Սուբհարմոնիկների ընկալումը
A սուբհարմոնիկ հաճախականության բաղադրիչ է տատանում սպեկտր որը առաջանում է հիմնական գրգռող հաճախության ամբողջական կոտորակով։ Մեքենաների վերլուծության մեջ այդ հիմնականը գրեթե միշտ պտտաթիվն է աշխատանքային պտտաթիվ (1X), ուստի ենթահարմոնիկները հայտնվում են 1/2X, 1/3X կամ 1/4X կարգերով։ Քանի որ դրանք գտնվում են ցածր հիմնական սինխրոն բաղադրիչից ցածր, դրանք նաև կոչվում են սուբսինխրոն տատանումներ, և դրանք վերլուծաբանի կողմից հայտնաբերվող ամենաարժեքավոր դիագնոստիկ գագաթներից են — դրանք հազվադեպ են հայտնվում առանց հստակ ֆիզիկական պատճառի։
1. Սահմանում. Ի՞նչ է սուբհարմոնիկը
Որտեղ սովորական հարմոնիկներ պտտաթվի ամբողջաթիվ բազմապատիկներն են (2X, 3X, 4X), ենթահարմոնիկները հակադիրն են՝ պտտաթվի ամբողջաթիվ բաժանումները։ Լիսեռի պտտաթվի ճիշտ կեսին գագաթը դասական օրինակն է, հաճախ գրվում է 1/2X կամ 0.5X։ Ուստի իսկական ենթահարմոնիկը միշտ գտնվում է 1X-ից ցածր՝ 0.5X, 0.33X, 0.25X։ Գործնականում ամենաինֆորմատիվ պատկերը միայն 1/2X գիծը չէ, այլ կես-կարգի ընտանիք — գագաթներ 1/2X, 3/2X (1.5X) և 5/2X (2.5X) կետերում, բոլորը կես կարգի հեռավորությամբ։ Սուրբ խոսքով, միայն 1/2X անդամը ենթահարմոնիկ և ենթասինխրոն է; 1X-ից բարձր անդամները (1.5X, 2.5X, …) կոտորակային-կարգի (կես-կարգի) հարմոնիկներ են, ոչ թե ենթասինխրոն բաղադրիչներ։ Նման շփոթեցման հայտնվելը կոնկրետ մեխանիկական թերությունների դասագրքային նշանն է, ոչ թե պատահական աղմուկ։
Արժե տարբերակել իսկական ենթահարմոնիկը ոչ ամբողջական ենթասինխրոն բաղադրիչից։ 0.50X-ին ճշգրիտ ամրացված գագաթը պտտաթվի իսկական ենթահարմոնիկն է; 0.43X-ի գագաթը ենթասինխրոն է, բայց ոչ ճշգրիտ կոտորակ չէ, և այդ տարբերությունը անմիջապես նեղացնում է կասկածյալների ցանկը։ Ենթահարմոնիկները հարմոնիկների պես տարածված չեն, բայց երբ դրանք հայտնվում են, գրեթե միշտ ցույց են տալիս ստորև նշված պատճառներից մեկը։
2. Մեխանիկական թուլություն — ամենատարածված պատճառը
1/2X ենթահարմոնիկի հիմնական աղբյուրը մեխանիկական թուլացում է։ Երբ մասը թուլացած է — առանցքակալի խաղը իրանում, մաշված նստեցում կամ թուլացած մոնտաժային պրակ — այն առաջացնում է ուժեղ ոչ գծային «ցատկող» կամ «խփող» արձագանք։ Բացակը թույլ է տալիս մասին խփել նստատեղին, և քանի որ այդ հարվածը հակված է կրկնվելու գործնականում յուրաքանչյուր այլ պտույտի ընթացքում, համակարգը արձագանքում է գրգռող հաճախության կեսով։
Արդյունքում ստացված սպեկտրը ցույց է տալիս 1X գագաթը՝ ուղեկցված կես-կարգի շարքով 1/2X, 3/2X, 5/2X և այլն՝ 1/2X ենթահարմոնիկը միասին 1X-ից բարձր կոտորակային-կարգի հարմոնիկների հետ։ Այդ կես-կարգի ընտանիքը տատանումների դիագնոստիկայի ամենահուսալի մատնահետքերից է. այն գրեթե անկասկած ցույց է տալիս խիստ կառուցվածքային թուլություն, և ժամանակի ընթացքում դրա աճը հետևում է նստեցման վատթարացմանը։ Կես-կարգի գագաթները որքան ավելի արտահայտված և թվով շատ են, այնքան թուլացած է միացումը։
3. Լիսեռի առանցքակալի անկայունություն
Սեղմատիպ կամ սահքի առանցքակալներ-ով աջակցվող մեքենաներում ենթասինխրոն տատանումը յուղային շերտի անկայունության կարևոր նախազգուշացումն է։ Դրանք ինքնագրգռվող տատանումներ — կայուն պտույտից էներգիան ուղղակիորեն սնուցում է տատանումը, ուստի դրանք կարող են աճել առանց արտաքին գրգռման։
