Analisis Getaran & Diagnosis Kerosakan Jentera | Balanset Analisis Getaran & Diagnosis Kerosakan Jentera | Balanset
Panduan Analisis Getaran untuk Pemula dengan Penganalisis Getaran Balanset-1A

Analisis Getaran dengan Balanset-1A: Panduan Pemula untuk Diagnostik Spektrum

Pengenalan: Daripada Pengimbangan kepada Diagnostik — Membuka Potensi Penuh Penganalisis Getaran Anda

Peranti Balanset-1A dikenali terutamanya sebagai alat yang berkesan untuk pengimbangan dinamik. Walau bagaimanapun, keupayaannya melampaui itu, menjadikannya penganalisis getaran yang berkuasa dan boleh diakses. Dilengkapi dengan penderia dan perisian sensitif untuk analisis spektrum Fast Fourier Transform (FFT), Balanset-1A ialah instrumen yang sangat baik untuk analisis getaran komprehensif. Panduan ini merapatkan jurang yang ditinggalkan oleh manual rasmi, menerangkan perkara yang didedahkan oleh data getaran tentang kesihatan mesin.

Panduan ini disusun secara berurutan untuk membawa anda daripada asas kepada aplikasi praktikal:

  • Bahagian 1 akan meletakkan asas teori, menerangkan dengan mudah dan jelas apa itu getaran, cara analisis spektrum (FFT) berfungsi dan parameter spektrum apa yang penting untuk pakar diagnostik.
  • Bahagian 2 akan memberikan arahan langkah demi langkah untuk mendapatkan spektrum getaran berkualiti tinggi dan boleh dipercayai menggunakan peranti Balanset-1A dalam pelbagai mod, memfokuskan pada nuansa praktikal yang tidak diterangkan dalam arahan standard.
  • Bahagian 3 adalah teras artikel. Di sini, "cap jari" — tanda spektrum ciri bagi kerosakan yang paling biasa: ketidakseimbangan, salah jajaran, kelonggaran mekanikal dan kecacatan galas — akan dianalisis dengan teliti.
  • Bahagian 4 akan mengintegrasikan pengetahuan yang diperoleh ke dalam sistem bersatu, menawarkan cadangan praktikal untuk melaksanakan pemantauan dan algoritma membuat keputusan yang mudah.

Dengan menguasai bahan dalam artikel ini, anda akan dapat menggunakan Balanset-1A bukan sahaja sebagai peranti pengimbang tetapi juga sebagai kompleks diagnostik peringkat permulaan yang lengkap, membolehkan anda mengenal pasti masalah lebih awal, mencegah kemalangan yang mahal, dan meningkatkan kebolehpercayaan peralatan pengendalian anda dengan ketara.

Bahagian 1: Asas Getaran dan Analisis Spektrum (FFT)

1.1. Apakah Getaran dan Mengapa Ia Penting?

Sebarang peralatan berputar, sama ada pam, kipas atau motor elektrik, mencipta getaran semasa operasi. Getaran ialah ayunan mekanikal mesin atau bahagian individunya berbanding kedudukan keseimbangannya. Dalam keadaan ideal dan berfungsi sepenuhnya, mesin menghasilkan tahap getaran yang rendah dan stabil — ini adalah "bunyi operasi" biasa. Walau bagaimanapun, apabila kecacatan timbul dan berkembang, latar belakang getaran ini mula berubah.

Getaran ialah tindak balas struktur mekanisme kepada daya penguja kitaran. Sumber daya ini boleh menjadi sangat pelbagai:

  • Daya emparan akibat ketidakseimbangan rotor: Timbul daripada pengagihan jisim yang tidak sekata berbanding paksi putaran. Ini adalah apa yang dipanggil "titik berat," yang, semasa putaran, mencipta daya yang dihantar ke galas dan selongsong mesin.
  • Daya yang dikaitkan dengan ketidaktepatan geometri: Salah jajaran aci berganding, bengkok aci, ralat dalam profil gigi gear kotak gear — semua ini mewujudkan daya kitaran yang menyebabkan getaran.
  • Daya aerodinamik dan hidrodinamik: Berlaku semasa putaran pendesak dalam kipas, pengekstrak asap, pam dan turbin.
  • Daya elektromagnet: Ciri motor elektrik dan penjana dan boleh disebabkan, sebagai contoh, oleh penggulungan asimetri atau kehadiran selekoh terpintas.

Setiap sumber ini mencipta getaran dengan ciri unik. Inilah sebabnya mengapa analisis getaran adalah alat diagnostik yang berkuasa. Dengan mengukur dan menganalisis getaran, kita bukan sahaja boleh mengatakan bahawa "mesin bergetar dengan kuat" tetapi juga, dengan tahap kebarangkalian yang tinggi, menentukan punca. Keupayaan diagnostik lanjutan ini penting untuk sebarang program penyelenggaraan moden.

