Ütés a rezgésanalízisben: okok és azonosítás

Definíció: Mi a rezgési ütem?

A rezgésanalízis kontextusában egy üt vagy verés egy jellegzetes jelenség, amelyet a rezgési jel amplitúdójának periodikus emelkedése és csökkenése jellemez. Ez a moduláció akkor következik be, amikor két különálló, nagyon közeli, de nem azonos frekvenciájú rezgési jel van jelen egyszerre, és kombinálódnak egymással. A kapott időhullám egyetlen szinuszhullámhoz hasonlít, amelynek amplitúdója lassan növekszik és csökken ritmikus mintázatban.

A verés mögött rejlő fizika

A lüktetés konstruktív és destruktív interferencia eredménye. Amikor a két rezgéshullám csúcsai egy vonalba kerülnek (fázisban vannak), amplitúdójuk összeadódik, ami nagyobb összamplitúdót eredményez. Amikor az egyik hullám csúcsa egy vonalba kerül a másik mélypontjával (fázison kívül), kioltják egymást, ami alacsonyabb összamplitúdót eredményez. Ez a folyamatos erősítési és kioltási ciklus hozza létre a jellegzetes „lüktető” vagy „búgó” hangot és rezgési mintázatot.

Ennek az amplitúdómodulációnak a frekvenciája, az ún. ütési frekvencia, egyenlő a két forrásfrekvencia közötti abszolút különbséggel.

Ütésfrekvencia = |1. frekvencia – 2. frekvencia|

Például, ha két gép 29,5 Hz és 30,5 Hz frekvenciájú rezgéseket generál, az így létrejövő ütési frekvencia |29,5 – 30,5| = 1,0 Hz lesz. Ez azt jelenti, hogy a teljes rezgési amplitúdó másodpercenként emelkedik és csökken.

Az ipari gépek ütődésének gyakori okai

Egy ütési frekvencia megléte értékes diagnosztikai jel, mivel két, egymáshoz közel elhelyezkedő meghajtófrekvencia létezésére utal. Az ipari környezetben gyakori források a következők:

• Több gép közös struktúrán: A legklasszikusabb példa két azonos kialakítású szivattyú vagy ventilátor, amelyek ugyanazon a platformon vagy csőrendszeren futnak. Ha az üzemi sebességük kissé eltérő (pl. 1780 RPM és 1785 RPM), akkor alacsony frekvenciájú lüktetést fognak kelteni.
• Villanymotorok: Ütés léphet fel a motor forgási frekvenciája és egy elektromos frekvencia, például az indukciós motor pólusáthaladási frekvenciája között.
• Többfokozatú szivattyúk vagy kompresszorok: Kissé eltérő effektív sebességgel futó különböző szakaszok közötti kölcsönhatás.
• Sebességváltók: Két hasonló fogszámú fogaskerék összekapcsolódása.
• Hidraulikus vagy aerodinamikai pulzációk: Két különböző áramlással kapcsolatos turbulenciaforrás kölcsönhatása.

Hogyan azonosítsuk a lüktetést a rezgésadatokban

Időhullám-elemzés

Az időhullám-alak a legközvetlenebb módja a lüktetés megfigyelésének. A jel tiszta, ismétlődő amplitúdómodulációs mintázatot mutat. Két egymást követő amplitúdócsúcs (vagy -völgy) közötti idő a lüktetési frekvencia periódusa.

Frekvenciaspektrum (FFT) elemzés

A frekvenciaspektrumban egy ütés a következőképpen jelenik meg: két különálló csúcs, amelyek nagyon közel helyezkednek el egymáshozEgy szabványos FFT felbontása valószínűleg nem elegendő a szétválasztásukhoz, így azok egyetlen, széles csúcsként jelennek meg. Egy ütem megfelelő diagnosztizálásához az elemzőnek nagy felbontású FFT-t kell használnia (a spektrális vonalak számának növelésével). Ez egyértelműen felbontja a ütemet okozó két egyedi frekvenciakomponenst.

Problémát jelent a verés?

Maga a rezgés nem hiba, hanem a frekvenciák kölcsönhatásának tünete. Azonban problémás lehet:

• Idegesítő zaj: Az emelkedő és süllyedő hang jobban észrevehető és irritáló lehet a személyzet számára, mint egy állandó zaj.
• Csúcs amplitúdóval kapcsolatos aggodalmak: A konstruktív interferencia fázisban a maximális amplitúdó közel kétszerese lehet az egyes jelek amplitúdójának. Ez a csúcsérték meghaladhatja a riasztási határértékeket, vagy túlzott igénybevételt okozhat az alkatrészeken, még akkor is, ha az átlagos rezgés elfogadható.
• Egyéb problémák elfedése: A fluktuáló jel néha megnehezítheti más mögöttes rezgési problémák azonosítását.

Egy problémás ütem megoldása jellemzően a két forrásfrekvencia azonosítását és az egyik gép sebességének megváltoztatását vagy csillapítás bevezetését jelenti az amplitúdócsúcsok enyhítése érdekében.

← Vissza a fő tartalomjegyzékhez