- Oil whirl (նավթային պտույտ): Սովորաբար տեղի է ունենում պտտաթվի 0.42X-ից մինչև 0.48X միջակայքում՝ հայտնվելով որպես ուժեղ, առանձին գագաթ կես-կարգից ցածր։ Այն առաջանում է, երբ լիսեռը պահող յուղային թիկունքը սկսում է շրջանառվել (պտտվել) առանցքակալի բացակի մեջ՝ լիսեռը շրջանցելով իր լիսեռի վզիկի շուրջ։ Քանի որ այն մի փոքր ցածր է 0.5X-ից, այլ ոչ թե ճիշտ դրա վրա, ճշգրիտ հաճախությունը այն նշանն է, որը տարբերակում է պտույտը թուլությունից։
- Oil whip. Անկայունության շատ ավելի ծանր և քանդող ձև։ Այն տեղի է ունենում, երբ պտտման հաճախությունը համընկնում է ռոտորի առաջին սեփական հաճախության, կամ կրիտիկական արագություն հետ։ Տատանումը այնուհետև «ամրանում» է այդ սեփական հաճախությանը և մնում այնտեղ նույնիսկ մեքենայի արագության աճի դեպքում՝ հատկանիշ, որը տարբերակում է whip-ը արագություն հետևող պտույտից։ Ամպլիտուդները կարող են դառնալ այնքան ուժեղ, որ վնասեն առանցքակալը կամ լիսեռը։
Այս անկայունությունները սահմանափակող լիսեռի առանցքակալի հաճախությունները կարելի է նախապես գնահատել հատուկ լիսեռի առանցքակալի դեֆեկտի հաճախության հաշվիչով, ինչը օգնում է հաստատել, թե արդյոք ենթասինխրոն գագաթը ընկնում է պտտման գոտում։
4. Ենթասինխրոն գագաթների այլ աղբյուրներ
- Փոխանցման գոտու խնդիրներ. Մաշված կամ վնասված գոտին կարող է առաջացնել ենթասինխրոն բաղադրիչներ, որոնք կապված են գոտու սեփական պտտման արագության հետ, որը ցածր է ցանկացած շղթայի արագությունից։ Կասկածելի փոխանցման գոտու դեֆեկտներ — և հատկապես V-գոտու թերություններ — կարելի է հաստատել հաշվարկված գոտու հաճախության նկատմամբ՝ օգտագործելով գոտու դեֆեկտի հաճախության հաշվիչ.
- Հոսքի հետ կապված էֆեկտներ. Պոմպերում և օդափոխիչներում ենթասինխրոն էներգիան կարող է գալ հոսքի շրջանառություն կամ պտտվող կանգից։ Այս բաղադրիչները սովորաբար ոչ 1X-ի ճշգրիտ կոտորակներ չեն, ինչը ինքնին օգտակար հուշում է, որ աղբյուրը հիդրավլիկական կամ օդադինամիկական է, ոչ թե մեխանիկական։ Կոմպրեսորներում կապված երևույթը surging կարող է նաև բարձրացնել պտտաթվից ցածր հատակը։
5. Վերլուծություն և հաստատում
Քանի որ դիագնոզը կախված է փոքր հաճախականային տարբերություններից, առաջին խնդիրը գագաթի ճշգրիտ հաճախությունը որոշելն է։ 0.50X-ին ճշգրիտ գիծը ուժեղ կասկած է ներշնչում թուլությանը; 0.47X-ին գիծը գրեթե անշուշտ oil whirl է; 1/2X, 3/2X, 5/2X լրիվ շարքը բարձր վստահությամբ հաստատում է թուլությունը։ Բարձր սպեկտրալ լուծաչափը և ճշգրիտ արագության հղումը հետևաբար անհրաժեշտ են, քանի որ 0.48X-ը և 0.50X-ը կարող են նույնական թվալ ցածր լուծաչափի դեպքում։
ժամանակի ալիքաձև նախատեսում է արժեքավոր հաստատում։ Թուլությունը սովորաբար ցույց է տալիս հստակ հարվածներ կամ կտրվածքներ՝ հարթված կամ կտրված գագաթներ, որտեղ թուլացած մասը հասնում է հատակին, մինչդեռ oil whirl-ը հայտնվում է որպես ավելի հարթ, մոդուլացված ազդանշան՝ առանց կտրուկ հարվածների։ Գործնականում, կրելի երկու ալիքանի վերլուծիչ, ինչպիսին է Balanset-1A թույլ է տալիս ինժեներին գրանցել և՛ սպեկտրը, և՛ սինխրոնացված ժամանակային ազդանշանը աշխատանքային արագության դեպքում, ուստի ենթասինխրոն հաճախությունը և դրա ազդանշանի բնույթը կարելի է գնահատել միասին՝ ցանկացած քանդում նախատեսելուց առաջ։
