გაგება ჰარმონიკები ვიბრაციის ანალიზში
რატომ ჩნდება ლილვის სიჩქარის მთელი რიცხვების ჯერადები ვიბრაციის სპექტრებში — და როგორ ავლენს 1×, 2×, 3×… ჰარმონიკების ნიმუში მანქანა-დანადგარების ხარვეზების ზუსტ ბუნებას, დისბალანსიდან და არასწორი განლაგებიდან დაწყებული, ფხვიერებითა და ხახუნით დამთავრებული.
ჰარმონიული სიხშირის კალკულატორი
გამოთვალეთ ჰარმონიკები და საერთო ხარვეზების სიხშირეები ნებისმიერი ლილვის სიჩქარისთვის
ჰარმონიული სპექტრი
ვიზუალური სიხშირის რუკა და სრული ჰარმონიული ცხრილი
ჰარმონიული სიხშირეების სანახავად
ხარვეზის ხელმოწერის ნიმუშები — სწრაფი იდენტიფიკაცია
თითოეული მექანიზმის გაუმართაობა წარმოქმნის დამახასიათებელ ჰარმონიულ ნიმუშს, რომელიც ვიბრაციის სპექტრში ჩანს.
| გაუმართაობის მდგომარეობა | დომინანტური ჰარმონიკები | ამპლიტუდის ნიმუში | მიმართულება | ფაზის ქცევა | განმასხვავებელი ნიშანი |
|---|---|---|---|---|---|
| მასის დისბალანსი | 1× | 1× ≫ ყველა სხვა | რადიალური | სტაბილური; მიჰყვება მძიმე ადგილს | სუფთა ერთი პიკი; სიჩქარის პროპორციული² |
| მოხრილი ლილვი | 1× + 2× | ორივე მაღალი | ღერძული + რადიალური | 1× ფაზა 180°-ით ბოლოებს შორის (ღერძული) | მაღალი ღერძული 1×; დაბალანსებით არ გამოსწორდება |
| კუთხის არასწორი განლაგება | 1× (ღერძული) | მაღალი ღერძული 1× შეერთებისას | ღერძული დომინანტური | 180°-იანი შეერთების განივ კუთხე (ღერძული) | ღერძული 1× შეერთებისას > რადიალური |
| პარალელური არასწორი განლაგება | 2× (რადიალური) | 2× ≈ ან > 1×; შესაძლოა გამოჩნდეს 3× | რადიალური დომინანტური | 180°-იანი შეერთების კუთხე (რადიალური) | 2× თანაფარდობა 1×-თან დიაგნოსტიკურია |
| ფხვიერება — სტრუქტურული (ტიპი A) | 1× | მიმართულებითი — უფრო მაღლა თავისუფალი მიმართულებით | მიმართულებითი | არასტაბილური; შესაძლოა ირყეოდეს | ამპლიტუდის ცვლილებები ჭანჭიკის ბრუნვით |
| მოქნილობა — მბრუნავი (ტიპი B) | 1×, 2×, 3×…n× | მდიდარი ჰარმონიული სერია + ½× | რადიალური | არასტაბილური; არასტაბილური | სუბჰარმონები (½×, ⅓×) ძირითადი განმასხვავებელი ნიშნებია |
| ფხვიერება — საკისრის საყრდენი (ტიპი C) | ბევრი ჰარმონიკა + სუბ | იატაკის ხმაურის ზრდა მრავალი პიკით | რადიალური | ძალიან არასტაბილური | ფართოზოლოვანი ხმაურის დონის აწევა |
| რბილი ფეხი | 1× + 2× | 1× ცვლილებები ჭანჭიკის ბრუნვით | ვერტიკალური დომინანტი | გადართვა ჭანჭიკების გამკაცრებით | 1× ამპლიტუდის ცვლილებები ჭანჭიკების ინდივიდუალურად მოშვნებისას |
| როტორის ხახუნი (მსუბუქი, ნაწილობრივი) | ½×, 1×, 2×…n× | ბევრი მაღალი რიგის ჰარმონიკა | რადიალური | არასტაბილური; თერმული დრიფტი | ½× და ⅓× სუბჰარმონიკები; თერმული ვექტორული დრიფტი |
| როტორის ხახუნი (სრული რგოლური) | ½×, ⅓×, ¼× დომინანტური | სუბჰარმონები > 1× | რადიალური | ქაოტური | სუბსინქრონული დომინირება; უკუპრესია |
