Բաբախում թրթռումների վերլուծության մեջ. պատճառներ և նույնականացում
Մեջ տատանումների վերլուծություն, բաբախում (կամ բաբախում) հատուկ երևույթ է, որը բնութագրվում է տատանում զգալիորեն մոտիկ — բայց ոչ նույնական — հաճախություն առկայությամբ միաժամանակ և դրանց համադրությամբ։ Արդյունքում ստացված ժամանակի ալիքաձև նման է մեկ սինուսոիդ ալիքի, որի ամպլիտուդը դանդաղորեն մեծանում և փոքրանում է ռիթմիկ, գրեթե շնչառության հիշեցնող նախշով։ Բիթը ճանաչելը արժեքավոր է, քանի որ դա երկու համատեղ գործող աղբյուրների ուղղակի ու միանշանակ նշան է, որոնք աշխատում են գրեթե նույն արագությամբ։
1. Սահմանում. Ո՞րն է տատանումների բիթը (beat):
Բիթը (beat) սեփական մեկ հաճախություն չէ — այն երկու հաճախությունների փոխազդեցության լսելի և չափելի հետևանքն է։ Ունկնդրելիս այն ստեղծում է բնորոշ «կոկոռոզ» կամ պուլսացիոն ձայն; ամպլիտուդ չափիչ սարքի վրա այն դրսևորվում է որպես ցուցմունք, որը կայուն չի պահպանվում, կանոնավոր ցիկլով բարձրանում և իջնում։ Որքան մոտ են երկու աղբյուրային հաճախությունները, այնքան դանդաղ և ավելի արտահայտված է լինում ուռուցքը; որքան հեռու են, այնքան արագ է պուլսացիան, մինչև վերջապես ականջը և վերլուծիչը պարզապես լսում են երկու առանձին տոներ՝ մեկ մոդուլացված տոնի փոխարեն։
Սա բիթին (beating) հիմնարար տարբերություն է տալիս ամպլիտուդ մոդուլացիայից, որը առաջանում է մեկ մեքենայի ներսում գտնվող թերությունից։ Բիթի համար անհրաժեշտ են երկու անկախ գրգռումներ՝ համեմատելի ուժգնությամբ; այն ինտերֆերենցիայի էֆեկտ է, ոչ թե մեկ բաղադրիչի թերություն։
2. Բիթի (beating) ֆիզիկան
Բիթը (beating) կառուցողական և քայքայիչ ինտերֆերենցիայի արդյունք է։ Երբ երկու տատանումային ալիքների գագաթները համընկնում են (ֆազային), դրանց ամպլիտուդները գումարվում են՝ ստեղծելով ավելի բարձր ընդհանուր ամպլիտուդ։ Երբ մեկ ալիքի գագաթը համընկնում է մյուսի խորքի հետ (դեֆազային), դրանք մասամբ կամ ամբողջությամբ չեզոքացնում են միմյանց՝ ստեղծելով ավելի ցածր ընդհանուր ամպլիտուդ։ Այս անընդհատ ամրապնդման և չեզոքացման ցիկլը ստեղծում է բնորոշ բիթային ձայն և տատանումների պատկեր։
Այս ամպլիտուդային մոդուլյացիայի հաճախականությունը, որը հայտնի է որպես բաբախման հաճախականություն, հավասար է երկու աղբյուրային հաճախությունների բացարձակ տարբերությանը.
