Հասկացություն Հարմոնիկներ տատանումների վերլուծության մեջ
Ինչու՞ են լիսեռի պտտաթվի ամբողջաթիվ բազմապատիկները հայտնվում տատանումների սպեկտրներում — և ինչպես է 1×, 2×, 3×… հարմոնիկների ձևը բացահայտում մեքենաների թերությունների ճշգրիտ բնույթը՝ անհավասարակշռությունից և առանցքների շեղվածությունից մինչև թուլացում և շփումներ:
Ներդաշնակ հաճախականության հաշվիչ
Հաշվարկել հարմոնիկները և տարածված թերությունների հաճախությունները ցանկացած լիսեռի պտտաթվի համար
Հարմոնիկ սպեկտր
Տեսողական հաճախությունների քարտեզ և ամբողջական հարմոնիկ աղյուսակ
Մուտքագրեք լիսեռի պտտաթիվը և սեղմեք Հաշվարկել
հարմոնիկ հաճախությունները տեսնելու համար
Թերությունների նշանների ձևեր — Արագ նույնականացում
Յուրաքանչյուր մեքենայի թերություն առաջացնում է բնորոշ հարմոնիկ ձև, որը երևում է տատանումների սպեկտր
| Ձախողման վիճակ | Գերիշխող հարմոնիկներ | Ամպլիտուդային նախշ | Ուղղություն | Փուլային վարքագիծ | Վերլուծական հատկանիշ |
|---|---|---|---|---|---|
| Մասսայական անհավասարակշռություն | 1× | 1× ≫ բոլոր մյուսները | Ճառագայթային | Կայուն; հետևում է ծանր կետին | Մաքուր միակ գագաթ; համեմատական է արագության²-ին |
| Ծռված լիսեռ | 1× + 2× | Երկուսն էլ բարձր | Առանցքային + շառավիղային | 1× փուլ 180° ծայրերի միջև (առանցքային) | Բարձր առանցքային 1×; չի ուղղվում հավասարակշռմամբ |
| Անկյունային անհամակցվածություն | 1× (առանցքային) | Բարձր առանցքային 1× կցորդիչի վրա | Առանցքային բաղադրիչի գերակշռում | 180° կցորդիչի հակադիր կողմերում (առանցքային) | Առանցքային 1× կցորդիչի վրա > շառավիղային |
| Զուգահեռ շեղվածություն | 2× (ռադիալ) | 2× ≈ կամ > 1×; 3×-ը կարող է հայտնվել | Ճառագայթային բաղադրիչի գերակշռում | 180° կցորդիչի հակադիր կողմերում (ռադիալ) | 2×-ի և 1×-ի հարաբերակցությունը դիագնոստիկ է |
| Լուծվածություն — կառուցվածքային (A տիպ) | 1× | Ուղղորդված — ավելի բարձր է լուծված ուղղությամբ | Ուղղորդված | Անկայուն; կարող է շեղվել | Ամպլիտուդը փոխվում է պնևմատիկ բարձի պտտման մոմենտի հետ |
| Լուծվածություն — պտտվող (B տիպ) | 1×, 2×, 3×…n× | Հարուստ հարմոնիկ շարք + ½× | Ճառագայթային | Անկայուն; անկանոն | Սուբհարմոնիկները (½×, ⅓×) հիմնական տարբերակիչն են |
| Լուծվածություն — առանցքակալի նստատեղ (C տիպ) | Բազմաթիվ հարմոնիկներ + սուբ | Հատակի աղմուկի աճ՝ բազմաթիվ գագաթներով | Ճառագայթային | Շատ անկայուն | Լայնաշերտ աղմուկի հատակի բարձրացում |
| Փափուկ հենակ | 1× + 2× | 1×-ը փոխվում է պնևմատիկ բարձի պտտման մոմենտի հետ | Ուղղահայաց գերիշխող | Շեղվում է պնևմատիկ բարձի ամրացման հետ | 1×-ի ամպլիտուդը փոխվում է, երբ պնևմատիկ բարձերը առանձին թուլացվում են |
| Ռոտորի շփում (թեթև, մասնակի) | ½×, 1×, 2×…n× | Բազմաթիվ բարձր կարգի հարմոնիկներ | Ճառագայթային | Անկանոն; ջերմային շեղում | ½× և ⅓× սուբհարմոնիկներ; ջերմային վեկտորային շեղում |
| Ռոտորի շփում (լիարժեք օղակաձև) | ½×, ⅓×, ¼× գերիշխող | Սուբհարմոնիկներ > 1× | Ճառագայթային | Խաոսային | Սուբսինխրոն գերիշխանություն; հակառակ պրեցեսիա |
