BPFI-ийг ойлгох — Бөмбөлгийн дамжин өнгөрөх давтамж, Дотоод өнхрөх зам
BPFI (Бөмбөлгийн өнгөрөх давтамж, дотор цагираг) нь дөрвөн үндсэн давтамжийн нэг холхивчийн гэмтлийн давтамжууд өнхрөх холхивчийн эргэдэг дотоод өнхрөх зам дээрх гэмтлийг өнхрөх элементүүд дамжин өнгөрөх хурдыг илэрхийлдэг. Хэрэв тухайн дотоод өнхрөх зам дээр гадаргуугийн хуулралт, хагарал, эсвэл нүх үүсвэл өнхрөх зам түүнийг дамжуулан өнгөрүүлэх үед өнхрөх элемент бүр гэмтэл дээр цохилт үүсгэдэг бөгөөд үүний улмаас үе үе давтагдах цохилтууд үүсч чичиргээ BPFI давтамж дээрх дохионд илэрнэ. BPFI-ийг бусад онцлог давтамжуудаас ялгадаг зүйл бол түүний бараг тогтмол хамт явдаг ±1× талын зурвасууд — дотоод өнхрөх замын гэмтлийг хамгийн итгэлтэйгээр оношлогддог гэмтлүүдийн нэг болгодог хурууны хээ юм чичиргээний шинжилгээ.
1. Тодорхойлолт: BPFI гэж юу вэ?
BPFI нь нэгж хугацаанд дотоод өнхрөх замын нэг цэгийг хэдэн өнхрөх элемент дамжин өнгөрөхийг тоолдог. Дотоод өнхрөх зам голтой хамт эргэдэг бол элементүүд хүрээний хурдаар илүү удаан тойрог замд хөдөлдөг тул өнхрөх зам болон элементүүдийн хоорондын харьцангуй хөдөлгөөн өндөр байдаг — давтамж нь мөн адил өндөр байна. Гэмтэл нь эргэдэг өнхрөх зам дээр байрладаг тул түүнийг дамжин өнгөрөх бөмбөлөг эсвэл хөндий бүр давтан цохилт үүсгэдэг. Гадаад өнхрөх замын давтамж (BPFO), хүрээний давтамж (FTF), мөн өнхрөх элементийн эргэлтийн давтамж (BSF)-тай хамт BPFI нь шинжээчид холхивчийн доторх гэмтлийг локализаци хийхэд тооцоолдог стандарт давтамжийн багцыг бүрдүүлдэг. Гэмтлүүд өөрсдөө өргөн хүрээний сэдэрт хамаардаг холхивчийн гэмтэл.
2. Математик тооцоолол
Томьёо болон хувьсагчид
BPFI нь холхивчийн геометр болон голын хурдаас хамаарч гарна:
BPFI = (N × n / 2) × [1 + (Bd/Pd) · cos β]
- N = холхивч дэх өнхрөх элементүүдийн тоо.
- n = голын эргэлтийн давтамж (Hz эсвэл RPM ÷ 60).
- Bd = бөмбөлөг эсвэл хөдөлгүүрийн диаметр.
- Pd = хөндлөн огтлолын диаметр (өнхрөх элементүүдийн төвүүдийг дайран өнгөрөх тойрог).
- β = харилцан үйлчлэлийн өнцөг.
BPFI яагаад үргэлж BPFO-оос өндөр байдаг вэ
Ижил холхивчийн хувьд BPFI үргэлж BPFO-оос их байдаг бөгөөд томьёо нь яагаад тийм болохыг яг таг харуулж байна:
- Дотоод өнхрөх зам голтой хамт эргэдэг бол өнхрөх элементүүд хүрээний хурдаар (ойролцоогоор голын хурдны 0.4×) илүү удаан тойрог замд хөдөлдөг тул дотоод өнхрөх зам дээрх харьцангуй хурд илүү их байна.
- BPFI нь [1 + Bd/Pd] гэсэн илэрхийллийг ашигладаг бол BPFO нь [1 − Bd/Pd] гэж ашигладаг.
- Бутархайг нэгт нэмэх нь BPFI-ийн үржүүлэгчийг BPFO-оос их байлгадаг.
- BPFI/BPFO-ийн ердийн харьцаа нь ойролцоогоор 1.6–1.8.
Типик утгууд
- Ердийн холхивчид BPFI нь ойролцоогоор 5–7× голын эргэлтийн хурд.
- Бодит жишээ: 1800 RPM (30 Hz) хурдтай 10 бөмбөлөгтэй холхивчийн хувьд BPFI ≈ 173 Hz буюу голын хурдны ойролцоогоор 5.8× байна.
Шинжээчид ихэнхдээ энэ утгыг гараар тооцоолохооргүйгээр BPFO, BSF, FTF-тэй хамт Холхивчны гэмтлийн давтамжийн тооцоолуур-ээс шууд уншдаг бөгөөд холхивчийн геометр болон ажиллах хурдыг нэг удаа оруулдаг.