Բիթի հաճախությունը = |Հաճախություն 1 − Հաճախություն 2|
Օրինակ, եթե երկու մեքենաները ստեղծում են տատանումներ 29.5 Հց և 30.5 Հց հաճախություններով, ապա արդյունքում ստացված բիթի հաճախությունը կլինի |29.5 − 30.5| = 1.0 Հց։ Ընդհանուր ամպլիտուդը, հետևաբար, կբարձրանա և կիջնի մեկ անգամ յուրաքանչյուր վայրկյանում։ Նկատի ունեցեք կարևոր նրբությունը. տատանումը, որը դուք իրականում զգում եք, դեռևս տատանվում է մոտավորապես միջին երկու հաճախությունների միջին արժեքով (այստեղ՝ մոտ 30 Հց), մինչդեռ դրա վրա գտնվող դանդաղ պարուրիչը պուլսացիա է կատարում 1 Հց բիթային արագությամբ։ Այդ պարուրիչի յուրաքանչյուր գագաթին հասնող առավելագույն ամպլիտուդը երկու առանձին ամպլիտուդների գումարն է — ուստի երկու հավասար 2 մմ/վ աղբյուրները կարող են պահեստային կերպով համադրվել մոտավորապես 4 մմ/վ-ի։
3. Բիթի (beating) տարածված պատճառները արդյունաբերական մեքենաներում
Քանի որ բիթը (beat) անսխալելիորեն վկայում է երկու մոտիկ գտնվող շարժիչային հաճախությունների մասին, այն օգտակար դիագնոստիկ հուշում է։ Արդյունաբերական պայմաններում տարածված աղբյուրները ներառում են.
- Մի քանի մեքենաներ ընդհանուր կառուցվածքի վրա. դասական օրինակը երկու նույնական պոմպերի կամ օդափոխիչների աշխատանքն է նույն հիմնական շրջանակի կամ խողովակաշարի վրա։ Եթե դրանց աշխատանքային արագությունները մի փոքր տարբերվում են (օրինակ՝ 1780 rpm և 1785 rpm), դրանք ստեղծում են ցածր հաճախության բիթ (beat)։ Սա սերտորեն կապված է աշխատանքային պտտաթիվ (1×) յուրաքանչյուր միավորից եկող տատանումների հետ։
- Էլեկտրական մոտորներ. բիթը (beating) կարող է առաջանալ մոտորի պտտական հաճախության և էլեկտրական հաճախության միջև — օրինակ՝ բևեռային անցման հաճախություն ինդուկցիոն մոտորում, որտեղ այն համընկնում է երկու անգամ շեղման հաճախություն հաճախության հետ։ Այս բիթերը (beats) որոշակի էլեկտրական թերիներ.
- բազմաստիճան պոմպերի կամ կոմպրեսորների. տարբեր արդյունավետ արագություններով աշխատող տարբեր փուլերի միջև փոխազդեցություն։
- Փոխանցատուփեր: երկու ատամնավոր փոխանցման հաճախությունների միջև փոխազդեցություն՝ նմանատիպ ատամների քանակով։
- Հիդրավլիկական կամ օդադինամիկական պուլսացիաներ. հոսքին առնչվող խառնաշփոթության երկու տարբեր աղբյուրների միջև փոխազդեցություն, օրինակ՝ համընկնող հիդրավլիկ ուժեր կամ օդադինամիկ ուժերի.
4. Ինչպե՞ս ճանաչել բիթը (beating) տատանումների տվյալներում
Ժամանակային ազդանշանի վերլուծություն
ժամանակի ալիքաձև ամենաուղղակի եղանակն է բիթը (beating) դիտարկելու համար։ Ազդանշանը ցույց է տալիս ամպլիտուդային մոդուլացիայի պարզ, կրկնվող պատկեր։ Երկու հաջորդական ամպլիտուդային գագաթների (կամ երկու խորքերի) միջև ժամանակը բիթի պարբերությունն է; դրա հակադարձ մեծությունը բիթի հաճախությունն է։ Երկար գրառման պատուհանը անհրաժեշտ է — եթե գրառումը ավելի կարճ է, քան մեկ բիթային պարբերությունը, դուք կտեսնեք միայն ուռուցքի մի հատված և կարող եք սխալ մեկնաբանել այն որպես պարզապես աճող կամ նվազող միտում։
Հաճախությունների սպեկտրի (FFT) վերլուծություն