| ზეთის მორევი | 0.42–0.48× | სუბსინქრონული პიკი ½×-ზე ოდნავ ქვემოთ | რადიალური | წინსვლის პრეცესია | სიხშირის ტრეკები ~0.43× RPM-ზე; სიჩქარეზე დამოკიდებული |
| ზეთის ჩხირი | ≈ პირველი კრიტიკული | დაბლოკილია პირველ კრიტიკულ წერტილზე, სიჩქარის მიუხედავად | რადიალური | წინსვლის პრეცესია | სიხშირის ბლოკირება; კატასტროფული, თუ არ მოგვარდება |
| გადაცემათა ბადე | GMF, 2×GMF, 3×GMF | GMF = #teeth × RPM + გვერდითი ზოლები | რადიალური + ღერძული | N/A (იძულებითი) | გვერდითი ზოლები ლილვის სიჩქარით აღმოაჩენს დაზიანებულ მექანიზმს |
| პირების/ფრთების გადასასვლელი | BPF, 2×BPF | BPF = # პირები × RPM | რადიალური + ღერძული | N/A (იძულებითი) | ნორმალური; მაღალი ამპლიტუდა = კლირენსის ან რეზონანსის პრობლემა |
| სტატორის ექსცენტრულობა | 2FL (100/120 Hz) | 2× ხაზის სიხშირის დომინანტი | რადიალური | არ არის ხელმისაწვდომი | ელექტროენერგიის გათიშვისას მყისიერად ქრება |
| როტორის ზოლის დეფექტი | 1× პოლუსის გადასასვლელი გვერდითი ზოლებით | გვერდითი ზოლები სრიალის სიხშირის × პოლუსებზე | რადიალური | მოდულირებული | 1×-ით მასშტაბირება თანაბრად დაშორებულ გვერდით ზოლებს ავლენს |
| VFD-ით გამოწვეული | სიხშირის ჰარმონიკების გადართვა | არასინქრონული პიკები PWM სიხშირეზე | რადიალური | არ არის ხელმისაწვდომი | სიხშირე დამოუკიდებელია ლილვის სიჩქარისგან |
| სიხშირე | დანიშნულება | გავრცელებული მიზეზები | სიმძიმე |
|---|---|---|---|
| 0.42–0.48× | ზეთის მორევი | არასაკმარისი დატვირთვა საკისრზე; გადაჭარბებული კლირენსი; მსუბუქი ლილვი | კრიტიკული — შეიძლება გამოიწვიოს ზეთის აფეთქება |
| ½× (0.50×) | ნახევარი შეკვეთა | ხახუნი, მოშვებული მდგომარეობა (ტიპი B/C), დაბზარული ლილვი (იშვიათად), ღვედის პრობლემები | მნიშვნელოვანი — დაუყოვნებლივ გამოიძიეთ |
| ⅓× (0.33×) | მესამე რიგის ქვესათაური | სრული რგოლისებრი ხახუნი; ძლიერი ფხვიერება; სითხით გამოწვეული არასტაბილურობა | მძიმე - საშიში მდგომარეობა |
| ¼× (0.25×) | კვარტალური შეკვეთის ქვე | სრული ხახუნი ჩაკეტილი ორბიტით; უკიდურესი მოშვებული მდგომარეობა | ძალიან სერიოზული — შესაძლოა საჭირო გახდეს გაჩერება |
| 1.5× (3/2×) | 3/2 შეკვეთა | ზეთის მორევი დისბალანსთან ერთად | მჭიდროდ დააკვირდით |
| 2.5×, 3.5×… | ნახევრად შეკვეთილი ოჯახი | ფხვიერება ძლიერი ხახუნის კომპონენტით | კომბინირებული შეცდომის მექანიზმები |
განმარტება: რა არის ჰარმონიკა?
ვიბრაციის ანალიზში, ა ჰარმონიული არის სიხშირე, რომელიც ფუნდამენტური სიხშირის ზუსტი მთელი ჯერადი რიცხვია. მბრუნავ მექანიზმებში ფუნდამენტური სიხშირე, როგორც წესი, ლილვის ბრუნვის სიჩქარეა, რომელსაც პირველ ჰარმონიკას ან 1×. შემდგომი ჰარმონიკები მთელი რიცხვის ჯერადებია: 2× (ლილვის სიჩქარის ორჯერადი), 3× (სამჯერადი) და ა.შ. ამ სიხშირეებს ასევე უწოდებენ შეკვეთები სირბილის სიჩქარის, ან სინქრონული ჰარმონიკები რადგან ისინი ზუსტად სინქრონიზებულია ლილვის ბრუნვასთან.