| Oil whirl (նավթային պտույտ) | 0.42–0.48× | Սուբսինխրոն գագաթ՝ հենց ½×-ից ցածր | Ճառագայթային | Ուղիղ պրեցեսիա | Հաճախությունը հետևում է ~0.43× RPM-ին; արագությունից կախված |
| Oil whip | ≈ 1-ին կրիտիկական | Ֆիքսված է 1-ին կրիտիկականի վրա՝ անկախ արագությունից | Ճառագայթային | Ուղիղ պրեցեսիա | Հաճախությունը ֆիքսվում է; կատաստրոֆիկ է, եթե չվերացվի |
| Ատամնանիվների շփում | GMF, 2×GMF, 3×GMF | GMF = #ատամներ × RPM + կողմնային շերտեր | Ռադիալ + Առանցքային | N/A (հարկադրված) | Կողմնային շերտերը լիսեռի արագությամբ նույնականացնում են վնասված ատամնանիվը |
| Լեզվակի/պատնեշի անցում | BPF, 2×BPF | BPF = #լեզվակներ × RPM | Ռադիալ + Առանցքային | N/A (հարկադրված) | Նորմալ; բարձր ամպլիտուդը = բացակի կամ ռեզոնանսի խնդիր |
| Ստատորի էքսցենտրիսիտետ | 2FL (100/120 Hz) | 2× գծային հաճախությունը գերիշխող է | Ճառագայթային | N/A | Անհետանում է ակնթարթորեն հոսանքի ընդհատման դեպքում |
| Ռոտորի ձողի թերություն | 1× բևեռների անցման կողմնակի շերտերով | Կողմնակի շերտեր սահմանման հաճախություն × բևեռներ | Ճառագայթային | Մոդուլացված | 1× շուրջ մեծացումը բացահայտում է հավասարաչափ բաշխված կողմնակի շերտեր |
| VFD-ից առաջացած | Փոխանակման հաճախության հարմոնիկներ | Ոչ սինխրոն գագաթներ PWM հաճախության դեպքում | Ճառագայթային | N/A | Հաճախությունը լիսեռի պտտաթվից անկախ է |
| Հաճախություն | Նշանակում | Սովորական պատճառներ | Ուժգնություն |
|---|---|---|---|
| 0.42–0.48× | Oil whirl (նավթային պտույտ) | Առանցքակալի անբավարա բեռնվածություն; գերազանց բացակ; թեթև լիսեռ | Կրիտիկական — կարող է հանգեցնել oil whip-ի |
| ½× (0.50×) | Կես կարգ | Շփում, թուլություն (B/C տիպ), ճաքած լիսեռ (հազվադեպ), գոտու խնդիրներ | Զգալի — անմիջապես ուսումնասիրել |
| ⅓× (0.33×) | Երրորդ կարգի սուբ | Ամբողջական օղակաձև շփում; ծանր թուլություն; հեղուկից առաջացած անկայունություն | Ծանր — վտանգավոր վիճակ |
| ¼× (0.25×) | Չորրորդ կարգի սուբ | Ամբողջական շփում ֆիքսված ուղեծրով; ծայրահեղ թուլություն | Շատ ծանր — կարող է անհրաժեշտ լինել կանգնեցում |
| 1.5× (3/2×) | 3/2 կարգ | Oil whirl-ի համադրություն անհավասարակշռության հետ | Մոտիկից հսկել |
| 2.5×, 3.5×… | Կես կարգի ընտանիք | Թուլություն ուժեղ շփման բաղադրիչով | Համադրված թերությունների մեխանիզմներ |
Սահմանում. Ի՞նչ է հարմոնիկը
Տատանումների վերլուծության մեջ մի հարմոնիկ հաճախություն է, որը հիմնական հաճախության ճշգրիտ ամբողջ թվով բազմապատիկն է։ Պտտվող մեքենաներում հիմնական հաճախությունը սովորաբար լիսեռի պտտման արագությունն է, որը կոչվում է 1-ին հարմոնիկ կամ 1×։ Հաջորդ հարմոնիկները ամբողջ թվով բազմապատիկներ են. 2× (լիսեռի արագությունից երկու անգամ), 3× (երեք անգամ) և այլն։ Այս հաճախությունները նաև կոչվում են կարգեր աշխատանքային արագության, կամ սինխրոն հարմոնիկներ քանի որ դրանք ճշգրիտ սինխրոնացված են լիսեռի պտտման հետ։
