Բացատրված են ենթասինխրոն և սինխրոն տատանումները
Ենթասինխրոն տատանումներ տատանումների այն բաղադրիչն է, որի հաճախությունը նվազ է մեքենայի հիմնական աշխատանքային պտտաթվից (1×), և դրա հայտնվելը պտտվող մեքենայի կողմից ուղարկվող ամենաուժեղ ազդանշաններից մեկն է։ Իմանալու համար, թե ինչու, օգնում է դիտարկել դրա հակադիրը՝ սինքրոն թրթռում, որը հետևում է լիսեռին՝ ճշգրիտ ամբողջ թվով բազմապատիկներով աշխատանքային պտտաթվին։ Այս տարբերությունը ակադեմիական չէ — այն տարբերակում է ամենօրյա թերությունները, որոնք կարող եք ուղղել մեխանիկորեն, ինքնագրգռվող անկայունություններից, որոնք պահանջում են վերադիզայն կամ անմիջապես կանգնեցում։ Այս հոդվածը սահմանում է երկու տերմիններն էլ, ցանկացնում է սովորական պատճառները և ցույց է տալիս, թե ինչպես տարբերակել դրանք FFT հաճախությունների սպեկտր:
1. Ի՞նչ է Սինխրոն Տատանումը
Սինխրոն տատանումը տեղի է ունենում այն հաճախությամբ, որը լիսեռի պտտական արագության ամբողջ թվով բազմապատիկն է — այն «սինխրոն» է պտույտի հետ։ Սա, անշուշտ, մեքենաների տատանումների ամենատարածված կատեգորիան է։
- Ճշգրիտ աշխատանքային արագություն (1×) հաճախությամբ տատանումը սինխրոն է։
- Երկու անգամ աշխատանքային պտտաթվից (2×), երեք անգամ (3×) և այլն հաճախություններով տատանումները նույնպես սինխրոն են և սովորաբար կոչվում են հարմոնիկներ աշխատանքային պտտաթվի.
Սովորական թերությունների մեծ մասը դրսևորվում է այս կերպ։ Անհավասարակշռություն, առանցքների շեղվածություն, և մեխանիկական թուլացում բոլորն էլ առաջացնում են սինխրոն տատանումներ։ Օրինակ, անհավասարակշռությունը միշտ դրսևորվում է 1× RPM հաճախությամբ և ճշգրիտ հետևում է արագության ցանկացած փոփոխությանը — կրկնապատկեք RPM-ը, և անհավասարակշռության գագաթը պարզապես տեղափոխվում է նոր 1× հաճախություն։ Քանի որ գրգռումը կապված է լիսեռի անկյան հետ, սրանք դասական ստիպողական տատանումներ.
2. Ի՞նչ է Սուբսինխրոն Տատանումը
Սուբսինխրոն տատանումը տեղի է ունենում ցածր 1× հաճախությունից ցածր — «սուբ-» նախածանցը պարզապես նշանակում է «ցածր»։ Ռոտոր-դինամիկ երևույթների զգալի սուբսինխրոն բովանդակությունը հաճախ լուրջ զգուշացնող ազդանշան է, քանի որ այն սովորաբար առաջանում է ինքնագրգռվող, անկայուն ռոտոր-դինամիկ երևույթներից, այլ ոչ թե պարզ մեխանիկական թերությունից։ Հիմնական տարբերությունը էներգիայի աղբյուրն է՝ սինխրոն թերություններում արտաքին երկրաչափական սխալը մեկ պտույտում մեկ անգամ շարժում է ռոտորը, մինչդեռ սուբսինխրոն անկայունության դեպքում գրգռող ֆունկցիան առաջանում է ռոտորի սեփական շարժումից , որը փոխազդում է առանցքակալների կամ խտանյութերի հետ։ Այդ հետադարձ կապի օղակն է, որը դարձնում է այս վիճակները ռոտորի անկայունություն.
3. Սուբսինխրոն Տատանումների Սովորական Պատճառներ
Սուբսինխրոն տատանումը լուրջ անհանգստություն է առաջացնում բարձր արագությամբ տուրբոմեքենաների համար, որոնք աշխատում են հեղուկ թաղանթային սահքի առանցքակալներ.