მაგალითად, თუ ძრავა მუშაობს 1800 ბრ/წთ-ზე (30 ჰც), მისი ჰარმონიკები ჩნდება 60 ჰც-ზე (2×), 90 ჰც-ზე (3×), 120 ჰც-ზე (4×), 150 ჰც-ზე (5×) და ა.შ. ჰარმონიული სერია თეორიულად უსასრულოა, მაგრამ პრაქტიკაში, ამპლიტუდა მცირდება უფრო მაღალი რიგის დროს და მხოლოდ პირველი რამდენიმე ჰარმონიკა ატარებს დიაგნოსტიკურ ინფორმაციას.
ჰარმონიკები ლილვის სიჩქარის მთელი ჯერადებია (2×, 3×, 4×…). სუბჰარმონები წარმოადგენს წილადურ ჯერადებს (½×, ⅓×, ¼×) და ყოველთვის მიუთითებს სერიოზულ მექანიკურ პრობლემებზე. არასინქრონული პიკები არის სიხშირეები, რომლებიც არ არის დაკავშირებული ლილვის სიჩქარესთან — მაგალითად საკისრების ხარვეზების სიხშირეები, მექანიზმის ბადის სიხშირეები, ხაზის სიხშირე (50/60 ჰც) ან ბუნებრივი სიხშირეები — და საჭიროებს სხვადასხვა დიაგნოსტიკურ მიდგომებს. 3.57× RPM-ზე პიკი ჰარმონიული არ არის; ის, სავარაუდოდ, საკისრის უკმარისობის სიხშირეა.
რატომ წარმოიქმნება ჰარმონიკები?
იდეალურად წრფივ სისტემაში, რომელიც აღიგზნება სუფთა სინუსოიდური ძალით (მაგალითად, იდეალურად დაბალანსებული, იდეალურად გასწორებული როტორი იდეალურ საკისრებში), გამოჩნდება მხოლოდ 1× ფუნდამენტური. რეალური მექანიზმი არასდროს არის იდეალურად წრფივი. ჰარმონიკები ჩნდება ყოველთვის, როდესაც ვიბრაციის ტალღის ფორმა დამახინჯებულია სუფთა სინუსოიდული ტალღისგან - ყოველთვის, როდესაც სისტემის რეაქცია არის არაწრფივი ან თავად ფორსირების ფუნქცია არასინუსოიდურია.
მათემატიკა: ფურიეს თეორემა
ფურიეს თეორემა ნათქვამია, რომ ნებისმიერი პერიოდული ტალღური ფორმა — რაც არ უნდა რთული იყოს — შეიძლება დაიშალოს სინუსოიდური ტალღების ჯამად ფუნდამენტურ სიხშირეზე და მის მთელ ჯერადებად, თითოეულს კონკრეტული ამპლიტუდითა და ფაზით. ვიბრაციული ანალიზატორების მიერ გამოყენებული FFT (სწრაფი ფურიეს გარდაქმნა) ალგორითმი ასრულებს ამ დაშლას გამოთვლით, რაც ავლენს სიგნალის ჰარმონიულ შინაარსს.
სუფთა სინუსოიდურ ტალღას მხოლოდ ერთი სიხშირის კომპონენტი აქვს. კვადრატული ტალღა შეიცავს ყველა კენტ ჰარმონიკას (1×, 3×, 5×, 7×…), რომელთა ამპლიტუდა 1/n-ით მცირდება. ხერხისებრი ტალღა შეიცავს ყველა ჰარმონიკას, რომელთა ამპლიტუდა 1/n-ით მცირდება. დამახინჯების სპეციფიკური ფორმა განსაზღვრავს, თუ რომელი ჰარმონიკები გამოჩნდება - სწორედ ეს ხდის ჰარმონიულ ანალიზს დიაგნოსტიკურად ასეთ ძლიერს.
ფიზიკური მექანიზმები, რომლებიც ჰარმონიკებს წარმოქმნიან
- ტალღის ფორმის მოჭრა/შემოკლება: როდესაც ლილვის მოძრაობა ფიზიკურად შეზღუდულია (საკისრის კორპუსი, ხახუნის კონტაქტი), შედეგად მიღებული ტალღური ფორმა იჭედება, რაც ჰარმონიკებს წარმოქმნის. უფრო ძლიერი ჭრა მეტ ჰარმონიკას წარმოქმნის.
- ასიმეტრიული სიმტკიცე: თუ სისტემის სიმტკიცე განსხვავდება ვიბრაციული ციკლის დადებით და უარყოფით ნაწილებს შორის (ლილვის გაღება/დახურვა, არასწორი განლაგება, რაც ქმნის დაჭიმვის/შეკუმშვის განსხვავებულ სიმტკიცეს), წარმოიქმნება ჰარმონიკებიც კი (2×, 4×, 6×).