Օրինակ, եթե մոտորը աշխատում է 1,800 RPM (30 Hz) արագությամբ, նրա հարմոնիկները հայտնվում են 60 Hz (2×), 90 Hz (3×), 120 Hz (4×), 150 Hz (5×) և այլն հաճախություններում։ Հարմոնիկների շարքը տեսականորեն անվերջ է, բայց գործնականում ամպլիտուդը նվազում է ավելի բարձր կարգերում և միայն առաջին մի քանի հարմոնիկները պարունակում են դիագնոստիկ տեղեկատվություն։
Հարմոնիկներ լիսեռի պտտաթվի ամբողջ թվով բազմապատիկներ են (2×, 3×, 4×…)։ Սուբհարմոնիկներ կոտորակային բազմապատիկներ են (½×, ⅓×, ¼×) և միշտ ցույց են տալիս լուրջ մեխանիկական խնդիրներ։ Ոչ սինխրոն գագաթներ հաճախություններ են, որոնք կապ չունեն լիսեռի պտտաթվի հետ — ինչպիսիք են առանցքակալի թերությունների հաճախություններ, ատամների շփման հաճախություններ, գծային հաճախություն (50/60 Hz), կամ սեփական հաճախություններ — և պահանջում են տարբեր դիագնոստիկ մոտեցումներ։ 3.57× RPM հաճախության գագաթը ՀԱՐՄՈՆԻԿ ՉԷ, այն հավանաբար առանցքակալի թերի հաճախություն է։
Ինչու՞ են առաջանում հարմոնիկները
Իդեալական գծային համակարգում, որը գրգռվում է զուտ սինուսոիդալ ուժով (օրինակ՝ իդեալականորեն հավասարակշռված, իդեալականորեն համապատասխանեցված ռոտորը իդեալական առանցքակալներում), կհայտնվի միայն 1× հիմնական հաճախությունը։ Իրական մեքենաները երբեք իդեալականորեն գծային չեն։ Հարմոնիկները հայտնվում են, երբ տատանումների ալիքաձևը խեղաթյուրվում է զուտ սինուսոիդալ ալիքից՝ երբ համակարգի արձագանքը ոչ գծային է կամ գրգռող ֆունկցիան ինքնին ոչ սինուսոիդալ է։
Մաթեմատիկան. Ֆուրիեի թեորեմը
Ֆուրիեի թեորեմը հայտնաբերում է, որ ցանկացած պարբերական ալիքաձև՝ անկախ բարդությունից, կարելի է վերլուծել սինուսոիդալ ալիքների գումարի՝ հիմնական հաճախության և դրա ամբողջ բազմապատիկների վրա, յուրաքանչյուրը՝ կոնկրետ ամպլիտուդով և փուլով։ Տատանումների վերլուծիչների կողմից օգտագործվող FFT (Fast Fourier Transform) ալգորիթմը կատարում է այս վերլուծությունը հաշվողականորեն՝ բացահայտելով ազդանշանի հարմոնիկ բովանդակությունը։
Զուտ սինուսոիդալ ալիքն ունի միայն մեկ հաճախային բաղադրիչ։ Քառակուսի ալիքը պարունակում է բոլոր կենտ հարմոնիկները (1×, 3×, 5×, 7×…)՝ ամպլիտուդները նվազում են 1/n հարաբերակցությամբ։ Սղոցաձև ալիքը պարունակում է բոլոր հարմոնիկները՝ ամպլիտուդները նվազում են 1/n հարաբերակցությամբ։ Խեղաթյուրման կոնկրետ ձևը որոշում է, թե որ հարմոնիկները կհայտնվեն՝ սա է, ինչը հարմոնիկ վերլուծությունը դարձնում է այնքան դիագնոստիկորեն հզոր։
Ֆիզիկական մեխանիզմներ, որոնք առաջացնում են հարմոնիկներ
- Ալիքաձևի կտրում / կրճատում. Երբ լիսեռի շարժումը ֆիզիկապես սահմանափակված է (առանցքակալի իրան, շփման կոնտակտ), առաջացած ալիքաձևը կտրվում է՝ առաջացնելով հարմոնիկներ։ Ավելի խիստ կտրումը առաջացնում է ավելի շատ հարմոնիկներ։
- Անհամաչափ կոշտություն: Եթե համակարգի կոշտությունը տարբերվում է տատանումների ցիկլի դրական և բացասական կեսերի միջև (քերծված լիսեռի բացվելը/փակվելը, առանցքների շեղվածությունը, որը ստեղծում է տարբեր լարման/սեղմման կոշտություն), առաջանում են զույգ հարմոնիկներ (2×, 4×, 6×)։
