को प्रमुख रूप से दर्शाता है:, स्थैतिक असंतुलन के समान। कंपन घूर्णन गति पर है, अगर असंतुलन ही एकमात्र मुद्दा है तो कोई महत्वपूर्ण उच्च आवृत्ति सामग्री नहीं है। | प्रमुख 1× RPM घटक (अक्सर रोटर के "झुकाव" या डगमगाने के साथ): उच्च हार्मोनिक्स आमतौर पर अनुपस्थित होते हैं जब तक कि अन्य दोष मौजूद न हों। | प्रत्येक बियरिंग पर कंपन 1× है चरण से बाहर - रोटर के दोनों सिरों पर कंपन के बीच लगभग 180° का चरण अंतर होता है: (जो कि युगल असंतुलन को दर्शाता है)। इस चरण संबंध के साथ मजबूत 1× शिखर गतिशील असंतुलन का संकेत है। |
मिसलिग्न्मेंट
| दोष का प्रकार | स्पेक्ट्रम विवरण | स्पेक्ट्रल घटकों का संक्षिप्त विवरण | मुख्य विशेषता | एसवीजी ग्राफ |
|---|---|---|---|---|
| समानांतर मिसलिग्न्मेंट (ऑफसेट शाफ्ट) | कंपन स्पेक्ट्रम मूल (1×) और उसके हार्मोनिक्स 2× और 3× रनिंग स्पीड पर उच्च ऊर्जा प्रदर्शित करता है, विशेष रूप से रेडियल दिशा में। आम तौर पर, 1× घटक मिसअलाइनमेंट के साथ प्रमुख होता है, जिसके साथ एक उल्लेखनीय 2× घटक होता है। | 1×, 2×, और 3× शाफ्ट रोटेशनल आवृत्तियों पर महत्वपूर्ण चोटियाँ शामिल हैं। ये मुख्य रूप से रेडियल कंपन माप (शाफ्ट के लंबवत) में दिखाई देते हैं:। | रेडियल दिशा में उच्च 1× और 2× कंपन संकेतात्मक हैं। युग्मन के विपरीत पक्षों पर रेडियल कंपन माप के बीच 180° चरण अंतर अक्सर देखा जाता है:, जो इसे शुद्ध असंतुलन से अलग करता है। | |
| कोणीय मिसलिग्न्मेंट (झुका हुआ शाफ्ट) | आवृत्ति स्पेक्ट्रम शाफ्ट गति के मजबूत हार्मोनिक्स को दर्शाता है, विशेष रूप से 1× के अतिरिक्त एक प्रमुख 2× चलने की गति घटक: 1×, 2× (और अक्सर 3×) पर कंपन दिखाई देता है, जिसमें अक्षीय (शाफ्ट के साथ) कंपन महत्वपूर्ण होता है। | 1× और 2× (और कभी-कभी 3×) चलने की गति पर उल्लेखनीय चोटियाँ: 2× घटक अक्सर 1× जितना बड़ा या उससे बड़ा होता है। ये आवृत्तियाँ अक्षीय कंपन स्पेक्ट्रम (मशीन की धुरी के साथ) में स्पष्ट होती हैं: | 1× की तुलना में अपेक्षाकृत उच्च द्वितीय हार्मोनिक (2×) आयाम, मजबूत अक्षीय कंपन के साथ संयुक्त। युग्मन के दोनों ओर अक्षीय माप 180° चरण से बाहर हैं, जो कोणीय मिसलिग्न्मेंट की एक पहचान है। |
ढील
| दोष का प्रकार | स्पेक्ट्रम विवरण | स्पेक्ट्रल घटकों का संक्षिप्त विवरण | मुख्य विशेषता | एसवीजी ग्राफ |
|---|---|---|---|---|
| यांत्रिक ढीलापन (घटक ढीलापन) | स्पेक्ट्रम में दौड़ने की गति के हार्मोनिक्स की भरमार है। 1× (1× से लेकर ~10× जैसे उच्च क्रम तक) के पूर्णांक गुणकों की एक विस्तृत श्रृंखला महत्वपूर्ण आयामों के साथ दिखाई देती है। उन्नत मामलों में, उप-हार्मोनिक आवृत्तियाँ (जैसे 0.5×) भी उभर सकती हैं | कई रनिंग स्पीड हार्मोनिक्स हावी होते हैं (1×, 2×, 3× … लगभग 10× तक)। कभी-कभी, 1/2×, 3/2×, आदि पर आंशिक (अर्ध-क्रम) आवृत्ति घटक, दोहरावदार प्रभाव के कारण मौजूद हो सकते हैं। | स्पेक्ट्रम में चोटियों की एक विशिष्ट "हार्मोनिक श्रृंखला" - घूर्णन आवृत्ति के पूर्णांक गुणकों पर समान रूप से दूरी पर स्थित कई चोटियाँ। यह ढीले या अनुचित तरीके से फिट किए गए भागों को इंगित करता है जो बार-बार प्रभाव डालते हैं। कई हार्मोनिक्स (और संभवतः अर्ध-क्रम उप-हार्मोनिक्स) की उपस्थिति एक महत्वपूर्ण संकेत है। | |