- ზემოქმედების მოვლენები: პერიოდული დარტყმები (ფხვიერი ჭანჭიკები, საკისრის დეფექტური დარტყმები) ქმნის მკვეთრ, მოკლე ხანგრძლივობის ტალღურ ფორმებს, რომლებიც უკიდურესად მდიდარია ჰარმონიული შინაარსით — ისევე, როგორც დასარტყამი ჯოხი წარმოქმნის მრავალ ობერტონს.
- არაწრფივი აღმდგენი ძალები: როდესაც სიმტკიცე იცვლება გადაადგილებასთან ერთად (საკისრები ცვალებადი დატვირთვის ქვეშ, პროგრესული სიჩქარის რეზინის სამაგრები), სინუსოიდურ ძალაზე რეაქცია შეიცავს ჰარმონიკებს.
- პარამეტრული აგზნება: როდესაც სისტემის თვისებები პერიოდულად იცვლება ლილვის სიჩქარესთან დაკავშირებული სიხშირით, მათ შეუძლიათ აგზნების სიხშირის ჰარმონიკების და ქვეჰარმონიკის წარმოქმნა.
ჰარმონიკების არსებობის, მათი ფარდობითი ამპლიტუდებისა და არარსებობის კანონზომიერება ანალიტიკოსს ეუბნება, თუ რომელი ფიზიკური მექანიზმი წარმოქმნის არაწრფივობას. გამოცდილი ანალიტიკოსები იკვლევენ სპექტრის სრულ ჰარმონიულ სტრუქტურას — და არა მხოლოდ ვიბრაციის საერთო დონეს — კონკრეტული ხარვეზების მექანიზმების დასადგენად.
დეტალური ხარვეზების ხელმოწერები — ჰარმონიული ნიმუშები
1× დომინანტი — დისბალანსი
1×-ზე დომინანტური პიკი მინიმალური უმაღლესი ჰარმონიებით კლასიკური ხელწერაა. მასის დისბალანსი. დისბალანსის ძალა თავისი ბუნებით სინუსოიდურია (ის ბრუნავს ლილვთან ერთად 1× სიხშირით), რაც სიხშირის დომენში სუფთა ერთ პიკს წარმოქმნის.
დიაგნოსტიკური დეტალები
- ამპლიტუდა: სიჩქარის პროპორციული² (ორმაგი სიჩქარე → 4× ამპლიტუდა) და დისბალანსირებული მასის პროპორციული
- ფაზა: სტაბილური, განმეორებადი, ერთმნიშვნელოვანი. პროგნოზირებადად იცვლება საცდელი წონის შეკრების დროს — ეს ყველაფრის საფუძველია დაბალანსების პროცედურები
- მიმართულება: ძირითადად რადიალური; ღერძული 1× დაბალია, თუ როტორს მნიშვნელოვანი გადახურვა არ აქვს
- დადასტურება: საცდელი წონების რეაგირება ადასტურებს დისბალანსს. თუ 1× არ რეაგირებს საცდელ წონებზე, გაითვალისწინეთ მოხრილი ლილვი, ექსცენტრულობა ან რეზონანსი.
რამდენიმე პირობა იწვევს მაღალ 1×-ს, რომლის გამოსწორებაც დაბალანსებით შეუძლებელია: მოხრილი ლილვი, ლილვის ექსცენტრისიტეტი, სიახლოვის ზონდების ელექტრული გადახრა, როტორის თაღის ცვალებადობა თერმული ეფექტებით, შეერთების ექსცენტრისიტეტი და რეზონანსი გაძლიერება. დაბალანსების მცდელობამდე ყოველთვის გადაამოწმეთ დიაგნოზი.
2× დომინანტი — არასწორი განლაგება
ძლიერი მე-2 ჰარმონიკა, რომელიც ხშირად შედარებადია ან აღემატება 1× პიკს, არის ძირითადი მაჩვენებელი. ლილვის არასწორი განლაგება. არასწორი განლაგება თითოეული ბრუნვის დროს ლილვს არასინუსოიდურ გზაზე ატარებს, რაც ქმნის დისტორსიას, რომელიც 2-ჯერ და ზოგჯერ უფრო მაღალ ჰარმონიკებს წარმოქმნის.
კუთხური და პარალელური შეუსაბამობა
- კუთხის არასწორი განლაგება: ლილვის ცენტრალური ხაზები შეერთების ადგილას გარკვეული კუთხით იკვეთება. იწვევს მაღალ 1× ღერძულ ვიბრაციას. შეერთების გასწვრივ ფაზური რხევა ღერძული მიმართულებით დაახლოებით 180°-იან გადახრას აჩვენებს.