- Հարվածային իրադարձություններ. Պարբերական հարվածները (թույլ շրաֆներ, առանցքակալի թերի հարվածներ) ստեղծում են սուր, կարճատև ալիքաձևեր, որոնք չափազանց հարուստ են հարմոնիկ բովանդակությամբ՝ նման այն բանին, թե ինչպես է փողկապի ձողը ստեղծում շատ վերալարեր։
- Ոչ գծային վերականգնող ուժեր. Երբ կոշտությունը փոխվում է տեղաշարժի հետ (առանցքակալները տարբեր բեռնվածքի տակ, պրոգրեսիվ հարթության ռետինե հենարաններ), սինուսոիդալ ուժի արձագանքը պարունակում է հարմոնիկներ։
- Պարամետրիկ գրգռում. Երբ համակարգի հատկությունները պարբերաբար փոխվում են լիսեռի պտտաթվին առնչվող հաճախությամբ, դրանք կարող են առաջացնել գրգռման հաճախության հարմոնիկներ և ենթահարմոնիկներ։
Որ հարմոնիկները ներկա են, դրանց հարաբերական ամպլիտուդները և որոնք բացակայում են, պատկերը ասում է վերլուծաբանին, թե որ ֆիզիկական մեխանիզմն է առաջացնում ոչ գծայինությունը։ Փորձառու վերլուծաբանները ուսումնասիրում են սպեկտրի ամբողջական հարմոնիկ կառուցվածքը՝ ոչ միայն ընդհանուր տատանումների մակարդակը,՝ ճշգրիտ թերի մեխանիզմները նույնականացնելու համար։
Մանրամասն թերի նշաններ — Հարմոնիկ պատկերներ
1× գերիշխող — Անհավասարակշռություն
1×-ում գերիշխող գագաթը՝ նվազագույն բարձր հարմոնիկներով, դասական նշանն է զանգվածային անհավասարակշռության։ Անհավասարակշռության ուժը ինքնին սինուսոիդալ է (այն պտտվում է լիսեռի հետ 1× հաճախությամբ)՝ ստեղծելով մաքուր մեկ գագաթ հաճախային տիրույթում։
Դիագնոստիկ մանրամասներ
- Ամպլիտուդ: Համեմատական է արագության²-ին (կրկնակի արագություն → 4× ամպլիտուդ) և համեմատական է անհավասարակշռության զանգվածին
- Ֆազ․ Կայուն, կրկնելի, միարժեք։ Փոխվում է կանխատեսելիորեն փորձնական կշռի ավելացման հետ՝ սա բոլոր հավասարակշռման գործընթացների հիմքն է
- Ուղղություն՝ Հիմնականում ռադիալ; առանցքային 1×-ը ցածր է, եթե ռոտորը զգալի արտադրիչ չունի
- Հաստատում: Փորձնական կշիռների նկատմամբ արձագանքը հաստատում է անհավասարակշռությունը։ Եթե 1×-ը չի արձագանքում փորձնական կշիռներին, դիտարկեք ծռված լիսեռ, էքսցենտրիսիտետ կամ ռեզոնանս
Մի քանի պայմաններ առաջացնում են բարձր 1×, որը ՀԱՐՎԱՐԱՆԱԿԱՆ ՉԷ հավասարակշռմամբ. ծռված լիսեռ, լիսեռի էքսցենտրիսիտետ, էլեկտրական պտտման շեղում մոտիկության զոնդերի վրա, ռոտորի ծռվածք ջերմային ազդեցություններից, կցորդիչի էքսցենտրիսիտետ և ռեզոնանս ամպլիֆիկացիա։ Միշտ հաստատեք դիագնոզը հավասարակշռում փորձելուց առաջ։
2× գերիշխող — Առանցքների շեղվածություն
Բարձր 2-րդ հարմոնիկը, հաճախ համեմատելի ամպլիտուդով կամ գերազանցելով 1× գագաթը, հիմնական ցուցիչն է լիսեռների շեղվածություն։ Առանցքների շեղվածությունը ստիպում է լիսեռին անցնել ոչ սինուսոիդալ ուղիով յուրաքանչյուր պտույտի ընթացքում՝ ստեղծելով խեղաթյուրում, որը առաջացնում է 2× և երբեմն բարձր հարմոնիկներ։
Անկյունային vs. զուգահեռ առանցքների շեղվածություն
- Անկյունային առանցքների շեղվածություն. Լիսեռների կենտրոնական գծերը հատվում են անկյան տակ կցորդիչի վրա։ Առաջացնում է բարձր 1× առանցքային տատանումներ։ Փուլը կցորդիչի վրա ցույց է տալիս ~180° շեղում առանցքային ուղղությամբ։