| संरचनात्मक ढीलापन (आधार/माउंटिंग ढीलापन) | कंपन स्पेक्ट्रम में अक्सर चलने की गति का एक या दो गुना प्रभुत्व होता है। आम तौर पर, स्पेक्ट्रम में 1× RPM पर एक शिखर और/या 2× RPM पर एक शिखर दिखाई देगा। 2× से परे उच्च हार्मोनिक्स आमतौर पर इन मूलभूत तत्वों की तुलना में आयाम में बहुत कम होते हैं। | मुख्य रूप से शाफ्ट गति के 1× और 2× पर आवृत्ति घटकों को दर्शाता है। अन्य हार्मोनिक्स (3×, 4×, आदि) आम तौर पर अनुपस्थित या मामूली होते हैं। 1× या 2× घटक ढीलेपन की प्रकृति के आधार पर प्रबल हो सकता है (उदाहरण के लिए, प्रति चक्कर एक प्रभाव या प्रति चक्कर दो प्रभाव)। | स्पेक्ट्रम के बाकी हिस्सों के सापेक्ष एक उल्लेखनीय रूप से उच्च 1× या 2× शिखर (या दोनों), समर्थन या संरचना के ढीलेपन को दर्शाता है। यदि मशीन ढीली तरीके से लगाई गई हो तो अक्सर ऊर्ध्वाधर दिशा में कंपन अधिक मजबूत होता है। कुछ उच्च हार्मोनिक्स के साथ एक या दो प्रमुख निम्न-क्रम शिखर संरचनात्मक या नींव के ढीलेपन की विशेषता है। |
बियरिंग दोष
| दोष का प्रकार | स्पेक्ट्रम विवरण | स्पेक्ट्रल घटकों का संक्षिप्त विवरण | मुख्य विशेषता | एसवीजी ग्राफ |
|---|---|---|---|---|
| बाहरी जाति दोष | कंपन स्पेक्ट्रम बाहरी रेस दोष आवृत्ति और उसके हार्मोनिक्स के अनुरूप चोटियों की एक श्रृंखला प्रदर्शित करता है। ये चोटियाँ आमतौर पर उच्च आवृत्तियों (शाफ्ट रोटेशन के पूर्णांक गुणकों पर नहीं) पर होती हैं और हर बार जब कोई रोलिंग तत्व बाहरी रेस दोष पर से गुजरता है तो संकेत देती हैं। | बाहरी रेस बॉल-पास आवृत्ति (BPFO) के कई हार्मोनिक्स मौजूद हैं। आम तौर पर, स्पष्ट बाहरी रेस फॉल्ट के लिए स्पेक्ट्रम में BPFO के 8-10 हार्मोनिक्स देखे जा सकते हैं। इन चोटियों के बीच की दूरी BPFO (बेयरिंग ज्यामिति और गति द्वारा निर्धारित एक विशिष्ट आवृत्ति) के बराबर होती है। | BPFO और उसके क्रमिक हार्मोनिक्स पर चोटियों की एक अलग श्रृंखला इसका संकेत है। कई समान रूप से फैले उच्च-आवृत्ति चोटियों (BPFO, 2×BPFO, 3×BPFO, ...) की उपस्थिति स्पष्ट रूप से बाहरी रेस बेयरिंग दोष की ओर इशारा करती है। | |
| आंतरिक जाति दोष | इनर रेस फॉल्ट के लिए स्पेक्ट्रम इनर रेस फॉल्ट आवृत्ति और उसके हार्मोनिक्स पर कई प्रमुख चोटियों को दर्शाता है। इसके अलावा, इनमें से प्रत्येक फॉल्ट आवृत्ति चोटियों के साथ आम तौर पर रनिंग स्पीड (1×) आवृत्ति पर अंतरित साइडबैंड चोटियाँ होती हैं। | इनर रेस बॉल-पास फ़्रीक्वेंसी (BPFI) के कई हार्मोनिक्स शामिल हैं, जो अक्सर 8-10 हार्मोनिक्स के क्रम में होते हैं। विशेषता से, इन BPFI चोटियों को ±1× RPM पर साइडबैंड द्वारा मॉड्यूलेट किया जाता है - जिसका अर्थ है कि प्रत्येक BPFI हार्मोनिक के बगल