Փոփոխական պտտաթվով մեքենաների համար կարգերի վերլուծության հասկացումը
Կարգերի վերլուծություն հատուկ տատանումների վերլուծություն տեխնիկա, որը ստեղծված է այն մեքենաների համար, որոնք չեն աշխատում մեկ, կայուն արագությամբ: Հաճախականության ամպլիտուդը Hz կամ CPM-ով ֆիքսված առանցքի նկատմամբ գծելու փոխարեն, այն ամպլիտուդը գծում է կարգեր — լիսեռի ակնթարթային բազմապատիկներ աշխատանքային արագություն: 1-ին կարգը տատանումն է ճիշտ 1× (աշխատանքային արագություն), 2-րդ կարգը՝ 2× այդ արագություն և այլն: Վերլուծությունը կապելով լիսեռի հետ, այլ ոչ թե ժամացույցի, դասակարգի վերլուծությունը պահպանում է արագությանը վերաբերող բաղադրիչների սրությունը՝ անկախ նրանից, թե ինչպես է մեքենան արագանում կամ դանդաղում:
1. Սահմանում. Ի՞նչ է դասակարգը
Մի պատվեր հիմնական պտտական արագության հարմոնիկան է: Քանի որ մեքենայի շատ թերությունները գրգռում են տատանումները լիսեռի արագության ամբողջ թվով բազմապատիկներով, սպեկտրը դասակարգերով արտահայտելը յուրաքանչյուր գագաթը ուղղակիորեն կապում է ֆիզիկական պատճառի հետ: 1-ին կարգը գրեթե միշտ կրում է անհավասարակշռություն: 2-րդ կարգը դասական նշան է առանցքների շեղվածություն և որոշակի թուլության պայմանների: Ավելի բարձր ամբողջ թվով կարգերը վերաբերում են ատամնավոր փոխանցման շփում, պտուտակի կամ պտուտակի անցում պատահարներ, որոնք կապված են ռոտորի տարրերի քանակի հետ: Ոչ ամբողջ թվով (մասնակի) կարգերը նշում են սուբսինխրոն ֆենոմեններ, ինչպիսիք են յուղի պտույտը կամ ժապավենի թերությունները: Կարճ ասած, դասակարգի առանցքը դիագնոստիկ քարտեզ է, որը շարժվում է ռոտորի հետ:
2. Ինչու՞ ստանդարտ FFT-ն ձախողվում է փոփոխական արագությամբ մեքենաներում
Սովորական Արագ Ֆուրիեի փոխակերպում (FFT) նմուշառում է տատանումները ֆիքսված պատուհանի վրա ժամանակ և ենթադրում է, որ արագությունը հաստատուն է այդ պատուհանի համար: Հաստատուն արագությամբ մեքենայում դա կատարյալ է: Բայց եթե լիսեռը արագանում կամ դանդաղում է տվյալների հավաքագրման ընթացքում, արագությանը վերաբերող յուրաքանչյուր բաղադրիչ շեղվում է սպեկտրի վրա գրառման ընթացքում: Այս էներգիան տարածվում է շատ հարևան հաճախականության բինների վրա՝ ստեղծելով լայն, ցածր, մշուշոտ բլուր՝ մաքուր գծի փոխարեն: 1× անհավասարակշռության գագաթը, որը պետք է գերազանցեր սպեկտրը, կարող է հարթվել աղմուկի մեջ՝ անհնար է ճշգրիտ կարդալ և անօգուտ տրենդային: Այս տարածումը նույն մեխանիզմն է սպեկտրալ թափանցում, ուժեղացված RPM-ի փոփոխությամբ: Դասակարգի վերլուծությունը մշակվել է հատուկ դա հաղթահարելու համար:
3. Լուծում. Դասակարգի հետևում
Հնարավորություն տվող տեխնիկան կարգերի հետևում: և այն կախված է երկրորդ մուտքից՝ տախոմետր (կամ «տախո»)՝ լիսեռից մեկ պտույտի իմպուլս տրամադրելով: Անալիզատորը այս իմպուլսային հաջորդականությունը՝ ոչ թե իր ներքին բյուրեղային ժամացույցը, դիտարկում է որպես ժամանակի հիմք: Ֆիքսված ժամանակային միջակայքերով նմուշառման փոխարեն (օրինակ՝ յուրաքանչյուր միլիվայրկյանը մեկ), այն նմուշառում է ֆիքսված անկյունային միջակայքեր (օրինակ՝ յուրաքանչյուր պտտման աստիճանի համար): Սա հայտնի է որպես անկյունային տիրույթում վերանմուշահանում.