1.2. Dari Isyarat Masa ke Spektrum: Penjelasan Mudah FFT

Sensor getaran (accelerometer), dipasang pada perumah galas, menukarkan ayunan mekanikal kepada isyarat elektrik. Jika isyarat ini dipaparkan pada skrin sebagai fungsi masa, kita mendapat isyarat masa atau bentuk gelombang. Graf ini menunjukkan bagaimana amplitud getaran berubah pada setiap saat dalam masa.

Untuk kes mudah, seperti ketidakseimbangan tulen, isyarat masa akan kelihatan seperti sinusoid licin. Walau bagaimanapun, pada hakikatnya, mesin hampir selalu digerakkan oleh beberapa daya menarik secara serentak. Akibatnya, isyarat masa adalah lengkung yang kompleks dan kelihatan huru-hara, yang mana hampir mustahil untuk mengekstrak maklumat diagnostik yang berguna.

Di sinilah alat matematik datang untuk menyelamatkan - Transformasi Fourier Pantas (FFT). Ia boleh dibayangkan sebagai prisma ajaib untuk isyarat getaran.

Bayangkan bahawa isyarat masa yang kompleks ialah pancaran cahaya putih. Ia seolah-olah bersatu dan tidak dapat dibezakan kepada kita. Tetapi apabila rasuk ini melalui prisma kaca, ia terurai kepada warna konstituennya - merah, oren, kuning, dan sebagainya, membentuk pelangi. FFT melakukan perkara yang sama dengan isyarat getaran: ia mengambil lengkung kompleks dari domain masa dan menguraikannya kepada komponen sinusoidal ringkas, setiap satunya mempunyai frekuensi dan amplitud sendiri.

Hasil transformasi ini dipaparkan pada graf yang dipanggil spektrum getaran. Spektrum ialah alat kerja utama bagi sesiapa yang melakukan analisis getaran. Ia membolehkan anda melihat apa yang tersembunyi dalam isyarat masa: apakah getaran "tulen" yang membentuk bunyi keseluruhan mesin.

Demonstrasi FFT Interaktif

Isyarat Domain Masa
Spektrum Kekerapan (FFT)

1.3. Parameter Spektrum Utama untuk Difahami

Spektrum getaran yang anda akan lihat pada skrin Balanset-1A dalam mod "Vibrometer" atau "Carta" mempunyai dua paksi, pemahaman yang sangat diperlukan untuk diagnostik.

Paksi Mendatar (X): Kekerapan

Paksi ini menunjukkan kekerapan ayunan berlaku dan diukur dalam Hertz (Hz). 1 Hz ialah satu ayunan lengkap sesaat. Kekerapan secara langsung berkaitan dengan sumber getaran. Pelbagai komponen mekanikal dan elektrik mesin menghasilkan getaran pada ciri-cirinya, frekuensi yang boleh diramal. Mengetahui kekerapan puncak getaran tinggi diperhatikan, kita boleh mengenal pasti punca - unit atau kecacatan tertentu.

Kekerapan putaran (1x): Ini adalah frekuensi paling penting dalam semua diagnostik getaran. Ia sepadan dengan kelajuan putaran aci mesin. Contohnya, jika aci motor berputar pada 3000 putaran seminit (rpm), kekerapan putarannya ialah: f = 3000 rpm / 60 s/min = 50 Hz. Kekerapan ini dilambangkan sebagai 1x. Ia berfungsi sebagai titik rujukan untuk mengenal pasti banyak kecacatan lain.

Paksi Menegak (Y): Amplitud

Paksi ini menunjukkan keamatan atau kekuatan getaran pada setiap frekuensi tertentu. Dalam peranti Balanset-1A, amplitud diukur dalam milimeter sesaat (mm/s), yang sepadan dengan nilai purata kuasa dua akar (RMS) bagi halaju getaran. Semakin tinggi puncak dalam spektrum, semakin banyak tenaga getaran tertumpu pada frekuensi itu, dan, sebagai peraturan, semakin serius kecacatan yang berkaitan.

Harmonik

Harmonik ialah frekuensi yang merupakan gandaan integer bagi frekuensi asas. Selalunya, frekuensi asas ialah frekuensi putaran 1x. Oleh itu, harmoniknya ialah: 2x (harmonik kedua) = 2x1x, 3x (harmonik ketiga) = 3x1x, 4x (harmonik keempat) = 4x1x, dan seterusnya. Kehadiran dan ketinggian relatif harmonik membawa maklumat diagnostik yang penting. Sebagai contoh, ketidakseimbangan tulen nyata terutamanya pada 1x dengan harmonik yang sangat rendah. Walau bagaimanapun, kelonggaran mekanikal atau salah jajaran aci menjana keseluruhan "hutan" harmonik tinggi (2x, 3x, 4x,...). Dengan menganalisis nisbah amplitud antara 1x dan harmoniknya, pelbagai jenis kerosakan boleh dibezakan.