- პარალელური (ოფსეტური) არასწორი განლაგება: ლილვის ცენტრალური ხაზები პარალელურია, მაგრამ გადახრილია. იწვევს მაღალ 2× რადიალურ ვიბრაციას, ხშირად 2× ≥ 1×. მძიმე შემთხვევებში წარმოიქმნება 3× და 4× ვიბრაციები. შეერთებისას რადიალური ფაზა ავლენს ~180°-იან გადახრას.
- კომბინირებული: პრაქტიკაში, ორივე, როგორც წესი, თანაარსებობს, რაც ხელმოწერების ნაზავს წარმოქმნის.
2×/1× თანაფარდობა, როგორც დიაგნოსტიკური ინდიკატორი
| 2×/1× თანაფარდობა | სავარაუდო მდგომარეობა | მოქმედება |
|---|---|---|
| < 0.25 | ნორმალური; 2× დაბალი დონის არსებობა უმეტეს მანქანებში | მოქმედება საჭირო არ არის |
| 0.25 – 0.50 | შესაძლებელია მცირედი გადახრა; ნორმალურია ზოგიერთი შეერთების ტიპისთვის | შეამოწმეთ გასწორება; შეადარეთ საწყის წერტილს; |
| 0.50 – 1.00 | მნიშვნელოვანი შეუსაბამობის ალბათობა | ზუსტი ლაზერული გასწორების შესრულება |
| > 1.00 | სერიოზული შეუსაბამობა; 2× აღემატება 1×-ს | სასწრაფო — ხელახლა გასწორება; შემაერთებელი და მილის დაჭიმულობის შემოწმება |
მრავალჯერადი ჰარმონიკები - მექანიკური ფხვიერება
სირბილის სიჩქარის ჰარმონიკების მდიდარი სერია (1×, 2×, 3×, 4×, 5×… 10×-მდე ან მეტი) მიუთითებს მექანიკური ფხვიერება. დარტყმები, ჭრიალი და არაწრფივი კონტაქტის/განცალკევების ციკლები წარმოქმნის ტალღის ფორმის უკიდურეს დამახინჯებას, რომელიც იშლება მრავალ ჰარმონიულ კომპონენტად.
სამი სახის სიმსუბუქე
- ტიპი A — სტრუქტურული: მანქანა-საძირკვლის ფხვიერი შეერთება (რბილი ფეხი, დაბზარული ფუძე, ფხვიერი სამაგრი ჭანჭიკები). წარმოქმნის მიმართულებით 1×-ს (უფრო მაღალს ფხვიერი მიმართულებით). ძირითადი ტესტი: გამკაცრეთ/მოადუნეთ ცალკეული ჭანჭიკები 1× ამპლიტუდის მონიტორინგის დროს.
- ტიპი B — კომპონენტი: თავსახურში საკისრის ფხვიერი ლაინერი, კორპუსზე თავსახურის ფხვიერი საფარი, საკისრის ჭარბი კლირენსი. წარმოქმნის ჰარმონიკების ოჯახს, ხშირად სუბჰარმონიკით (½×). სუბჰარმონიკი ძირითადი განმასხვავებელი ნიშანია არასწორი განლაგებისგან.
- ტიპი C — საკისრის სავარძელი: ლილვზე ფხვიერი იმპულერი, ფხვიერი შეერთების კერა, საკისრების ზედმეტი კლირენსი, რაც როტორს რხევას საშუალებას აძლევს. წარმოქმნის მრავალ ჰარმონიკას ფართოზოლოვანი ხმაურის დონით.
სუბჰარმონიკების (½×, ⅓×) არსებობა ყველაზე საიმედო განმასხვავებელი ნიშანია ფხვიერებასა და დისბალანსს შორის. დისბალანსი წარმოქმნის 2×-ს და 3×-ს, მაგრამ იშვიათად წარმოქმნის სუბჰარმონიკებს. ფხვიერება (ტიპი B და C) დამახასიათებლად წარმოქმნის ½×-ს, რადგან როტორი ერთი ნახევარბრუნვისას ეხება საკისრის ერთ მხარეს და შემდეგ ნახევარბრუნვაზე მეორეზე ახტება - ქმნის ნიმუშს, რომელიც მეორდება ყოველ ორ ბრუნზე, შესაბამისად, ½×.
სხვა ჰარმონიული გენერირების პირობები
მოხრილი ლილვი
წარმოქმნის როგორც 1×, ასევე 2× ვიბრაციას მაღალი ღერძული კომპონენტით. არასწორი განლაგებისგან განსხვავებით, მოხრილი ლილვი აჩვენებს 1×-ს, რომლის გამოსწორება შეუძლებელია დაბალანსებით (გეომეტრიული ექსცენტრულობა და არა მასის განაწილება) და ლილვის ბოლოებს შორის ~180° ღერძული ფაზური სხვაობით. 2× მოდის ასიმეტრიული სიმტკიციდან, როდესაც მოხრა იხსნება და იხურება ბრუნვის დროს.