Հաճախությունների սպեկտր սպեկտրում բիթը (beat) հայտնվում է որպես երկու առանձին գագաթներ, որոնք գտնվում են շատ մոտիկ։ Ստանդարտ FFT սպեկտրը կարող է չունենալ բավարար լուծաչափ՝ դրանք առանձնացնելու համար, ուստի դրանք միաձուլվում են մեկ լայն գագաթի մեջ։ Բիթը (beat) ճիշտ դիագնոստիկելու համար վերլուծաբանը պետք է մեծացնի սպեկտրալ լուծաչափը՝ օգտագործելով ավելի շատ գծեր, ավելի երկար գրառում կամ Zoom FFT զոնդ, որը կենտրոնացված է հետաքրքրության տարածքի վրա։ Դուք կարող եք նախապես որոշել անհրաժեշտ գծերի քանակը և թափանցելիության շերտը՝ օգտագործելով FFT լուծունակության հաշվիչ։ Միանգամից առանձնացվելուց հետո բիթը (beat) ստեղծող երկու բաղադրիչ հաճախությունները դառնում են պարզապես տեսանելի, և դրանց միջև հեռավորությունը պետք է հավասար լինի դիտարկվող բիթային հաճախությանը։
5. Բիթը (beat) գործնական դաշտային չափումներում
Տեղում իսկական բիթը (beat) առանձնացնել մեկ թերությունից պարզ է՝ ճիշտ սարքի դեպքում։ Կրելի երկու ալիքով վերլուծիչ, ինչպիսին է Balanset-1A Balanset-ը, թույլ է տալիս դիտել ուղիղ ժամանակային ազդանշանը և բարձր լուծաչափով սպեկտրը կողք կողքի, և յուրաքանչյուր մեքենայի վրա տեղադրելով մեկ ալիք՝ կարող եք հաստատել, թե արդյոք երկու միավոր, որոնք աշխատում են գրեթե նույն աշխատանքային արագություն արագությամբ, աղբյուրն են։ Քանի որ բիթը (beating) խոշորացնում է գագաթային ցուցմունքը, արժե ստուգել, թե արդյոք ուռչած ամպլիտուդը խախտում է զգուշացման մակարդակ զգուշացման սահմանը նույնիսկ այն դեպքում, երբ միջին տատանումը ընդունելի է — սարքի գագաթնային գագաթային և RMS ցուցմունքները կպատմեն տարբեր պատմություններ։
6. Արդյո՞ք զարկերը (beating) խնդիր են:
Զարկերը (beating) ինքնին թերություն չէ — դա փոխազդող հաճախությունների ախտանիշ է: Սակայն այն կարող է լինել խնդրահարույց.
- Շփոթեցնող աղմուկ. բարձրացող և իջնող ձայնը հաճախ ավելի զգալի և խանգարող է անձնակազմի համար, քան հաստատուն տոնը:
- Գագաթնակետային ամպլիտուդի մտահոգություններ. կառուցողական ինտերֆերենցիայի ընթացքում առավելագույն ամպլիտուդը կարող է գրեթե կրկնակի լինել ցանկացած առանձին ազդանշանի համեմատ: Այս գագաթը կարող է գերազանցել զգուշացման սահմանները կամ ստեղծել չափազանց մեծ ցիկլային լարվածություն բաղադրիչների վրա — սնուցելով մեխանիկական նյութի հոգնածություն — նույնիսկ երբ միջին տատանումը թվում է ընդունելի:
- Այլ խնդիրների թաքցում. փոփոխվող ազդանշանը կարող է դժվարացնել այլ թաքնված տատանումների խնդիրների հայտնաբերումը, որոնք թաքնված են մոդուլյացիայի տակ:
Խնդրահարույց զարկերի (beating) լուծումը սովորաբար նշանակում է հայտնաբերել երկու աղբյուրային հաճախությունները և այնուհետև կամ տեղաշարժել մեքենայի արագությունը (որպեսզի երկուսը այլևս չհամընկնեն), վերադիտել կառուցվածքը՝ այն հեռացնելու համար ռեզոնանս, կամ ավելացնել մարում ամպլիտուդային գագաթները ճնշելու համար: Երբ հիմնական 1× բաղադրիչը ինքնին չափազանց մեծ է, ուղղել անհավասարակշռություն յուրաքանչյուր մեքենայի վրա նվազեցնում է էներգիան, որը հասանելի է զարկերի (beating) համար:
