Тербеліс талдауындағы соқтығысу (биттеу): себептері және анықтау
In vibration analysis, beating (or a beat) — белгілі бір тербеліс компонентінің амплитудасының баяу, мерзімді өсуі мен төмендеуімен сипатталатын ерекше құбылыс vibration сигнал. Бұл өте жақын — бірақ бірдей емес — екі бөлек тербеліс компоненті frequency бір мезгілде болып, біріккенде пайда болады. Нәтижесінде time waveform амплитудасы баяу, дем алуға ұқсас ырғақты үлгімен үлкейіп-кішірейіп тұратын бір синустық толқынға ұқсайды. Соқтығысуды тану маңызды, себебі ол бір-біріне жуық жиілікте жұмыс жасайтын екі бір мезгілдегі қайнар көздің тікелей, анық белгісі болып табылады.
1. Анықтама: Тербеліс соқтығысуы деген не?
Соқтығысу — өзіндік жекелеген жиілік емес, ол екі жиіліктің өзара әрекеттесуінің естілетін және өлшенетін нәтижесі. Құлаққа ол тән “тербелмелі” немесе импульстік дыбыс шығарады; ал amplitude өлшегіште ол тұрақсыз, тұрақты цикл бойынша жоғары-төмен ауытқитын көрсеткіш ретінде байқалады. Екі қайнар жиілігі неғұрлым жақын болса, соғұрлым толқу баяу және айқын болады; алыстаған сайын импульс жылдамдайды, сайып келгенде құлақ пен анализатор бір модуляцияланған тон орнына екі бөлек тонды ести бастайды.
Бұл соқтығысуды amplitude бір машина ішіндегі ақаудан туындайтын модуляциядан түбегейлі ерекшелендіреді. Соқтығысу үшін салыстырмалы күші бар екі тәуелсіз қоздыру қажет; ол interference әсері, бірақ бір компоненттегі ақаулық емес.
2. Соқтығысудың физикалық негізі
Соқтығысу (биіт) — конструктивті және деструктивті интерференцияның нәтижесі. Екі дірілдік толқынның шыңдары сәйкес келгенде (фазада), олардың амплитудалары қосылып, жалпы амплитуданы арттырады. Бір толқынның шыңы екіншісінің ойысымен тұспа-тұс болғанда (фазадан тыс), олар бір-бірін ішінара немесе толықтай жояды да, жалпы амплитуда төмендейді. Осы күшейту мен жою циклінің үздіксіз қайталануы соқтығысуға тән дыбыстық және дірілдік үлгіні қалыптастырады.
Амплитудалық модуляцияның жиілігі, beat frequency, екі бастапқы жиіліктің абсолюттік айырымына тең:
Соқтығысу жиілігі = |Жиілік 1 − Жиілік 2|
Мысалы, егер екі машина 29,5 Гц және 30,5 Гц жиіліктерде діріл тудырса, нәтижелі соқтығысу жиілігі |29,5 − 30,5| = 1,0 Гц болады. Жалпы амплитуда сондықтан секунд сайын бір рет өседі және кемиді. Маңызды бір ерекшелікті ескеріңіз: нақты сезілетін діріл шамамен осы екі жиіліктің average маңында тербеледі (мұнда шамамен 30 Гц), ал оның үстіндегі баяу огибающая 1 Гц соқтығысу жиілігімен тербеледі. Огибающаның әр шыңындағы максималды амплитуда — екі жекелеген амплитуданың қосындысы; сондықтан бірдей 2 мм/с болатын екі дереккөз бір сәтте шамамен 4 мм/с-ке дейін жетуі мүмкін.
3. Өнеркәсіптік машиналардағы соқтығысудың жалпы себептері
Соқтығысу тығыз орналасқан екі жүргізуші жиілікке нақты нұсқайтындықтан, ол пайдалы диагностикалық белгі болып табылады. Өнеркәсіптік жағдайдағы жалпы дереккөздерге мыналар жатады:
- Жалпы конструкцияға орнатылған бірнеше машина: классикалық мысал — бір тірек плитасына немесе құбыр жүйесіне орнатылған екі бірдей сорғы немесе желдеткіш. Олардың жұмыс жылдамдықтары аздап өзгеше болса (мысалы 1780 айн/мин және 1785 айн/мин), олар төмен жиілікті соқтығысу тудырады. Бұл айналу жылдамдығы (1×) әр агрегаттың дірілімен тығыз байланысты.
- Электрлік моторлар: соқтығысу қозғалтқыш айналу жиілігі мен электрлік жиілік арасында орын алуы мүмкін — мысалы, асинхронды қозғалтқыштағы полюсс өту жиілігі ол екі еселенген slip frequencyжиілігімен сәйкес келетін жерде. Бұл соқтығысулар белгілі электрлік ақаулықтарын.