ორმხრივი მექანიზმები
ძრავები, კომპრესორები და დგუშიანი მექანიზმები თავისთავად წარმოქმნიან მდიდარ ჰარმონიულ სპექტრებს, რადგან დგუშის/ლილვის მოძრაობა ფუნდამენტურად არასინუსოიდურია. ჰარმონიული დიაგრამა დამოკიდებულია ცილინდრების რაოდენობაზე, ჩართვის თანმიმდევრობასა და ინსულტის ტიპზე (2-ტაქტიანი vs 4-ტაქტიანი).
როტორის ხახუნი
ნაწილობრივი ხახუნი (შეხება თითოეული ბრუნვის გარკვეული ნაწილისთვის) წარმოქმნის მრავალ მაღალი რიგის ჰარმონიკას — ზოგჯერ 10×, 20× ან მეტსაც კი. სრული რგოლისებრი ხახუნი (უწყვეტი 360°-იანი კონტაქტი) წარმოქმნის დომინანტურ სუბჰარმონიანებს (½×, ⅓×, ¼×) უკუპრესიული მექანიზმების მეშვეობით.
ელექტრო პრობლემები ძრავებში
ცვლადი დენის ძრავები ლილვის სიჩქარისგან დამოუკიდებლად წარმოქმნიან ვიბრაციას ხაზის სიხშირის ჯერადობით (50 ან 60 ჰც). ყველაზე გავრცელებულია ხაზის სიხშირის 2× სიხშირის სიხშირის სიდიდე (100 ჰც 50 ჰც სისტემებში, 120 ჰც 60 ჰც სისტემებში). ეს არ არის ლილვის სიჩქარის ჰარმონიკა - ეს არის ხაზის სიხშირის ჰარმონიკა, რომელიც ელექტრო და მექანიკური ვიბრაციის განმასხვავებელი გასაღებია. დენის გათიშვის ტესტი ეს გადამწყვეტია: ელექტროენერგიის გათიშვისას ელექტრული ვიბრაცია მყისიერად იკლებს, მექანიკური ვიბრაცია კი ნარჩენებს ქმნის დახრის დროსაც.
როტორის ღეროს დეფექტები წარმოქმნის გვერდით ზოლებს, რომლებიც განლაგებულია პოლუსების გავლის სიხშირეზე დაახლოებით 1×-ით (სრიალის სიხშირე × პოლუსების რაოდენობა). ეს გვერდითი ზოლები ძალიან ახლოსაა 1×-თან (1–5 ჰც-ის ფარგლებში), რისი ამოსახსნელადაც საჭიროა მაღალი გარჩევადობის მასშტაბირების FFT ანალიზი.
არასინქრონული სიხშირეები — არა ნამდვილი ჰარმონიკები
რამდენიმე მნიშვნელოვანი სიხშირე ზოგჯერ ჰარმონიკაში ერევათ, თუმცა სინამდვილეში ისინი ლილვის სიჩქარისგან დამოუკიდებლები არიან:
| სიხშირის ტიპი | ფორმულა | კავშირი RPM-თან | Notes |
|---|---|---|---|
| საკისრების ხარვეზების სიხშირეები | BPFO, BPFI, BSF, FTF | არამთელი რიცხვის ჯერადები (მაგ. 3.57×, 5.43×) | ყოველთვის არასინქრონული; დამოკიდებულია საკისრების გეომეტრიაზე |
| გადაცემათა ქსელის სიხშირე | GMF = #teeth × RPM | მთელი რიცხვი, მაგრამ ძალიან მაღალი რიგის | ტექნიკურად ჰარმონიულია, მაგრამ ცალკე გაანალიზებულია |
| პირების/ფრთების გადასასვლელი | BPF = # პირები × RPM | მთელი რიცხვის ჯერადი | ნორმალური; გადაჭარბებული ამპლიტუდა პრობლემაზე მიუთითებს |
| ხაზის სიხშირე | FL = 50 ან 60 ჰც | არ არის დაკავშირებული RPM-თან | ელექტროობა; ქრება ელექტროენერგიის გათიშვისას |
| ბუნებრივი სიხშირეები | ვn = √(კ/მ)/2π | გამოსწორებულია; არ არის დაკავშირებული RPM-თან | მუდმივი სიხშირე სიჩქარის ცვლილების მიუხედავად |
| ქამრის სიხშირეები | ვქამარი = ბრუნი წუთში×π×დ/ლ | სუბსინქრონული (< ლილვის სიჩქარე) | ქამრის სიხშირე და მისი ჰარმონიკები 2×, 3×, 4× BF |
ანალიზის სახელმძღვანელო — ჰარმონიული ნიმუშების ინტერპრეტაცია
ნაბიჯი 1: ფუნდამენტური ფაქტორების იდენტიფიცირება (1×)
იპოვეთ ლილვის ბრუნვის სიჩქარის შესაბამისი 1× პიკი. გადაამოწმეთ ტაქომეტრის ან ძრავის სახელწოდების დაფის გამოყენებით. ცვლადი სიჩქარის მქონე მანქანებში, თითოეული გაზომვისთვის 1× ზუსტად უნდა იყოს იდენტიფიცირებული.