में, छोटे साइड पीक दिखाई देते हैं, जो शाफ्ट रोटेशन फ़्रीक्वेंसी के बराबर राशि से मुख्य पीक से अलग होते हैं। | इसका स्पष्ट संकेत साइडबैंड पैटर्न के साथ इनर रेस डिफेक्ट फ़्रीक्वेंसी (BPFI) हार्मोनिक्स की मौजूदगी है। BPFI हार्मोनिक्स के चारों ओर शाफ्ट स्पीड पर फैले साइडबैंड संकेत देते हैं कि इनर रेस डिफेक्ट को प्रति चक्कर एक बार लोड किया जा रहा है, जो बाहरी रेस के बजाय इनर रेस समस्या की पुष्टि करता है। | |
| रोलिंग एलिमेंट दोष (गेंद/रोलर) | रोलिंग एलिमेंट (बॉल या रोलर) में दोष रोलिंग एलिमेंट स्पिन आवृत्ति और उसके हार्मोनिक्स पर कंपन पैदा करता है। स्पेक्ट्रम चोटियों की एक श्रृंखला दिखाएगा जो शाफ्ट गति के पूर्णांक गुणक नहीं हैं, बल्कि बॉल/रोलर स्पिन आवृत्ति (बीएसएफ) के गुणक हैं। इनमें से एक हार्मोनिक चोटियाँ अक्सर दूसरों की तुलना में काफी बड़ी होती हैं, जो दर्शाती हैं कि कितने रोलिंग तत्व क्षतिग्रस्त हैं। | मौलिक रोलिंग तत्व दोष आवृत्ति (बीएसएफ) और उसके हार्मोनिक्स पर चोटियाँ। उदाहरण के लिए, बीएसएफ, 2×बीएसएफ, 3×बीएसएफ, आदि दिखाई देंगे। विशेष रूप से, इन चोटियों का आयाम पैटर्न क्षतिग्रस्त तत्वों की संख्या को इंगित कर सकता है - उदाहरण के लिए यदि दूसरा हार्मोनिक सबसे बड़ा है, तो यह सुझाव दे सकता है कि दो गेंदों/रोलर्स में स्पॉल हैं। अक्सर, रेस फॉल्ट आवृत्तियों पर कुछ कंपन इसके साथ होता है, क्योंकि रोलिंग तत्व क्षति आमतौर पर रेस क्षति की ओर ले जाती है। | शाफ्ट रोटेशन आवृत्ति के बजाय BSF (बेयरिंग एलिमेंट स्पिन आवृत्ति) द्वारा अंतराल पर चोटियों की एक श्रृंखला की उपस्थिति रोलिंग एलिमेंट दोष की पहचान करती है। BSF के Nth हार्मोनिक का विशेष रूप से उच्च आयाम अक्सर यह दर्शाता है कि N तत्व क्षतिग्रस्त हैं (उदाहरण के लिए, बहुत अधिक 2×BSF शिखर दोष वाली दो गेंदों को इंगित कर सकता है)। | |
| पिंजरे का दोष (बेयरिंग केज / एफटीएफ) | रोलिंग बियरिंग में पिंजरे (विभाजक) दोष पिंजरे की घूर्णन आवृत्ति - फंडामेंटल ट्रेन फ़्रीक्वेंसी (FTF) - और उसके हार्मोनिक्स पर कंपन उत्पन्न करता है। ये आवृत्तियाँ आमतौर पर उप-समकालिक (शाफ्ट गति से नीचे) होती हैं। स्पेक्ट्रम FTF, 2×FTF, 3×FTF, आदि पर चोटियाँ दिखाएगा, और अक्सर मॉड्यूलेशन के कारण अन्य बियरिंग आवृत्तियों के साथ कुछ अंतःक्रिया होगी। | पिंजरे की घूर्णन आवृत्ति (FTF) और इसके पूर्णांक गुणकों के अनुरूप कम आवृत्ति वाले शिखर। उदाहरण के लिए, यदि FTF ≈ 0.4× शाफ्ट गति है, तो आप ~0.4×, ~0.8×, ~1.2× आदि पर शिखर देख सकते हैं। कई मामलों में, पिंजरे का दोष रेस दोषों के साथ सह-अस्तित्व में रहता है, इसलिए FTF रेस दोष संकेतों को मॉड्यूलेट कर सकता है, जिससे योग/अंतर आवृत्तियों (रेस आवृत्तियों के आसपास साइडबैंड) का उत्पादन होता है। | एक या अधिक उप-हार्मोनिक चोटियाँ (1× से नीचे) जो बियरिंग केज रोटेशन दर (FTF) के साथ संरेखित होती हैं, केज की समस्या का संकेत हैं। यह अक्सर अन्य बियरिंग दोष संकेतों के साथ दिखाई देता है। मुख्य हस्ताक्षर स्पेक्ट्रम में FTF और उसके हार्मोनिक्स की उपस्थिति है, जो अन्यथा असामान्य है जब तक कि केज विफल न हो। |