- Զուգահեռ (օֆսեթ) առանցքների շեղվածություն. Լիսեռների կենտրոնական գծերը զուգահեռ են, բայց օֆսեթված։ Առաջացնում է բարձր 2× ռադիալ տատանումներ, հաճախ 2× ≥ 1×։ Խիստ դեպքերում առաջացնում է 3× և 4×։ Ռադիալ փուլը կցորդիչի վրա ցույց է տալիս ~180° շեղում։
- Կոմբինացված. Գործնականում, երկուսն էլ սովորաբար համատեղ գոյություն ունեն՝ առաջացնելով նշանների խառնուրդ։
2×/1× հարաբերակցությունը որպես դիագնոստիկ ցուցիչ
| 2×/1× հարաբերակցություն | Հավանական վիճակ | Գործողություն |
|---|---|---|
| < 0.25 | Նորմալ; 2×-ը ցածր մակարդակով առկա է մեքենաների մեծ մասում | Գործողություններ չեն պահանջվում |
| 0.25 – 0.50 | Հնարավոր է թեթև առանցքների շեղվածություն; նորմալ է որոշ կցորդիչների տեսակների համար | Ստուգել առանցքների համապատասխանությունը; համեմատել բազային արժեքի հետ |
| 0.50 – 1.00 | Որոշակի առանցքների շեղվածություն հավանական է | Կատարել ճշգրիտ լազերային համապատասխանեցում |
| > 1.00 | Խիստ առանցքների շեղվածություն; 2×-ը գերազանցում է 1×-ը | Վտանգավոր — վերահամապատասխանեցնել; ստուգել կցորդիչը և խողովակների լարվածությունը |
Բազմաթիվ հարմոնիկներ — մեխանիկական թուլացում
Հարմոնիկների հարուստ շարքը աշխատանքային արագություն (1×, 2×, 3×, 4×, 5×… մինչև 10× կամ ավելի) ցույց է տալիս մեխանիկական թուլացում: Կտրուկ հարվածները, զրնգոցը և ոչ գծային շփման/տարանջատման ցիկլերը առաջացնում են ազդանշանի ծայրահեղ աղավաղում, որը վերլուծվում է բազմաթիվ հարմոնիկ բաղադրիչների:
Թուլացման երեք տեսակ
- Տեսակ A — կառուցվածքային: Մեքենայի և հիմքի միջև թույլ կապ (փափուկ ոտք, ճաքած հիմք, թույլ ամրացման պարանոցներ): Առաջացնում է ուղղորդված 1× (ավելի բարձր թույլ ուղղությամբ): Հիմնական թեստ՝ ամրացնել/թուլացնել առանձին պարանոցները՝ միաժամանակ հսկելով 1×-ի ամպլիտուդը:
- Տեսակ B — բաղադրիչային: Առանցքակալի թույլ ներքին օղակը գլխիկում, թույլ գլխիկը իրանին, առանցքակալի չափազանց մեծ բացակ: Առաջացնում է հարմոնիկների ընտանիք, հաճախ ենթահարմոնիկներով (½×): Ենթահարմոնիկները հիմնական տարբերակիչն են առանցքների շեղվածությունից (թուլացումը, ոչ թե շեղվածությունը, առաջացնում է ենթահարմոնիկներ):
- Տեսակ C — առանցքակալի նստեցման: Լիսեռին թույլ ամրացված աշխատանքային անիվ, թույլ կցորդիչի խողովակ, առանցքակալի չափազանց մեծ բացակ, որը թույլ է տալիս ռոտորին ցատկել: Առաջացնում է բազմաթիվ հարմոնիկներ՝ լայնաշերտ աղմուկի հիմքի բարձրացմամբ:
Ենթահարմոնիկների (½×, ⅓×) առկայությունը ամենաուժեղ տարբերակիչն է թուլացման և առանցքների շեղվածության միջև: Առանցքների շեղվածությունը առաջացնում է 2× և 3×, բայց հազվադեպ՝ ենթահարմոնիկներ: Թուլացումը (B և C տեսակները) բնորոշ կերպով առաջացնում է ½×, քանի որ ռոտորը շփվում է առանցքակալի մի կողմի հետ պտույտի կեսում և ցատկում է մյուս կողմը հաջորդ կեսում՝ ստեղծելով պատկեր, որը կրկնվում է յուրաքանչյուր երկու պտույտին մեկ, հետևաբար՝ ½×:
Այլ հարմոնիկներ առաջացնող պայմաններ
Ծռված լիսեռ
Առաջացնում է և՛ 1×, և՛ 2× տատանումներ՝ բարձր առանցքային բաղադրիչով: Ի տարբերություն առանցքների շեղվածության, լիսեռի ծռվածքը լիսեռի ծռվածք ցույց է տալիս 1×, որը չի կարող ուղղվել հավասարակշռմամբ (երկրաչափական էքսցենտրիսիտետ, ոչ զանգվածի բաշխում) և ~180° առանցքային փուլային տարբերություն լիսեռի ծայրերի միջև: 2×-ը առաջանում է ասիմետրիկ կոշտությունից, երբ ծռվածքը բացվում և փակվում է պտտման ընթացքում:
Մխոցային մեքենաներ
Կոճերը, կոմպրեսորները և մխոցային մեքենաները բնականոն կերպով առաջացնում են հարուստ հարմոնիկ սպեկտրներ, քանի որ մխոցի/կոճառանցքի շարժումը հիմնարար ոչ սինուսոիդալ է: Հարմոնիկ պատկերը կախված է գլանների քանակից, բռնկման հերթականությունից և ընթացքի տեսակից (2-ընթացքային vs. 4-ընթացքային):
Ռոտորի շփում
Մասնակի շփումը (շփում պտույտի մի մասի ընթացքում) առաջացնում է բազմաթիվ բարձր կարգի հարմոնիկներ՝ երբեմն մինչև 10×, 20× կամ ավելի: Պտտվող շփումը (անընդհատ 360° շփում) առաջացնում է գերիշխող ենթահարմոնիկներ (½×, ⅓×, ¼×) հակադարձ պրեցեսիայի մեխանիզմների միջոցով:
Էլեկտրական խնդիրներ մոտորներում
Հոսանքի մոտորները առաջացնում են տատանումներ գծային հաճախության բազմապատիկներով (50 կամ 60 Hz)՝ անկախ լիսեռի պտտաթվից: Ամենատարածվածը գծային հաճախության 2×-ն է (100 Hz 50 Hz համակարգերում, 120 Hz 60 Hz համակարգերում): Սա լիսեռի պտտաթվի հարմոնիկ ՉԷ — սա գծային հաճախության հարմոնիկ է, որը հիմնական բանալին է էլեկտրական և մեխանիկական տատանումները տարբերակելու համար: Էլեկտրական էլեկտրաէներգիայի ընդհատման թեստը որոշիչ է. էլեկտրական տատանումները անմիջապես նվազում են էլեկտրաէներգիան ընդհատելիս, մեխանիկական տատանումները շարունակվում են ազատ դանդաղեցման ընթացքում:
Ռոտորի ձողիկների թերությունները առաջացնում են կողմնային շերտեր 1×-ի շուրջ՝ բևեռանցման հաճախությամբ (շեղման հաճախություն × բևեռների քանակ): Այս կողմնային շերտերը շատ մոտ են 1×-ին (1–5 Hz-ի սահմաններում), պահանջվում է բարձր լուծաչափ zoom FFT վերլուծություն՝ դրանք առանձնացնելու համար:
Ոչ սինխրոն հաճախություններ — իսկական հարմոնիկներ չեն
Մի քանի կարևոր հաճախություններ երբեմն շփոթվում են հարմոնիկների հետ, բայց իրականում անկախ են լիսեռի պտտաթվից:
| Հաճախության տեսակ | Բանաձև | Կապը RPM-ի հետ | Նշումներ |
|---|---|---|---|
| Առանցքակալի խափանման հաճախություններ | BPFO, BPFI, BSF, FTF | Ոչ ամբողջ թվային բազմապատիկներ (օր. 3.57×, 5.43×) | Միշտ ոչ սինխրոն; կախված է առանցքակալի երկրաչափությունից |
| Ատամնանիվների շփման հաճախություն | GMF = ատամների քանակ × RPM | Ամբողջ թիվ, բայց շատ բարձր կարգ | Տեխնիկապես հարմոնիկ, բայց վերլուծվում է առանձին |
| Լեզվակի/պատնեշի անցում | BPF = #լեզվակներ × RPM | Ամբողջ թվային բազմապատիկ | Նորմալ; չափազանց մեծ ամպլիտուդը ցույց է տալիս խնդիր |
| Ճանապարհային հաճախություն | FL = 50 կամ 60 Hz | Չի կապված RPM-ի հետ | Էլեկտրական; անհետանում է հոսանքի ընդհատման դեպքում |
| Սեփական հաճախություններ | fn = √(k/m)/2π | Թվային; կապ չունի RPM-ի հետ | Հաստատուն հաճախություն՝ անկախ պտտաթվի փոփոխություններից |