ნაბიჯი 2: ყველა პიკის კატალოგი
თითოეული მნიშვნელოვანი პიკისთვის განსაზღვრეთ: არის თუ არა ეს 1×-ის ზუსტი მთელი ჯერადი (ნამდვილი ჰარმონიული)? წილადური ჯერადი (ქვეჰარმონიული)? არ არის დაკავშირებული ლილვის სიჩქარესთან (არასინქრონული)? ეფექტურობისთვის გამოიყენეთ ანალიზატორის ჰარმონიული კურსორის მახასიათებლები.
ნაბიჯი 3: ამპლიტუდის ნიმუშის შესწავლა
- რომელი ჰარმონიკაა დომინანტური? → მიუთითებს კონკრეტულ ხარვეზზე
- რამდენი ჰარმონიკაა წარმოდგენილი? → მეტი = უფრო ძლიერი დისტორსია
- 2× აღემატება 1×-ს? → სავარაუდოა, რომ არასწორი განლაგებაა
- არის თუ არა სუბჰარმონები? → ფხვიერება, ხახუნი ან ზეთის მორევი
- ამპლიტუდა მცირდება რიგის მიხედვით (1/n დაშლა)? → ტიპიურია ფხვიერებისთვის
ნაბიჯი 4: შეამოწმეთ მიმართულება
- მაღალი რადიალური, დაბალი ღერძული: დისბალანსი ან მოდუნება
- მაღალი ღერძული: არასწორი განლაგება (განსაკუთრებით კუთხოვანი) ან მოხრილი ლილვი
- მიმართულებითი რადიალური: სტრუქტურული ფხვიერება (უფრო მაღალია ფხვიერი მიმართულებით)
ნაბიჯი 5: ტენდენცია დროთა განმავლობაში
- ჰარმონიული ამპლიტუდები იზრდება? → რღვევა პროგრესირებს
- ჩნდება ახალი ჰარმონიკები? → ვითარდება ახალი რღვევის მექანიზმი
- ხმაურის დონე იზრდება? → ზოგადი ცვეთა ან გვიანი სტადიის უკმარისობა
ნაბიჯი 6: ფაზის მონაცემებთან კორელაცია
- დისბალანსი: 1× ფაზა სტაბილური და განმეორებადია
- არასწორი განლაგება: 1× ან 2× ფაზა აჩვენებს ~180°-ს შეერთების გასწვრივ
- ფხვიერება: ფაზა არასტაბილურია, შეიძლება შემთხვევით შეიცვალოს გაზომვებს შორის
შემთხვევის კვლევები — რეალურ სამყაროში ჰარმონიული ანალიზი
მანქანა: 30 კვტ სიმძლავრის ძრავით მოძრავი ცენტრიდანული ტუმბო 2960 ბრ/წთ სიჩქარით მოქნილი შეერთების საშუალებით. საერთო ვიბრაცია: 6.2 მმ/წმ ძრავის წამყვანი ბოლო საკისარზე.
სპექტრი: 1× = 4.1 მმ/წმ, 2× = 3.8 მმ/წმ, 3× = 1.2 მმ/წმ. 2×/1× თანაფარდობა = 0.93.
მიმართულება: მაღალი რადიალური 2× ორივე წამყვანი ბოლო საკისარზე. ღერძული 1× შეერთებისას: ძრავა = 2.8 მმ/წმ, ტუმბო = 3.1 მმ/წმ 165° ფაზური სხვაობით.
დიაგნოზი: კომბინირებული კუთხური და პარალელური გადახრა. 1.0-თან მიახლოებული 2×/1× თანაფარდობა, მაღალი ღერძული მაჩვენებლები და შეერთების გასწვრივ ფაზური გადახრის ~180° მაჩვენებელი - ყველაფერი ამას ადასტურებს. დისბალანსი არ არის - მიუხედავად იმისა, რომ 1× ამაღლებულია, 2× ნიმუშია ნამდვილი ამბავი.
