Memahami Kekerapan dalam Analisis Getaran
Definisi: Apakah Kekerapan Getaran?
Kekerapan ialah ukuran kekerapan kejadian berulang berlaku dalam unit masa tertentu. Dalam analisis getaran, ia mengukur "berapa cepat" objek berayun atau bergetar. Ia adalah satu-satunya parameter yang paling penting untuk mendiagnosis punca masalah jentera. Walaupun amplitud memberitahu kami *keterukan* getaran, frekuensi memberitahu kami *sumber*.
Kuasa Diagnostik Kekerapan
Prinsip teras diagnostik getaran ialah komponen mekanikal dan elektrik yang berbeza menghasilkan getaran pada frekuensi tertentu yang boleh diramal apabila ia mula gagal. Dengan mengenal pasti frekuensi yang terdapat dalam tandatangan getaran mesin, penganalisis boleh menentukan dengan tepat komponen yang menyebabkan masalah. Ini adalah sama dengan cara doktor menggunakan stetoskop untuk mendengar bunyi tertentu yang menunjukkan keadaan perubatan yang berbeza.
Setiap kerosakan berpotensi mempunyai tandatangan frekuensi ciri:
- Isu dengan keseluruhan pemasangan berputar, seperti ketidakseimbangan, akan muncul pada kekerapan putaran aci (1x kelajuan larian).
- Isu yang berkaitan dengan penjajaran antara dua aci, seperti salah jajaran, biasanya akan muncul pada dua kali kelajuan larian (2x).
- Kecacatan pada elemen bergolek galas akan menjana frekuensi berdasarkan geometri yang tepat dan kelajuan aci.
- Masalah dengan gear akan mencipta isyarat pada Kekerapan Gear Mesh (GMF), iaitu bilangan gigi yang didarab dengan kelajuan gear.
Unit Kekerapan
Kekerapan dinyatakan dalam beberapa unit berbeza, dan penting untuk membiasakan diri dengan kesemuanya:
1. Hertz (Hz)
Ini ialah unit antarabangsa (SI) piawai untuk kekerapan. Satu Hertz adalah sama dengan satu kitaran sesaat. Ini adalah unit yang paling biasa digunakan dalam konteks teknikal dan saintifik.
2. Kitaran Per Minit (CPM)
CPM digunakan secara meluas dalam penyelenggaraan industri kerana ia berkaitan terus dengan kelajuan putaran jentera, yang biasanya diukur dalam Revolusi Per Minit (RPM). Memandangkan satu minit mempunyai 60 saat, penukaran adalah mudah:
CPM = Hz × 60
Contohnya, getaran pada 30 Hz bersamaan dengan 1,800 CPM.
3. Pesanan
Pesanan ialah gandaan kelajuan larian utama mesin. Kelajuan larian itu sendiri adalah pesanan pertama. Getaran pada dua kali kelajuan larian ialah urutan ke-2, tiga kali ialah urutan ke-3, dan seterusnya. Ini amat berguna untuk menganalisis mesin yang menukar kelajuan, kerana pesanan akan kekal malar walaupun kekerapan mutlak dalam Hz atau CPM berubah. Contohnya, ketidakseimbangan akan sentiasa berada pada urutan pertama, tanpa mengira kelajuan mesin.
Bagaimanakah Kekerapan Ditentukan?
Frekuensi yang terdapat dalam isyarat getaran dikenal pasti menggunakan a Transformasi Fourier Pantas (FFT). Accelerometer mengumpul isyarat bentuk gelombang masa mentah, dan algoritma FFT memproses isyarat ini untuk mencipta spektrum frekuensi. Spektrum ini ialah graf yang memaparkan dengan jelas semua frekuensi individu yang membentuk getaran kompleks, membolehkan penganalisis mengenal pasti puncak dan memadankannya dengan sumber kerosakan yang berpotensi.
Hubungan Antara Kekerapan, Halaju dan Pecutan
Untuk tahap tenaga getaran tertentu, amplitud sesaran, halaju, dan pecutan sangat bergantung pada frekuensi. Inilah sebabnya mengapa unit ukuran yang berbeza diutamakan untuk julat frekuensi yang berbeza:
- Frekuensi Rendah: Anjakan adalah paling tinggi.
- Frekuensi Pertengahan: Halaju paling tinggi.
- Frekuensi Tinggi: Pecutan paling tinggi.
Memahami kekerapan ialah kunci yang membuka kunci potensi diagnostik analisis getaran, mengubah data mentah menjadi maklumat penyelenggaraan yang boleh diambil tindakan.