| Պարույրի հաճախություններ | fփոկ = RPM×π×D/L | Սուբսինխրոն (< լիսեռի պտտաթիվ) | Պարույրի հաճախություն և դրա հարմոնիկները 2×, 3×, 4× BF |
Վերլուծության ուղեցույց — Ինչպե՞ս մեկնաբանել հարմոնիկ նախշերը
Քայլ 1. Նույնականացրեք հիմնականը (1×)
Գտեք 1× գագաթը, որը համապատասխանում է լիսեռի պտտման արագությանը։ Ստուգեք՝ օգտագործելով տախոմետր կամ մոտորի տվյալների թերթիկ։ Փոփոխական արագությամբ մեքենաներում 1×-ը պետք է ճշգրիտ նույնականացվի յուրաքանչյուչ չափման համար։
Քայլ 2. Կատալոգավորեք բոլոր գագաթները
Յուրաքանչյուր նշանակալի գագաթի համար որոշեք. արդյոք այն 1×-ի ճշգրիտ ամբողջ բազմապատիկն է (իրական հարմոնիկ)։ Վերարկու բազմապատիկ (սուբհարմոնիկ)։ Լիսեռի պտտաթվի հետ կապ չունի (ոչ սինխրոն)։ Օգտագործեք անալիզատորի հարմոնիկ կուրսորի հնարավորությունները արդյունավետության համար։
Քայլ 3. Ուսումնասիրեք ամպլիտուդային նախշը
- Ո՞ր հարմոնիկն է գերիշխող → Ցույց է տալիս կոնկրետ թերություն
- Քանի՞ հարմոնիկ կա → Ավելին = ավելի լուրջ խեղաթյուրում
- Արդյո՞ք 2×-ը գերազանցում է 1×-ին → Հավանաբար առանցքների շեղվածություն
- Արդյո՞ք սուբհարմոնիկներ կան → Խաղ, շփում կամ oil whirl (յուղային շրջապտույտ)
- Արդյո՞ք ամպլիտուդը նվազում է կարգով (1/n անկում) → Տիպիկ խաղի համար
Քայլ 4. Ստուգեք ուղղորդվածությունը
- Բարձր ռադիալ, ցածր առանցքային։ Անհավասարակշռություն կամ խաղ
- Բարձր առանցքային։ Առանցքների շեղվածություն (հատկապես անկյունային) կամ ծռված լիսեռ
- Ուղղորդված ռադիալ։ Կառուցվածքային խաղ (ավելի բարձր խաղի ուղղությամբ)
Քայլ 5. Ժամանակի ընթացքում միտում
- Արդյո՞ք հարմոնիկ ամպլիտուդները մեծանում են → Թերությունը զարգանում է
- Արդյո՞ք նոր հարմոնիկներ են հայտնվում → Նոր թերության մեխանիզմ է զարգանում
- Արդյո՞ք աղմուկի հատակը բարձրանում է → Ընդհանուր մաշվածք կամ ուշ փուլի ձախողում
Քայլ 6. Համադրեք փուլային տվյալների հետ
- Անհավասարակշռություն: 1× փուլը կայուն է և կրկնելի
- Առանցքների շեղվածություն՝ 1× կամ 2× փուլը ցույց է տալիս ~180° կցորդիչի վրա
- Լուծվածություն: Փուլը անկայուն է, կարող է պատահականորեն փոխվել չափումների միջև
Գործնականում բոլոր վեց քայլերը կարելի է կատարել տեղում՝ օգտագործելով կրելի երկու ալիքային սարք, օրինակ՝ Balanset-1A: տեղադրեք ակսելերոմետրները, գրանցեք սպեկտրը և 1× փուլը, մինչդեռ մեքենան աշխատում է, և կարդացեք հարմոնիկ նախշը ուղղակիորեն վերը նշված դիագնոստիկ աղյուսակի համեմատությամբ — այնուհետև ուղղեք ցանկացած մնացորդային անհավասարակշռություն՝ առանց ռոտորը հանելու։
Դեպքերի ուսումնասիրություններ — Իրական աշխարհի հարմոնիկ վերլուծություն
Մեքենա՝ 30 կՎտ մոտոր՝ շարժում է կենտրոնախույս պոմպը 2960 RPM-ով՝ ճկուն կցորդիչի միջոցով։ Ընդհանուր տատանումներ. 6.2 մմ/վ մոտորի շարժիչային ծայրի առանցքակալում։
Հաճախությունների սպեկտր: 1× = 4.1 մմ/վ, 2× = 3.8 մմ/վ, 3× = 1.2 մմ/վ։ 2×/1× հարաբերակցությունը = 0.93։
Ուղղություն՝ Բարձր ռադիալ 2× երկու շարժիչային ծայրի առանցքակալներում։ Առանցքային 1× կցորդիչում. մոտոր = 2.8 մմ/վ, պոմպ = 3.1 մմ/վ՝ 165° փուլային տարբերությամբ։
