Memahami Getaran Teruja Diri
1. Definisi: Apakah Getaran Teruja Sendiri?
Getaran Teruja Diri (juga dikenali sebagai getaran yang disebabkan sendiri atau tidak stabil) ialah jenis getaran yang sangat berbahaya di mana gerakan sistem mendorong daya yang, seterusnya, mengekalkan atau menguatkan gerakan tersebut. Ini mewujudkan gelung maklum balas di mana getaran boleh berkembang dalam amplitud, kadangkala ke tahap bencana, tanpa sebarang peningkatan yang sepadan dalam kekerapan memaksa luaran.
Ini pada asasnya berbeza daripada getaran paksa, seperti ketidakseimbangan atau salah jajaran, di mana getaran adalah tindak balas langsung kepada input berkala tertentu (frekuensi memaksa). Dalam sistem yang teruja sendiri, getaran mencipta daya penggeraknya sendiri.
2. Mekanisme Gelung Maklum Balas
Mekanisme getaran teruja diri boleh diringkaskan seperti berikut:
- Sistem (cth, pemutar dalam galas) sedang bergerak.
- Gangguan kecil dan rawak menyebabkan sedikit anjakan atau perubahan dalam halaju.
- Perubahan dalam gerakan ini mengubah daya yang bertindak ke atas sistem (cth, tekanan bendalir dalam galas atau daya pemotongan alat).
- Secara kritikal, daya yang diubah ini bertindak dengan cara yang *menambah tenaga* pada sistem, menolak komponen lebih jauh ke arah yang telah dituju.
- Pergerakan yang meningkat ini menghasilkan daya yang lebih besar, yang menambahkan lebih banyak tenaga, dan sebagainya.
Gelung maklum balas ini menyebabkan getaran berkembang sehingga ia sama ada dihadkan oleh bukan linear dalam sistem (seperti memukul hentian keras) atau ia membawa kepada kegagalan.
3. Contoh Biasa Getaran Keterujaan Diri
Beberapa fenomena terkenal dalam diagnostik jentera ialah contoh klasik getaran teruja diri:
- Pusaran Minyak dan Pukul Minyak: Contoh yang paling biasa dalam mesin berputar. Dalam galas jurnal filem cecair, aci berputar mencipta baji minyak. Gangguan boleh menyebabkan baji minyak itu sendiri mula berputar (berpusing) di sekeliling galas. Tekanan dari baji berputar ini menolak aci, yang menambahkan lebih banyak tenaga kepada pusaran. Getaran yang terhasil bukan pada kelajuan larian, tetapi pada frekuensi subsynchronous (biasanya 0.42-0.48X kelajuan berlari).
- Sembang dalam Pemesinan: Dalam pemotongan logam (lathing atau pengilangan), chatter berlaku apabila alat pemotong mula bergetar. Getaran ini menyebabkan ketebalan cip yang dipotong berbeza-beza. Ketebalan cip yang berbeza-beza, seterusnya, menyebabkan turun naik dalam daya pemotongan, dan daya turun naik ini boleh mengepam semula tenaga ke dalam getaran alat, menyebabkan ia berkembang menjadi perbualan yang ganas.
- Flutter Aerodinamik: Getaran sayap kapal terbang di mana gerakan membengkok dan memutar sayap mengubah profil aerodinamiknya. Perubahan dalam profil ini mengubah tekanan udara dengan cara yang menambah tenaga kepada gerakan sayap, yang membawa kepada kegagalan bencana jika tidak dikawal.
- Gosok pemutar: Keadaan di mana pemutar membuat sentuhan dengan bahagian pegun. Geseran daripada gosok boleh memanaskan pemutar, menyebabkan ia tunduk. Tundukan ini meningkatkan daya gosokan, yang meningkatkan haba dan haluan, mewujudkan gelung maklum balas yang boleh menyebabkan sawan.
4. Ciri-ciri Utama dan Diagnosis
Getaran yang teruja sendiri selalunya mempunyai ciri-ciri tersendiri dalam FFT spectrum:
- Frekuensi Bukan Segerak: Getaran biasanya bukan gandaan integer atau harmonik kelajuan larian. Ia sering berlaku pada a sub-synchronous kekerapan.
- Ketidakstabilan: Amplitud boleh menjadi sangat tidak stabil dan boleh berkembang pesat dengan perubahan kecil dalam keadaan operasi (kelajuan, suhu, beban).
- Permulaan Mengejut: Getaran mungkin tidak hadir sama sekali sehingga mesin melepasi kelajuan atau ambang beban tertentu, di mana ia boleh muncul secara tiba-tiba dan dengan amplitud yang tinggi.
Mendiagnosis getaran teruja sendiri melibatkan mengenal pasti puncak bukan segerak ciri ini dan memahami mekanisme fizikal yang boleh menyebabkan ketidakstabilan sedemikian dalam mesin tertentu.