3. Физик механизм болон ачааллын бүсийн модуляци
Эргэдэг гэмтэл
Дотоод өнхрөх замын гэмтэл нь гадаад өнхрөх зам хэзээ ч хардаггүй нөхцөлийг үүсгэдэг, учир нь гэмтэл өөрөө хөдөлдөг:
- Гэмтэл нь эргэдэг дотоод өнхрөх зам дээр байрладаг.
- Өнхрөх зам эргэхэд гэмтэл нь холхивчийн тойрог зам дагуу шилждэг.
- Өнхрөх элемент бүр дамжин өнгөрөхдөө түүнд цохилт үүсгэдэг — энэ бол BPFI хурд юм.
- Гэхдээ цохилт бүрийн хүч нь тухайн агшинд гэмтэл ачааллын бүстэй харьцуулахад хаана байрлаж байгаагаас хамаарна.
Ачааллын бүсийн нөлөө
Ачаалалтай холхивч бүрт өнхрөх элементүүд өнхрөх замуудад хамгийн хүчтэй даралт үзүүлдэг бүс буюу ачааллын бүс байдаг. Дотоод өнхрөх замын гэмтэл голын нэг эргэлтэд энэ бүс рүү орж, гарч байх үед цохилтын хүч нэмэгдэж, буурдаг:
- Гэмтэл ачааллын бүсийн дотор байх үед: өндөр харилцан үйлчлэлийн хүч, элемент бүр цохилт үүсгэхэд хүчтэй цохилт.
- Гэмтэл ачааллын бүсийн эсрэг талд байх үед: харилцан үйлчлэлийн хүч бага эсвэл байхгүй, сул эсвэл байхгүй цохилт.
- Модуляцийн давтамж: гэмтэл нь голын нэг эргэлтэд энэ мөчлөгийг гүйцэтгэдэг — өөрөөр хэлбэл 1× ажиллах хурд.
- Үр дүн: BPFI цохилтууд нь 1× голын хурдаар далайцын модуляцид ордог.
Хажуугийн бүсийн үүсэлт
Тэр далайцын модуляци нь оношлогооны хажуугийн бүсийн шүдний хээг үүсгэдэг:
- Зөөгч давтамж: BPFI.
- Модуляцийн давтамж: 1× голын хурд.
- Хажуугийн зурвасууд: BPFI ± 1×, BPFI ± 2×, BPFI ± 3×, зөөгч давтамжийн эргэн тойронд тэгш хэмтэй байрласан.
- Диагностикийн утга: энэхүү жигд 1× талын бүлэг нь дотоод өнхрөх замын гэмтлийн хувьд бараг онцгой шинж тэмдэг юм — мөн энэ нь BPFI-г BSF гэмтлийн FTF зайтай талын бүлгээс ялгадаг гол зүйл юм.
4. Чичиргээний шинж чанар
Типик спектрийн үзэмж
- Төвийн оргил BPFI давтамж дээр.
- Талын бүлэг BPFI ± n×(1×) дээрх оргилууд.
- Гармоник бүлгүүд 2×BPFI болон 3×BPFI дээр, тус бүр өөрийн ±1× талын бүлгүүдийг агуулна.
- Дүрслэл: “цагираган хаалга” эсвэл жигд зайтай оргилуудын шүд.
Яагаад envelope спектр шийдвэрлэх чухал вэ
Дотоод өнхрөх замын цохилтууд нь BPFI дээр шууд энергиэ хуримтлуулахын оронд өндөр давтамжтай холхивчийн резонансыг өдөөдөг тул агуу FFT анхны үе шатанд энгийн харагдаж болно. Бүрхүүлт дохионы шинжилгээ тэдгээр резонансын цохилтуудыг демодуляци хийдэг бөгөөд үүссэн Envelope спектр дээр BPFI оргил давамгайлж, 1× талын бүлгүүд онцгой тодорхой харагдана — ихэвчлэн стандарт спектр ямар нэгэн зүйл харуулахаас өмнө хэдэн сарын өмнө. Гэмтэл өсөх тусам envelope далайц огцом өснө.
5. Илрүүлэлт, оношлогоо, ажлын байрны туршлага
Найдвартай таних дараалал
- BPFI-г тооцоолох холхивчийн загварын дугаар эсвэл геометрээс.
- Спектрийг хайх тооцоолсон давтамж дээрх оргилыг хайх, ойролцоогоор ±5% талбайг зөвшөөрнө.
- ±1× талын бүлгүүдийг баталгаажуулах — гол баталгаажуулах шинж чанар.
- Гармоникуудыг шалгах (2×BPFI, 3×BPFI) өөрсдийн талын бүлгүүдийн хувьд.
- Далайцыг үнэлэх суурь утга эсвэл эрчмийн зөвлөмжтэй харьцуулах.
- Баталгаажуулах: BPFI болон 1× талын бүлгүүд нь дотоод өнхрөх замын гэмтэл юм.