Ախտորոշում: Կոմբինացված անկյունային և զուգահեռ առանցքների շեղվածություն։ 2×/1× հարաբերակցության մոտենումը 1.0-ին, բարձր առանցքային ընթերցումները և ~180° փուլը կցորդիչի վրա բոլորը հաստատում են։ ՉԵՆ անհավասարակշռություն — նույնիսկ եթե 1×-ը բարձրացված է, 2× նախշը իրական պատմությունն է։
Գործողություն: Լազերային համաձայնեցում կատարվեց։ Համաձայնեցումից հետո. 1× = 0.8 մմ/վ, 2× = 0.3 մմ/վ։ Ընդհանուրը նվազեց մինչև 1.1 մմ/վ — 82% նվազում։
Մեքենա՝ Կենտրոնախույս օդափոխիչ 1480 RPM-ով։ Տատանումներ. 8.5 մմ/վ։ Նախկին բալանսավորման փորձը նվազեցրեց 1×-ը, բայց ընդհանուր տատանումները մնացին բարձր։
Հաճախությունների սպեկտր: 1× = 2.1 մմ/վ (ցածր բալանսավորումից հետո), ½× = 1.8 մմ/վ, 2× = 3.2 մմ/վ, 3× = 2.5 մմ/վ, 4× = 1.8 մմ/վ, 5× = 1.1 մմ/վ, 6× = 0.7 մմ/վ։
Ախտորոշում: Մեխանիկական խաղ (B տիպ)։ Հարմոնիկ ընտանիքը ½× սուբհարմոնիկով ստորագրությունն է։ Բալանսավորումը ուղղեց 1×-ը, բայց չկարողացավ հասնել խաղից առաջացած հարմոնիկներին, որոնք գերիշխում են ընդհանուր տատանումներում։
Գործողություն: Ստուգումը բացահայտեց առանցքակալի իրանի 0.08 մմ խաղ պատվանդանի բացվածքում։ Իրանը վերաբացվեց և նոր առանցքակալ տեղադրվեց։ Վերանորոգումից հետո. բոլոր հարմոնիկները նվազեցին մինչև բազային։ Ընդհանուր. 1.4 մմ/վ։
Մեքենա՝ 4-պոլյան, 50 Հց ինդուկցիոն էլեկտրաշարժիչ՝ 1485 պտ/ր պտտաթվով, շարժում է չարքային կոմպրեսորը։ Տատանումները 3 ամսվա ընթացքում աճել են 2.0-ից մինչև 5.5 մմ/վ։
Հաճախությունների սպեկտր: Դոմինանտ գագաթ 100 Հց հաճախության վրա (= 2FL)։ Կա նաև՝ 1× 24.75 Հց = 1.2 մմ/վ, կողմնային շերտեր 1×-ի շուրջ՝ ±1.0 Հց քայլով։
Հիմնական թեստ՝ Էլեկտրաէներգիայի ընդհատում — 100 Հց գագաթը մեկ պտույտի ընթացքում իջավ զրոյի։ 1× կողմնային շերտերը պահպանվեցին ազատ դանդաղեցման ընթացքում։
Ախտորոշում: Երկու խնդիր՝ (1) Էլեկտրական — ստատորի էքսցենտրիսիտետ, որն առաջացնում է 2FL։ (2) Մեխանիկական — 1× կողմնային շերտեր ±1.0 Հց-ում (= 4-պոլյան էլեկտրաշարժիչի բևեռանցման հաճախությունը 1.0% սլիպով) վկայում են զարգացող ռոտորի ձողիկի դեֆեկտի մասին։
Գործողություն: Էլեկտրաշարժիչը ուղարկվեց վերապարուրման։ Հաստատված՝ 2 խափանված ռոտորի ձողիկներ + ստատորի էքսցենտրիսիտետ հիմքի ծռվածքի պատճառով։ Վերապարուրումից և շիմմինգից հետո՝ տատանումները 1.6 մմ/վ։
Balanset-1A և Balanset-4 նախատեսում են իրական ժամանակում FFT հաճախությունների սպեկտրի վերլուծություն հարմոնիկ կուրսորի հետևողությամբ, ինչը հնարավորություն է տալիս տեղում ճանաչել 1×, 2×, 3× պատկերները և ախտորոշել խափանումները։ Սարքերը միավորում են տատանումների վերլուծությունը ախտորոշման համար և ճշգրիտ բալանսավորում ուղղման համար՝ խնդիրը ճանաչել և ուղղել մեկ սարքով։
Մասնագիտական տատանումների վերլուծություն և բալանսավորում
Ախտորոշեք հարմոնիկ պատկերները և բալանսավորեք ռոտորները տեղում Vibromera-ի ստորաբաժանված սարքերով՝ FFT սպեկտր, ֆազային չափում և ISO-ին համապատասխան բալանսավորում մեկ սարքում։