व्हेरिएबल-स्पीड मशीनसाठी ऑर्डर ॲनालिसिस समजून घेणे
ऑर्डर विश्लेषण हे एक विशेष कंपन विश्लेषण तंत्र आहे जे एकाच, स्थिर वेगाने न चालणाऱ्या मशीनसाठी तयार केले आहे. Hz किंवा CPM मध्ये निश्चित फ्रिक्वेन्सी अक्षाच्या तुलनेत ॲम्प्लिट्यूड आलेखित करण्याऐवजी, ते ॲम्प्लिट्यूड याच्या तुलनेत आलेखित करते ऑर्डर्स — शाफ्टच्या तात्कालिक चे गुणक running speed. 1ली ऑर्डर ही नेमकी 1× (रनिंग स्पीड) वरील व्हायब्रेशन असते, 2री ऑर्डर ही त्या वेगाच्या 2× असते, आणि असेच पुढे. विश्लेषण घड्याळाशी न बांधता शाफ्टशीच बांधल्यामुळे, मशीन कशीही गती घेत असो वा थांबत असो, ऑर्डर ॲनालिसिस वेगाशी संबंधित घटक स्पष्ट ठेवते.
1. व्याख्या: ऑर्डर म्हणजे काय?
एक ऑर्डर ही मूलभूत रोटेशनल स्पीडची हार्मोनिक आहे. अनेक मशीन दोष शाफ्ट स्पीडच्या पूर्णांक गुणकांवर व्हायब्रेशन उत्तेजित करत असल्यामुळे, स्पेक्ट्रम ऑर्डरमध्ये व्यक्त केल्याने प्रत्येक पीक थेट एका भौतिक कारणाशी जोडली जाते. 1ली ऑर्डर जवळजवळ नेहमीच वाहून नेते unbalance; 2री ऑर्डर हे याचे एक उत्कृष्ट चिन्ह आहे misalignment आणि काही लूजनेस परिस्थिती; उच्च पूर्णांक ऑर्डर याच्याशी संबंधित असतात गिअर मेश, vane किंवा ब्लेड-पास रोटरवरील घटकांच्या संख्येशी निगडित घटना. पूर्णांक नसलेल्या (अपूर्णांक) ऑर्डर हे दर्शवतात उप-समकालिक ऑइल व्हर्ल किंवा बेल्ट दोष यांसारख्या घटना. थोडक्यात, ऑर्डर अक्ष हा रोटरसोबत प्रवास करणारा एक डायग्नोस्टिक नकाशा आहे.
2. व्हेरिएबल-स्पीड मशीनवर स्टँडर्ड FFT का अपयशी ठरते
एक पारंपरिक — कंपनाला त्याच्या घटक वारंवारता मध्ये विभाजित करण्यासाठी याच्या निश्चित विंडोवर व्हायब्रेशन सॅम्पल करते वेळ आणि त्या विंडोसाठी गती स्थिर आहे असे गृहीत धरते. स्थिर-गती मशीनवर हे योग्य ठरते. परंतु डेटा गोळा होत असताना जर शाफ्टची गती वाढली किंवा कमी झाली, तर प्रत्येक गती-संबंधित घटक कॅप्चरदरम्यान स्पेक्ट्रमवर सरकत राहतो. त्याची ऊर्जा अनेक लगतच्या फ्रिक्वेन्सी बिन्समध्ये पसरली जाते, ज्यामुळे स्वच्छ रेषेऐवजी एक रुंद, सखल, अस्पष्ट कुबड तयार होते. स्पेक्ट्रमवर उठून दिसायला हवा असलेला 1× unbalance शिखर सपाट होऊन गोंगाटात विरून जाऊ शकतो — अचूकपणे वाचणे अशक्य आणि यासाठी निरुपयोगी ट्रेंडिंग. हेच पसरण्याचे तंत्र यामागेदेखील कार्यरत असते वर्णक्रमीय रिसाव, जे बदलत्या RPM मुळे वाढते. Order analysis याला निष्प्रभ करण्यासाठीच विशेषतः विकसित करण्यात आले.
3. उपाय: Order Tracking
सक्षम करणारी तंत्रज्ञता आहे ऑर्डर ट्रॅकिंग, आणि ते दुसऱ्या एका इनपुटवर अवलंबून असते: tachometer (किंवा “tacho”) जो शाफ्टमधून प्रति-आवर्तन एक पल्स देतो. विश्लेषक या पल्स ट्रेनला — त्याच्या अंतर्गत क्रिस्टल घड्याळाला नव्हे — टाइम बेस म्हणून वापरतो. ठरावीक कालांतराने (उदा. दर मिलिसेकंदाला) नमुने घेण्याऐवजी, तो ठरावीक कोनीय अंतराने नमुने घेतो (उदाहरणार्थ, आवर्तनाच्या प्रत्येक अंशावर). हे यानावे ओळखले जाते angle domain मध्ये पुनर्नमुनाकरण (resampling).