3.1 Oil Whirl
Սա սուբսինխրոն անկայունության ամենատարածված ձևն է։ Հեղուկ թաղանթային առանցքակալում հիդրոդինամիկ քսայուղի թաղանթը, որը հենում է լիսեռը, կարող է սկսել շրջանառվել և մղել լիսեռը իր առջև, երևույթ, որը հայտնի է որպես oil whirl (յուղային շրջապտույտ)։ Քանի որ քսայուղի թաղանթի միջին արագությունը մի փոքր ավելի քիչ է, քան լիսեռի մակերեսի արագության կեսը, արդյունքում պտտում (whirl) հայտնվում է մոտավորապես 0.42-ից մինչև 0.48 անգամ աշխատանքային պտտաթվից (0.42×–0.48×)։ Oil whirl-ը հաճախ կախված է բեռնվածությունից և ջերմաստիճանից և կարող է հայտնվել կամ անհետանալ՝ կախված առանցքակալի բեռնվածությունից, քսայուղի ջերմաստիճանից կամ արագության փոփոխությունից։
3.2 Oil Whip
Oil whip-ը oil whirl-ի ավելի ծանր և վտանգավոր զարգացումն է։ Այն տեղի է ունենում, երբ շրջանառության հաճախությունը բարձրանում է՝ հանդիպելու և այնուհետև «ամրանալու» ռոտորի առաջին սեփական հաճախությանը, կամ կրիտիկական արագություն։ Ամրանալուց հետո սուբսինխրոն ամպլիտուդը կարող է շատ մեծանալ և չի անհետանա արագության աճի հետ. այլընտրանքային տատանումը մնում է ամրացված կրիտիկական պտտաթվի հաճախության վրա, նույնիսկ երբ մեքենան ավելի է արագանում։ Այս ամրացված, աճող վիճակը, որը սերտորեն կապված է shaft whip (լիսեռի խփոց) — բարձր քանդող է և սովորաբար պահանջում է անմիջապես անջատում.
3.3 Ռոտոր-Ստատոր Շփում
Ռոտորի և անշարժ մասի միջև շփումը — ռոտորի շփում — նույնպես կարող է առաջացնել սուբսինխրոն տատանումներ, հաճախ աշխատանքային պտտաթվի ամբողջական կոտորակներով, օրինակ՝ 0.5×։ Մաքուր 0.5× բաղադրիչը դասական նշան է շփման, որը ռոտորին մեկ անգամ էրկու պտույտում է ցատկեցնում։ սուբհարմոնիկ պատասխանի այլ աղբյուրները ներառում են լուրջ թուլություն և որոշակի շփումից առաջացած ոչ գծայնություններ։
4. Տարբերակելը FFT Սպեկտրում
Երկու ընտանիքները տարբերակելը սպեկտր հիմնականում կախված է գագաթների դիրքից 1×-ի նկատմամբ.
- Սինխրոն գագաթներ. որոշեք 1× RPM գագաթը (աշխատանքային պտտաթիվ) և փնտրեք գագաթներ ճշգրիտ ամբողջ թվով բազմապատիկներում — 2×, 3× և այլն։
- Սուբսինխրոն գագաթներ՝ փնտրեք ցանկացած զգալի գագաթ, որը հայտնվում է մինչև 1× գագաթից ձախ հաճախությունների առանցքի վրա։ 45%-ի մոտ գագաթը դասական նշան է oil whirl-ի։
Քանի որ ախտորոշումը կախված է գագաթի և աշխատանքային պտտաթվի ճշգրիտ հարաբերակցությունից, ճշգրիտ արագության հղումը անհրաժեշտ է — RPM-ի ենթադրյալ արժեքների փոքր սխալները կարող են 0.48× շրջանառությունը շփոթեցնել միանշանակ չլինող բանի հետ։ Կարգերի վերլուծություն հղումը մեկ պտույտում մեկ անգամ տախոմետրի իմպուլսին հեռացնում է այդ միանշանակությունը՝ սպեկտրը ուղղակիորեն արտահայտելով աշխատանքային պտտաթվի կարգերով։
5. Ինչու՞ է Տարբերակումը Կրիտիկական
Իմանալը, թե որ ընտանիքն եք դիտարկում, որոշում է ամբողջական արձագանքը.
- Սինխրոն խնդիրներ (օրինակ՝ անհավասարակշռություն) ստիպողական տատանումներ են և սովորաբար կարող են ուղղվել մեխանիկորեն — բալանսավորում, առանցքների շեղվածություն, կամ ամրացնող միջոցների ամրացում։
- Ենթասինխրոն խնդիրներ (օրինակ՝ oil whip) են ինքնագրգռվող տատանումներ կամ անկայունություններ։ Դրանք ցույց են տալիս հիմնարար խնդիրը ռոտոր-առանցքակալային համակարգ և չեն կարող բուժվել բալանսավորմամբ։ Լուծումները սովորաբար ներառում են առանցքակալի դիզայնի փոփոխությունը (օրինակ՝ թեքվող սալիկների առանցքակալների), քսուղու ջերմաստիճանի կամ ճնշման կարգավորումը, առանցքակալի բեռնվածքի մեծացումը կամ ռոտորի փոփոխությունը։
Այս պատճառով բարձր ամպլիտուդով սուբսինխրոն գագաթը սովորաբար դիտարկվում է ավելի լուրջ ազդանշան, քան հավասար մեծությամբ սինխրոն գագաթը։ Գործնականում ինժեները նախ հաստատում է, որ մեքենան լավ բալանսավորված և կենտրոնացված է — թեթև վերլուծիչ, ինչպիսին է Balanset-1A չափում է 1× ամպլիտուդը և փուլ անհրաժեշտ է սինխրոն պատճառները բացառելու կամ ուղղելու համար — որպեսզի սպեկտրում մնացած ցանկացած սուբսինխրոն բաղադրիչ հավատարմորեն վերագրվի անկայունությանը, այլ ոչ թե բուժելի մեխանիկական թերությունին։