Երկու մեթոդներ են տարածված: Ապարատային (սինխրոն) նմուշառում ուղղակիորեն աշխատեցնում է անալոգ-թվային փոխակերպիչը տախո իմպուլսի փուլային փակված բազմապատիկից, այնպես որ յուրաքանչյուր պտույտը միշտ տալիս է նմուշների նույն քանակը: Հաշվարկված (ծրագրային) դասակարգի հետևում նմուշառում է բարձր ֆիքսված արագությամբ, այնուհետև թվային վերաինտերպոլյացիա է կատարում գրառումը հավասար անկյունային քայլերի վրա՝ օգտագործելով գրանցված տախո ժամանակացույցը: Կամ այսպես, կամ այնպես, ստացված փոխակերպումը արտահայտվում է դասակարգերով, ոչ թե Hz-ով: Եթե մեքենան փոխում է արագությունը, 1× գիծը մնում է 1-ին կարգի բինում որպես բարձր, նեղ գագաթ՝ տարածումը անհետանում է: Տախոն նաև տրամադրում է փուլ հղում, ինչը թույլ է տալիս անալիզատորին կառուցել Bode և Նայկվիստ գրաֆիկներ արագացման ընթացքում:
Հիմնական գաղափար. դասակարգի վերլուծությունը ֆիքսում է տվյալների հավաքագրումը լիսեռի անկյուն փոխարեն ժամանակ: այնպես որ արագությանը սինխրոն տատանումները մնում են սուր յուրաքանչյուր RPM-ի դեպքում:
4. Հիմնական կիրառություններ
Դասակարգի վերլուծությունը անփոխարինելի է այնտեղ, որտեղ արագությունը հաստատուն չէ.
- Տրանսպորտային միջոցների և շարժիչների փորձարկում. շարժիչի, փոխանցման և շարժիչի տատանումների լուծարում ամբողջ RPM սպեկտրի վրա:
- Քամու տուրբիններ. ռոտորի արագությունը անընդհատ հետևում է քամուն, ուստի ֆիքսված հաճախականության տեսքը իմաստ չունի՝ դասակարգի վերլուծությունը անհրաժեշտ է:
- Արագացման և ազատ դանդաղեցման վերլուծություն. տատանումների գրառումը մեքենայի միացնելիս կամ անջատելիս հզոր միջոց է գտնելու կրիտիկական արագություններ և ռեզոնանսներ: դասակարգի հետևումը պահպանում է ստացված ազատ դանդաղեցում գրաֆիկները մաքուր և կարդալու համար հասկանալի:
- Փոխադարձ մեքենաներ. կոմպրեսորներ և շարժիչներ, որոնց ակնթարթային պտտաթիվը տատանվում է յուրաքանչյուր ցիկլի ընթացքում։
- Ծանր և մոբիլ մեքենաներ. երկրաշարժիչ սարքավորումներ, հանքային տրանսպորտային միջոցներ և այլ փոփոխական պտտաթվով շարժիչներ։
5. Ինչպես է ցուցադրվում կարգերի վերլուծության տվյալները
Արդյունքները դիտարկվում են մի քանի լրացուցիչ ձևաչափերով.
- Դասակարգի սպեկտր՝ ամպլիտուդը կարգերի նկատմամբ — ստանդարտ FFT-ի նման, բայց x-առանցքի վրա կարգերով։
- Ջրվեժային կամ կասկադ գրաֆիկ. կարգերի սպեկտրների 3D շարված հավաքածու, որը ցույց է տալիս, թե ինչպես է յուրաքանչյուր կարգի ամպլիտուդը փոխվում պտտաթվի փոփոխության ժամանակ։
- Բոդեի գրաֆիկ. մեկ հետևողական կարգի ամպլիտուդը և փուլը (սովորաբար 1× կամ 2×) գծագրված մեքենայի պտտաթվի նկատմամբ, արագացման/ազատ դանդաղեցման փորձարկումների հիմքը։
- Կեմպբելի դիագրամ: կարգերի գծերը համակարգի սեփական հաճախությունների վրա, որպեսզի ռեզոնանսը երևա այնտեղ, որտեղ կարգի գիծը հատում է սեփական հաճախության գիծը։
A հետևողական զտիչ կարող է մեկուսացնել մեկ կարգը իրական ժամանակում կարգավորման աշխատանքների համար, և Քեմփբելի դիագրամի հաշվիչ օգնում է կանխատեսել, թե որտեղ կտեղի ունենան այդ հատումները փորձարկումից առաջ։
6. Կարգերի վերլուծությունը գործնական դաշտային աշխատանքներում
Արտադրամասում կարգերի վերլուծությունը հիմք է հանդիսանում այն մեքենաների հավասարակշռման համար, որոնք չեն կարող պահպանել կայուն պտտաթիվ։ Երկու ալիքով միջոց, ինչպիսին է Balanset-1A օգտագործում է իր օպտիկական լազերային տախոմետրը՝ տատանումների տվյալները լիսեռի անկյանը կապելու համար, որպեսզի 1× անհավասարակշռության բաղադրիչը, որը չափում է տեղում բալանսավորում մնա մաքուր նույնիսկ այն օդափոխիչի կամ պոմպի դեպքում, որի RPM-ը շեղվում է բեռնվածքի տակ։ Նույն տախո-հղումով մոտեցումը թույլ է տալիս վերլուծիչին առանձնացնել պտտաթվին համաժամանակյա 1× գագաթը ֆիքսված հաճախությամբ աղմուկից, ինչպիսին է առանցքակալի թերությունների հաճախություններ, տալով ծանր կետի վստահելի ընթերցում։ Իրականում, կարգերի վերլուծությունը այն է, ինչը փոփոխական պտտաթվով մեքենայի տատանումների տվյալները վերածում է այնպիսի բանի, որով ինժեները կարող է գործել՝ ճշգրիտ ախտորոշելով ցանկացած ռոտորի առողջությունը, որը աշխատում է պտտաթվի միջակայքում։
