Razumijevanje subharmonika

1. Definicija: Što je subharmonik?

A Subharmonik je frekvencijska komponenta u vibracija spektar što se događa pri cijelom broju udjela osnovne frekvencije prisile. U analizi strojeva, ta osnovna frekvencija je gotovo uvijek brzina trčanja (1X).

Subharmonici se pojavljuju na frekvencijama poput 1/2X, 1/3X, 1/4X itd., a nazivaju se i subsinkroni vibracije jer se javljaju na frekvenciji ispod glavne sinkrone (1X) brzine. Prisutnost niza subharmonika (npr. 1/2X, 3/2X, 5/2X) klasičan je znak specifičnih vrsta kvarova stroja.

2. Primarni uzroci subharmonika

Subharmonici nisu toliko česti kao harmonici (2X, 3X), ali kada se pojave, često su snažan pokazatelj jednog od sljedećih problema:

a) Mehanička labavost

Ovo je najčešći uzrok subharmonika, posebno 1/2X komponente. Kada je komponenta labava, poput ležaja u kućištu ili labavog vijka za montažu, može izazvati nelinearni efekt "odbijanja" ili "zveckanja". Ova vrsta udara može pobuditi sustav na način da reagira na frekvenciji koja je polovica glavne frekvencije prisile (1X).

Spektar koji pokazuje vrh od 1X popraćen nizom subharmonika na 1/2X, 3/2X (1.5X), 5/2X (2.5X) itd., školski je znak teške strukturne labavosti. Labavost omogućuje udarce koji se događaju efektivno pri svakom drugom okretu osovine, generirajući obitelj vrhova od 1/2X.

b) Nestabilnost kliznog ležaja

U strojevima s fluidnim ili kliznim ležajevima, subharmonici su ključni pokazatelj nestabilnosti uljnog filma. To su samopobudne vibracije koje nastaju zbog dinamike uljnog klina koji podupire osovinu.

• Uljni vrtlog: Ovaj fenomen se obično javlja na frekvenciji između 0,42X i 0,48X brzine rada. Uzrokuje ga sam uljni film koji počinje rotirati (vrtjeti se) unutar zazora ležaja, gurajući osovinu. Često je to jak, izrazit vrh ispod 0,5X.
• Uljni bič: Ovo je teži oblik nestabilnosti koji se javlja kada se frekvencija vrtloga ulja podudara s prvom prirodnom frekvencijom rotora (kritična brzina). Kada se to dogodi, vibracija može postati vrlo silovita i destruktivna. Frekvencija se „zaključava“ na prirodnu frekvenciju i neće se promijeniti čak ni ako se brzina stroja poveća.

c) Drugi uzroci

• Problemi s remenskim pogonom: Istrošeni ili oštećeni remen ponekad može generirati subharmonijske frekvencije povezane s brzinom vrtnje remena, koja je obično niža od brzine pogonske ili pogonske remenice.
• Frekvencije prolaza lopatica ili krila: U nekim slučajevima kod pumpi ili ventilatora, subsinkroni vrhovi mogu biti povezani s turbulencijom protoka ili uvjetima zastoja rotacije, koji možda nisu točni dijelovi 1X, ali su i dalje ispod brzine rada.

3. Analiza i potvrda

Kada se u spektru opažaju subharmonici, ključno je identificirati točnu frekvenciju. Vrh na točno 0,50X vrlo je vjerojatno povezan s labavošću. Vrh na 0,47X gotovo je sigurno uljni vrtlog. Prisutnost punog niza (1/2X, 3/2X, itd.) snažno potvrđuje labavost.

Analizirajući vremenski valni oblik također može biti korisno. Rastresitost često pokazuje znakove udaranja ili skraćivanja, dok se vrtlog ulja može pojaviti kao složeniji, modulirajući signal.

← Natrag na glavni indeks