दोन पद्धती सामान्य आहेत. हार्डवेअर (सिंक्रोनस) सॅम्पलिंग tacho पल्सच्या phase-locked पटीतून थेट analogue-to-digital converter चालवते, त्यामुळे प्रत्येक आवर्तन नेहमी समान संख्येने नमुने देते. संगणित (सॉफ्टवेअर) ऑर्डर ट्रॅकिंग उच्च ठरावीक दराने नमुने घेते, नंतर नोंदवलेल्या tacho टायमिंगचा वापर करून रेकॉर्डचे डिजिटली समान-अंश पायऱ्यांवर पुनर्इंटरपोलेशन करते. कोणत्याही प्रकारे, परिणामी रूपांतर Hz मध्ये नव्हे तर orders मध्ये व्यक्त होते. मशीनची गती बदलली तरी, 1× रेषा उंच, अरुंद शिखर म्हणून 1st-order बिनमध्ये स्थिर राहते — पसरणे नाहीसे होते. tacho हे एक देखील पुरवते phase संदर्भ, ज्यामुळे विश्लेषकाला हे तयार करता येते बोडे and नायक्विस्ट रन-अप दरम्यान प्लॉट तयार करू देते.
मुख्य कल्पना: order analysis डेटा संपादनाला शाफ्टशी लॉक करते कोन ऐवजी वेळवर लॉक करते, त्यामुळे गती-सिंक्रोनस कंपन प्रत्येक RPM वर तीव्र राहते.
4. मुख्य अनुप्रयोग
जिथे जिथे गती स्थिर नसते तिथे Order analysis अपरिहार्य असते:
- वाहन आणि इंजिन चाचणी: संपूर्ण RPM स्वीपमध्ये इंजिन, ट्रान्समिशन आणि ड्राइव्हलाइन कंपनाचे पृथक्करण करणे.
- वारा टर्बाइन्स: रोटरची गती वाऱ्याचा सतत मागोवा घेते, त्यामुळे स्थिर-फ्रिक्वेन्सी दृश्य निरर्थक ठरते — order analysis आवश्यक आहे.
- Run-up आणि coast-down विश्लेषण: मशीन सुरू होताना किंवा थांबताना कंपन कॅप्चर करणे हा हे शोधण्याचा एक प्रभावी मार्ग आहे महत्वपूर्ण गती and अनुनाद; order tracking परिणामी हे स्थिर ठेवते मंदावून थांबण्याचा टप्पा प्लॉट स्वच्छ आणि वाचनीय ठेवते.
- Reciprocating यंत्रसामग्री: compressors आणि engines ज्यांची तात्कालिक गती प्रत्येक चक्रात चढउतार करते.
- जड आणि फिरती यंत्रसामग्री: माती-हालविणारी उपकरणे, खाणकाम वाहने आणि इतर variable-speed drives.
5. Order Analysis डेटा कसा दर्शविला जातो
परिणाम अनेक पूरक स्वरूपांत पाहिले जातात:
- ऑर्डर स्पेक्ट्रम: amplitude विरुद्ध orders — मानक FFT प्रमाणेच, परंतु x-axis वर orders सह.
- वॉटरफॉल or कॅस्केड प्लॉट: order spectra चा एकावर एक रचलेला 3-D संच, जो गती बदलल्यावर प्रत्येक order ची amplitude कशी विकसित होते हे दर्शवतो.
- Bode प्लॉट: एका ट्रॅक केलेल्या order ची (सहसा 1× किंवा 2×) amplitude आणि phase मशीनच्या गतीविरुद्ध आलेखित केली जाते, जी run-up/coast-down चाचणीचा कणा आहे.
- Campbell आरेख: सिस्टमच्या natural frequencies वर overlay केलेल्या order रेषा, त्यामुळे जिथे order रेषा natural-frequency रेषेला छेदते तिथे resonance दिसून येते.
A ट्रॅकिंग फिल्टर trim कामासाठी real time मध्ये एकच order वेगळा करू शकते, आणि एक Campbell आरेख कॅल्क्युलेटर चाचणीपूर्वी ते छेद कुठे होतील याचा अंदाज वर्तविण्यास मदत करते.
6. प्रत्यक्ष क्षेत्रीय कामात Order Analysis
शॉप फ्लोरवर, स्थिर वेग न राखणाऱ्या मशीनवरील बॅलन्सिंगसाठी ऑर्डर अॅनालिसिस आधारभूत ठरते. खालीलप्रमाणे पोर्टेबल दोन-चॅनेल उपकरण Balanset-1A व्हायब्रेशन डेटा शाफ्ट कोनाशी लॉक करण्यासाठी आपला ऑप्टिकल लेझर टॅकोमीटर वापरते, त्यामुळे ते मोजत असलेला 1× अनबॅलन्स घटक खालीलसाठी क्षेत्र संतुलन लोडखाली ज्याचा RPM बदलतो अशा फॅन किंवा पंपवरही स्वच्छ राहतो. हाच टॅको-संदर्भित दृष्टिकोन अॅनालायझरला वेग-समकालिक 1× पीक स्थिर-वारंवारता गोंगाटापासून, उदा. खालीलप्रमाणे, वेगळा करू देतो बेअरिंग दोष वारंवारता, ज्यामुळे हेवी स्पॉटचे विश्वसनीय वाचन मिळते. प्रत्यक्षात, ऑर्डर अॅनालिसिसच परिवर्ती-वेग मशीनमधील व्हायब्रेशन डेटाचे रूपांतर अभियंत्याला कृती करता येईल अशा माहितीत करते — विविध वेगांच्या श्रेणीवर चालणाऱ्या कोणत्याही रोटरच्या आरोग्याचे अचूक निदान करते.