Ажлын байранд ижил ажиллагаа нь хөдөлгөөнт хоёр сувкт хэрэгсэл дээр явагдана. Аналитик холхивчийн их бие дээр акселерометр суурилуулж, ажиллах хурданд өндөр давтамжтай чичиргээг барьж, envelope-г ажлын байран дээр шалгах боломжтой — энэ төрлийн хэмжих ажиллагаа Balanset-1A зориулагдсан бөгөөд ротор тэнцвэржүүлэх үүргээс гадна ажлын байрны чичиргээний анализатор болж ажиллана.
BPFI ба BPFO-г харьцуулах
| Онцлог | BPFI (дотор цагираг) | BPFO (гадна цагираг) |
|---|---|---|
| Давтамж | Өндөр (5–7× голын хурд) | Бага (3–5× голын хурд) |
| Хажуугийн зурвасууд | Бараг үргэлж илэрдэг (±1×) | Илэрч ч болно, илрэхгүй ч байж болно |
| Талын бүлгийн загвар | Маш тогтмол, зай нь тодорхой | Хэрэв байгаа бол бага жигд |
| Илрэх байдал | Бага тохиолддог (эвдрэлүүдийн ~25%) | Хамгийн түгээмэл (эвдрэлүүдийн ~40%) |
6. Өөрчлөлт, эрчим, үлдсэн хугацаа
Гэмтлийн хөгжлийн үе шатууд
- Эхлэл: микро хагарал эсвэл нүх үүснэ; өнөөдөр илрээгүй.
- Эхний шинжтэй: жижиг BPFI оргил envelope спектр дээр гарч ирнэ (≈ 0.1–0.5 g).
- Эрт үе: тодорхой BPFI оргил нэг эсвэл хоёр гармоник болон талын бүлгүүдтэй (≈ 0.5–2 g).
- Дунд зэрэг: олон гармоник, онцгой талын бүлгүүд, шалгалтаар хуулралт харагдана (≈ 2–10 g).
- Ахисан: маш өндөр далайц, олон гармоник, дуу чимээний түвшин өснө (> 10 g).
- Хүнд: өргөн зурвасын дуу чимээ давамгайлж, тусдаа оргилууд унтарч, ноцтой эвдрэл ойрхон байна.
Үлдсэн хугацааны зөвлөмж
- Эхлэлээс эрт: ихэвчлэн 6–18 сар үлдэнэ.
- Эртээс дунд зэрэг: 3–6 сар.
- Дунд зэрэгээс нарийн: 1–3 сар.
- Дархлаа суларсан хүнд хэлбэр: өдөрөөс долоо хоногоор.
- Анхааруулга: бодит хугацаа нь ачаалал, хурд, тосолгоо, холхивчийн хэмжээснээс хамаарна — тоонууд нь зөвхөн чиглүүлэгч, баталгаа биш бөгөөд аливаа албан ёсны үлдсэн ашигтай ажиллагааны хугацаа тооцоололд нөлөөлнө.
7. Шалтгаанууд болон засварын арга хэмжүүд
Дотоод өнхрөх замын гэмтлийн түгээмэл шалтгаанууд
- Ядаргаа: давтамжтай ачааллаас үүдэлтэй гүнзгий ядаргааны гэмтэл, амьдралын мөчлөгийн төгсгөлийн классик механизм.
- Буруу суурилуулалт: суурилуулалтын гэмтэл, жишээлбэл дотоод өнхрөх замыг цохилгоор шахаж суурилуулах.
- Голын гэмтэл: галзуурах эсвэл ховилтой голын суурь нь ядаргааны гэмтэл үүсгэх.
- Хэт их шахалттай суулгалт: хэт шахаж суурилуулах нь цагирагны хүчийг нэмэгдүүлнэ.
- Тэнхлэгийн зөрүү: жиг биш ачаалал нь ядаргааг хурдасгана.
- Бохирдол: хатуу бөөмс өнхрөх замыг ховилдуулах.
- Тосолгооны алдагдал: хангалтгүй тосны бүрхүүл нь гадаргуугийн гэмтэл болон ховхролт.
Хариу үйлдэл болон солих төлөвлөгөө
илрүүлэхэд хяналтын давтамжийг нэмэгдүүл (сар бүр → долоо хоног бүр → өдөр бүр эрчим нэмэгдэх тусам), дараагийн тохиромжтой зогсолтын үед солихыг төлөвлө, үлдсэн амьдралын хугацааг урьдчилан таамаглахын тулд далайцыг хяна. Хурдасгах критик хурднууд зогсох нь гэмтлийг хурдасгах болно. Солихыг төлөвлөхдөө зөв загварын холхивчийг захиал, голыг шалга (хүнд дотоод өнхрөх замын гэмтэл нь суурийг ховилдуулж болно), солих нь ижил аргаар гэмтэхгүй байхын тулд шалтгааныг шинжлэх. Дисциплинтэй байдал хяналт хөтөлбөрт багтааснаар BPFI-ийн илрүүлэлт нь холхивчийн найдвартай байдлын суурь болно — 1× хажуугийн бүс бүхий онцгой өндөр давтамжийн оргил нь гол, их биед хоёрдогч гэмтэл үүсэхээс сэргийлэх цаг алдалгүй, тодорхой анхааруулга өгнө.
