Айнымалы жылдамдықты машиналарға арналған реттік талдауды түсіну
Order analysis мамандандырылған vibration analysis тұрақты бір жылдамдықта жұмыс істемейтін машиналарға арналған әдіс. Амплитуданы Гц немесе CPM бойынша тіркелген жиілік осіне емес, orders — білік айналымының лезгелік running speed. The 1st order is the vibration at exactly 1× (running speed), the 2nd order is 2× that speed, and so on. By tying the analysis to the shaft itself rather than to the clock, order analysis keeps speed-related components sharp no matter how the machine accelerates or coasts.
1. Анықтама: Ретті деген не?
An order негізгі айналу жылдамдығының гармоникасы болып табылады. Машина ақауларының көп бөлігі тербелісті білік жылдамдығының бүтін еселіктерінде қоздыратындықтан, спектрді реттер арқылы көрсету әрбір шыңды тікелей физикалық себеппен байланыстырады. 1-ші ретте әдетте unbalance; 2-ші рет — misalignment және белгілі бір босаңдық жағдайларының классикалық белгісі; жоғары бүтін реттер gear mesh, vane or blade-pass ротордағы элементтер санына байланысты оқиғалар. Бүтін емес (бөлшекті) реттер sub-synchronous май ірбісі немесе белдік ақаулары сияқты құбылыстарды көрсетеді. Қысқаша айтқанда, реттер осі — ротормен бірге жүретін диагностикалық карта.
2. Стандартты FFT айнымалы жылдамдықты машиналарда неліктен сәтсіз болады
A conventional Жылдам Фурье түрлендіру (FFT) тұрақты уақыт терезесі бойынша діріл үлгілерін алады time және сол терезе ішінде жылдамдық тұрақты деп есептейді. Тұрақты жылдамдықпен жұмыс істейтін машинада бұл тамаша. Бірақ егер деректер жиналып жатқанда білік жылдамдасса немесе баяулайтын болса, жылдамдыққа байланысты әрбір компонент жазу кезінде спектр бойынша ауытқиды. Оның энергиясы көптеген іргелес жиілік ұяшықтарына жайылады да, нақты сызық орнына кең, аласа, анықсыз тепе болады. Теориялық тұрғыдан спектрден биік тұруы тиіс 1× баланссыздық шыңы шуылға дейін тегістеліп кетуі мүмкін — бұны дәл оқу мүмкін емес және ол пайдасыз болады trending. Бұл жайылу — арттыру механизмімен бірдей спектрлік ағып кету, айнымалы айналым жиілігімен күшейеді. Тәртіп талдауы (order analysis) осыны жою үшін арнайы жасалған.
3. Шешім: Тәртіп бойынша бақылау
Мүмкіндік беретін әдіс — order tracking, және ол екінші кіріске байланысты: tachometer (немесе “тахо”) біліктен әрбір айналым сайын бір импульс береді. Талдағыш ішкі кварц сағаты емес, осы импульс тізбегін уақыт базасы ретінде пайдаланады. Тұрақты уақыт аралықтарында (мысалы, әрбір миллисекунд сайын) емес, тұрақты angular аралықтарда (мысалы, айналымның әрбір градусы сайын) үлгілер алады. Бұл бұрыштық облыста қайта үлгілеу.
Екі әдіс кең таралған. Аппараттық (синхрондық) үлгілеу аналогтан цифрға түрлендіргішті тахо импульсінің фазалық бекітілген еселігінен тікелей басқарады, сондықтан әрбір айналым үшін үнемі бірдей үлгі саны алынады. Есептелетін (бағдарламалық) тәртіп бақылауы жоғары тұрақты жиілікте үлгілер алады, содан кейін жазылған тахо уақыт белгілерін пайдаланып жазбаны сандық қайта интерполяция арқылы тең бұрыштық қадамдарға түрлендіреді. Қалай болғанда да, нәтижедегі түрлендіру Гц-пен емес, тәртіптермен көрсетіледі. Машина жылдамдығы өзгерсе де, 1× сызығы 1-тәртіп ұяшығында биік, тар шың ретінде қалады — жайылу жоғалады. Тахо сонымен қатар phase анықтамалық сигнал береді, ол талдағышқа жұмыс іске қосу кезінде Bode and Nyquist графиктерін тұрғызуға мүмкіндік береді.