მოქმედება: ლაზერული გასწორება ჩატარდა. გასწორების შემდგომი სიჩქარე: 1× = 0.8 მმ/წმ, 2× = 0.3 მმ/წმ. საერთო სიჩქარე შემცირდა 1.1 მმ/წმ-მდე — 82% შემცირება.
მანქანა: ცენტრიდანული ვენტილატორი 1480 ბრ/წთ-ზე. ვიბრაცია: 8.5 მმ/წმ. წინა დაბალანსების მცდელობისას ვიბრაცია 1-ჯერ შემცირდა, მაგრამ საერთო ვიბრაცია მაღალი დარჩა.
სპექტრი: 1× = 2.1 მმ/წმ (დაბალანსების შემდეგ დაბალი), ½× = 1.8 მმ/წმ, 2× = 3.2 მმ/წმ, 3× = 2.5 მმ/წმ, 4× = 1.8 მმ/წმ, 5× = 1.1 მმ/წმ, 6× = 0.7 მმ/წმ.
დიაგნოზი: მექანიკური ფხვიერება (ტიპი B). ჰარმონიული ოჯახი ½× სუბჰარმონიკით არის დამახასიათებელი. დაბალანსებამ 1× გამოასწორა, მაგრამ ვერ შეძლო ფხვიერებით გამოწვეული ჰარმონიკების მოგვარება, რომლებიც დომინირებენ საერთო ვიბრაციაში.
მოქმედება: დათვალიერებისას აღმოჩნდა, რომ საკისრის კორპუსი საყრდენის ხვრელში 0.08 მმ-ით იყო მოშვებული. კორპუსი ხელახლა გაიბურღა და ახალი საკისარი დამონტაჟდა. შეკეთების შემდეგ: ყველა ჰარმონიკა საწყის დონემდე დაეცა. საერთო: 1.4 მმ/წმ.
მანქანა: 4-პოლური, 50 ჰც სიხშირის ინდუქციური ძრავა 1485 ბრ/წთ სიჩქარით, რომელიც ამოძრავებს ხრახნიან კომპრესორს. ვიბრაცია გაიზარდა 2.0-დან 5.5 მმ/წმ-მდე 3 თვის განმავლობაში.
სპექტრი: დომინანტური პიკი 100 ჰც-ზე (= 2FL). ასევე: 1× 24.75 ჰც-ზე = 1.2 მმ/წმ, გვერდითი ზოლები დაახლოებით 1× ±1.0 ჰც ინტერვალით.
ძირითადი ტესტი: ელექტროენერგიის გათიშვა — 100 ჰერციანი პიკი ერთი ბრუნის განმავლობაში ნულამდე დაეცა. 1× გვერდითი ზოლები ნარჩუნდება დატვირთვის დროსაც.
დიაგნოზი: ორი პრობლემა: (1) ელექტრო — სტატორის ექსცენტრისიტეტი, რომელიც იწვევს 2FL-ს. (2) მექანიკური — 1× გვერდითი ზოლები ±1.0 ჰც-ზე (= პოლუსების გავლის სიხშირე 4-პოლუსიანი ძრავისთვის 1.0% სრიალის შემთხვევაში) მიუთითებს როტორის ღეროს დეფექტის განვითარებაზე.
მოქმედება: ძრავი გაიგზავნა გადახვევაზე. დადასტურებულია: როტორის 2 ღერო გატეხილია + სტატორის ექსცენტრისიტეტი ფუძის ჩამოხრილობის გამო. გადახვევისა და შემკვრელის შემდეგ: ვიბრაცია 1.6 მმ/წმ.
The Balanset-1A and Balanset-4 რეალურ დროში მიწოდება FFT სპექტრის ანალიზი ჰარმონიული კურსორის თვალთვალით, რაც საშუალებას იძლევა 1×, 2×, 3× ნიმუშების ველის იდენტიფიცირებისა და ხარვეზების დიაგნოსტიკისთვის. მოწყობილობები აერთიანებს ვიბრაციის ანალიზს დიაგნოსტიკისა და სიზუსტისთვის. დაბალანსება გამოსწორებისთვის — პრობლემის იდენტიფიცირება და მისი ერთი ინსტრუმენტით გამოსწორება.
პროფესიონალური ვიბრაციის ანალიზი და ბალანსირება
Vibromera-ს პორტატული მოწყობილობების გამოყენებით, ველზე დაადგინეთ ჰარმონიული სქემები და დაბალანსეთ როტორები — FFT სპექტრი, ფაზის გაზომვა და ISO-ს შესაბამისი დაბალანსება ერთ ინსტრუმენტში.
აღჭურვილობის დათვალიერება →