- Көп сатылы сорғылар немесе компрессорлар: аздап өзгеше тиімді жылдамдықпен жұмыс істейтін әр түрлі сатылар арасындағы өзара әрекеттесу.
- Gearboxes: екі тістеліс жиіліктері ұқсас тіс санымен.
- Гидравликалық немесе аэродинамикалық пульсациялар: ағынмен байланысты турбуленттіліктің екі түрлі көзі арасындағы өзара әсер, мысалы, қабаттасу гидравликалық күштер or аэродинамикалық күштері.
4. Тербеліс деректеріндегі соқпаны қалай анықтауға болады
Уақыттық тербеліс тізбегін талдау
The time waveform соқпаны байқаудың ең тікелей тәсілі болып табылады. Сигнал амплитудалық модуляцияның нақты, қайталанатын үлгісін көрсетеді. Екі дәйекті амплитудалық шың (немесе екі ойыс) арасындағы уақыт — соқпа кезеңі; оның кері шамасы соқпа жиілігі болады. Ұзақ тіркеу терезесі өте маңызды — егер жазба бір соқпа кезеңінен қысқа болса, тербеліс өсуінің тек бір үзігін ғана көресіз де, оны жай өсу немесе кему үрдісі ретінде қате оқып аласыз.
Жиілік спектрін (ЖФТ) талдау
Жиілік spectrum, соқпа бір-біріне өте жақын орналасқан екі бөлек шың. A standard FFT оларды бөліп ажырату үшін ажыратымдылық жеткіліксіз болуы мүмкін, сондықтан олар бір кең шыңға қосылып кетеді. Соқпаны дұрыс диагностикалау үшін талдаушы спектрлік ажыратымдылықты арттыруы керек — қосымша жолдар, ұзартылған сигнал жинау немесе Zoom FFT қызығушылық аймағына бағытталған. Қажетті жолдар санын және жолақ енін алдын ала FFT Ажыра-түлік Калькуляторарқылы есептеуге болады. Ажыратылғаннан кейін соқпаны тудыратын екі компоненттік жиілік анық көрінеді, ал олардың арасындағы айырым байқалатын соқпа жиілігіне тең болуы керек.
5. Практикалық далалық өлшеулердегі соқпа
Объектіде дұрыс аспаппен нақты соқпаны жекелей ақаудан ажырату оңай. Мысалы, Балансет-1А сияқты портативті екіканалды талдағыш уақыттық тербеліс тізбегін және жоғары ажыратымдылықты спектрді бір мезгілде бақылауға мүмкіндік береді; әрбір машинаға бір арна орналастыру арқылы, дерлік бірдей айналу жиілігімен жұмыс істейтін екі агрегаттың осы соқпаның көзі екенін тексеруге болады running speed болып табылады. Соқпа шыңдық мәнді үлкейтетіндіктен, орташа тербеліс қалыпты болса да, ісінген амплитуданың alarm level шегінен асып кеткенін тексеру де орынды — аспаптың peak және СКО көрсеткіштері әр түрлі ақпарат береді.
6. Соқпа мәселе болып табыла ма?
Соғылу өзі ақаулық емес — ол өзара әрекеттесетін жиіліктердің белгісі. Алайда бұл проблемалы болуы мүмкін:
- Тітіркендіргіш шу: өсіп-азаятын дыбыс көбінесе тұрақты тонға қарағанда қызметкерлер үшін айқынырақ және тітіркендіргішірек болады.
- Шыңдық амплитуда мәселелері: конструктивті интерференция кезіндегі максималды амплитуда жеке сигналдардың кез келгенінен екі есе артық болуы мүмкін. Бұл шың дабыл шектерінен асып кетуі немесе тораптарға шамадан тыс циклдік кернеу жүктеуі мүмкін — механикалық fatigue — орташа тербеліс қолайлы болып көрінгенде де.
- Басқа мәселелерді жасыру: тербелмелі сигнал модуляция астында жасырылған басқа негізгі тербеліс проблемаларын анықтауды қиындатуы мүмкін.
Мазалайтын соғылуды жою әдетте екі бастапқы жиілікті анықтауды, содан кейін не бір машинаның жылдамдығын өзгертуді (екеуі енді сәйкес келмес үшін), не конструкцияны қайта реттеуді білдіреді — resonance, or adding damping амплитуда шыңдарын басу үшін. Негізгі 1× компонентінің өзі шамадан тыс болған жерде, unbalance әр машинадағы балансты түзету алдымен соғылу үшін қол жетімді энергияны азайтады.