गियर दोष
| दोष का प्रकार | स्पेक्ट्रम विवरण | स्पेक्ट्रल घटकों का संक्षिप्त विवरण | मुख्य विशेषता | एसवीजी ग्राफ |
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| गियर उत्केन्द्रता / मुड़ी हुई शाफ्ट | यह दोष गियर मेश कंपन के मॉड्यूलेशन का कारण बनता है। स्पेक्ट्रम में, गियर मेश आवृत्ति (जीएमएफ) शिखर गियर की शाफ्ट रोटेशनल आवृत्ति (1× गियर आरपीएम) पर स्थित साइडबैंड चोटियों से घिरा हुआ है। अक्सर, गियर का अपना 1× रनिंग स्पीड कंपन भी विलक्षणता के असंतुलन-जैसे प्रभाव के कारण बढ़ जाता है। | गियर मेश आवृत्ति और उसके निचले हार्मोनिक्स (जैसे, 1×, 2×, 3× GMF) पर आयाम में उल्लेखनीय वृद्धि। GMF (और कभी-कभी इसके हार्मोनिक्स के आसपास) के आसपास स्पष्ट साइडबैंड प्रभावित गियर की रोटेशन दर के 1× के बराबर अंतराल पर दिखाई देते हैं। इन साइडबैंड की उपस्थिति गियर के रोटेशन द्वारा मेश आवृत्ति के आयाम मॉड्यूलेशन को इंगित करती है। | 1× गियर आवृत्ति पर स्पष्ट साइडबैंड के साथ गियर मेष आवृत्ति हस्ताक्षर विशेषता है। यह साइडबैंड पैटर्न (चलने की गति से GMF के चारों ओर समान रूप से दूरी पर स्थित चोटियाँ) गियर सनकीपन या मुड़े हुए गियर शाफ्ट को दृढ़ता से इंगित करता है। इसके अतिरिक्त, गियर का मूल (1×) कंपन सामान्य से अधिक हो सकता है। | |
| गियर के दाँतों का घिसना या क्षतिग्रस्त होना | गियर टूथ दोष (जैसे घिसे हुए या टूटे हुए दांत) गियर मेश आवृत्ति और उसके हार्मोनिक्स पर कंपन में वृद्धि उत्पन्न करते हैं। स्पेक्ट्रम अक्सर उच्च आयाम के कई GMF चोटियों (1×GMF, 2×GMF, आदि) को दर्शाता है। इसके अतिरिक्त, इन GMF चोटियों के आसपास कई साइडबैंड आवृत्तियाँ दिखाई देती हैं, जो शाफ्ट रोटेशनल आवृत्ति द्वारा अलग-अलग होती हैं। कुछ मामलों में, साइडबैंड के साथ गियर प्राकृतिक आवृत्तियों (प्रतिध्वनि) का उत्तेजना भी देखा जा सकता है। | गियर मेश आवृत्ति (टूथ-मेशिंग आवृत्ति) और उसके हार्मोनिक्स (उदाहरण के लिए, 2×GMF) पर ऊंचे शिखर। प्रत्येक प्रमुख GMF हार्मोनिक के आसपास, 1× रनिंग स्पीड से अलग साइडबैंड शिखर होते हैं। 1×, 2×, 3× GMF घटकों के आसपास साइडबैंड की संख्या और आकार दांत की क्षति की गंभीरता के साथ बढ़ने लगते हैं। गंभीर मामलों में, गियर की अनुनाद आवृत्तियों (अपने स्वयं के साइडबैंड के साथ) के अनुरूप अतिरिक्त शिखर दिखाई दे सकते हैं। | घने साइडबैंड पैटर्न के साथ कई उच्च-आयाम गियर मेष आवृत्ति हार्मोनिक्स इसकी पहचान हैं। यह घिसाव या टूटे हुए दांत के कारण अनियमित टूथ पासिंग को इंगित करता है। एक बहुत घिसा हुआ या क्षतिग्रस्त गियर मेष आवृत्ति चोटियों के चारों ओर व्यापक साइडबैंड (1× गियर गति अंतराल पर) दिखाएगा, जो इसे एक स्वस्थ गियर (जिसमें GMF पर केंद्रित एक क्लीनर स्पेक्ट्रम होगा) से अलग करता है। |
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