Негізгі идея: тәртіп талдауы деректерді жинауды біліктің angle instead of timeбекітеді, сондықтан жылдамдыққа синхрондалған діріл кез келген айналым жиілігінде айқын болып қалады.
4. Негізгі қолданыс аймақтары
Жылдам талдау жылдамдық тұрақты болмаған жерде қажетсіз емес:
- Көлік пен қозғалтқышты сынау: қозғалтқыштың, берілістің және жетек жолының тербелістерін айналым жиілігінің бүкіл диапазонында шешу.
- Wind turbines: ротор жылдамдығы жел жылдамдығымен үздіксіз өзгереді, сондықтан тіркелген жиіліктегі көрініс мағынасыз — жапсырма талдауы міндетті.
- Іске қосу және тоқтату кезіндегі талдау: машина іске қосылған немесе тоқтаған кезде тербелісті жазу — резонансты анықтаудың тиімді тәсілі сындық жылдамдықтар and resonances; жапсырма қадағалау алынған coast-down графиктерді анық және оқуға ыңғайлы ұстайды.
- Қайталамалы қозғалысты механизмдер: компрессорлар мен қозғалтқыштар, олардың лездік жылдамдығы әр цикл ішінде өзгеріп отырады.
- Ауыр және жылжымалы техника: жер қазатын жабдықтар, тау-кен көліктері және басқа айнымалы жылдамдықты жетектер.
5. Жапсырма талдауының деректерін көрсету форматтары
Нәтижелер бірнеше толықтырушы форматта қаралады:
- Рет спектрі: амплитуда жапсырмаларға қарсы — стандартты БФТ сияқты, бірақ x осінде жапсырмалар.
- Waterfall or cascade plot: жылдамдық өзгерген кезде әр жапсырманың амплитудасының қалай өзгеретінін көрсететін жапсырма спектрлерінің үш өлшемді жиынтығы.
- Bode plot: amplitude and phase of one tracked order (usually 1× or 2×) plotted against machine speed, the backbone of run-up/coast-down testing.
- Campbell диаграммасы: жүйенің меншікті жиіліктеріне үстемеленген жапсырма сызықтары, сондықтан жапсырма сызығы меншікті жиілік сызығымен қиылысқан жерде резонанс байқалады.
A қозғалмалы фильтр нақты уақытта баптау жұмысы үшін жеке жапсырманы бөліп алуға мүмкіндік береді, ал Кэмпбелл диаграммасы есептеуіш сынақтан бұрын осы қиылысулардың қай жерде болатынын болжауға көмектеседі.
6. Практикалық далалық жұмыстарда жапсырма талдауы
Өндірістік алаңда тапсырыс талдауы тұрақты жылдамдықты ұстай алмайтын машиналарда теңгеруді қамтамасыз етеді. Мысалы, Балансет-1А сияқты екі арналы портативті аспап өзінің оптикалық лазерлік тахометрін пайдаланып тербеліс деректерін біліктің бұрышына байлайды, сондықтан ол өлшейтін 1× теңгерімсіздік компоненті field balancing жүктеме кезінде айналу жиілігі өзгеретін желдеткіш немесе сорғыш үшін де таза мән береді. Тахометрге сілтемелі бұл тәсіл анализаторға жылдамдықпен синхронды 1× шыңды бекітілген жиілікті шудан, мысалы підіс ақау жиілігібөліп алуға мүмкіндік береді, бұл ауыр нүктені дәл анықтауды қамтамасыз етеді. Іс жүзінде тапсырыс талдауы айнымалы жылдамдықты машинадан алынған тербеліс деректерін инженер іс-әрекет ете алатын нәтижеге айналдырады — кез келген кең жиілік диапазонында жұмыс істейтін ротордың техникалық жағдайын дәл диагностикалауға мүмкіндік береді.