Bahagian 2: Mendapatkan Spektrum Getaran Menggunakan Balanset-1A

Kualiti diagnostik secara langsung bergantung pada kualiti data awal. Pengukuran yang salah boleh membawa kepada kesimpulan yang salah, pembaikan yang tidak perlu, atau, sebaliknya, kehilangan kecacatan yang sedang berkembang. Bahagian ini menyediakan panduan praktikal untuk mengumpul data yang tepat dan boleh berulang menggunakan peranti anda.

2.1. Persediaan untuk Pengukuran: Kunci kepada Data Tepat

Sebelum menyambungkan kabel dan melancarkan program, perhatian yang teliti mesti diberikan kepada pemasangan penderia yang betul. Ini adalah peringkat yang paling penting, menentukan kebolehpercayaan semua analisis seterusnya.

Kaedah Pemasangan: Balanset-1A dilengkapi dengan pangkalan sensor magnetik. Ini adalah kaedah pemasangan yang mudah dan cepat, tetapi untuk keberkesanannya, beberapa peraturan mesti dipatuhi. Permukaan pada titik pengukuran mestilah:

  • Bersih: Keluarkan kotoran, karat dan cat yang mengelupas.
  • Flat: Penderia mesti terletak rata dengan seluruh permukaan magnet. Jangan pasangkannya pada permukaan bulat atau kepala bolt.
  • besar-besaran: Titik pengukuran hendaklah sebahagian daripada struktur galas beban mesin (cth, perumah galas), bukan penutup pelindung nipis atau sirip penyejuk.

Untuk pemantauan pegun atau untuk mencapai ketepatan maksimum pada frekuensi tinggi, adalah disyorkan untuk menggunakan sambungan berulir (stud) jika reka bentuk mesin membenarkan.

lokasi: Daya yang timbul semasa operasi rotor dihantar ke selongsong mesin melalui galas. Oleh itu, tempat terbaik untuk memasang sensor ialah perumah galas. Cuba letakkan sensor sedekat mungkin dengan galas untuk mengukur getaran dengan herotan yang minimum.

Arah Pengukuran: Getaran adalah proses tiga dimensi. Untuk gambaran lengkap keadaan mesin, pengukuran hendaklah diambil dalam tiga arah:

  • Jejari mendatar (H): Serenjang dengan paksi aci, dalam satah mendatar.
  • Jejari menegak (V): Serenjang dengan paksi aci, dalam satah menegak.
  • paksi (A): Selari dengan paksi aci.

Sebagai peraturan, kekakuan struktur dalam arah mendatar adalah lebih rendah daripada dalam menegak, jadi amplitud getaran dalam arah mendatar selalunya paling tinggi. Inilah sebabnya mengapa arah mendatar sering dipilih untuk penilaian awal. Walau bagaimanapun, getaran paksi membawa maklumat unik, sangat penting untuk mendiagnosis kecacatan seperti salah jajaran aci.

Balanset-1A ialah peranti dua saluran, yang dipertimbangkan terutamanya dalam manual dari perspektif pengimbangan dua satah. Walau bagaimanapun, untuk diagnostik, ini membuka kemungkinan yang lebih luas. Daripada mengukur getaran pada dua galas yang berbeza, kedua-dua sensor boleh disambungkan kepada unit galas yang sama, tetapi dalam arah yang berbeza. Sebagai contoh, saluran sensor 1 boleh dipasang secara jejari (mendatar), dan saluran sensor 2 secara paksi. Pemerolehan spektrum serentak dalam dua arah membolehkan perbandingan segera getaran paksi dan jejari, yang merupakan teknik standard dalam diagnostik profesional untuk pengesanan salah jajaran yang boleh dipercayai. Kaedah ini dengan ketara mengembangkan keupayaan diagnostik peranti, melangkaui apa yang diterangkan dalam manual.

2.2. Langkah demi Langkah: Menggunakan Mod "Vibrometer" (F5) untuk Penilaian Pantas

Mod ini direka bentuk untuk kawalan operasi parameter getaran utama dan sesuai untuk penilaian keadaan mesin "di tapak" pantas. Prosedur untuk mendapatkan spektrum dalam mod ini adalah seperti berikut:

  1. Sambungkan penderia: Pasang penderia getaran pada titik terpilih dan sambungkannya ke input X1 dan X2 unit pengukur. Sambungkan takometer laser ke input X3 dan pasangkan penanda reflektif pada aci.
  2. Mulakan program: Dalam tetingkap program utama Balanset-1A, klik butang "F5 - Meter Getaran".
  3. Tetingkap kerja akan dibuka (Gamb. 7.4 dalam manual). Bahagian atasnya akan memaparkan nilai digital: getaran keseluruhan (V1s), getaran pada frekuensi putaran (V1o), fasa (F1), dan kelajuan putaran (N rev).
  4. Mulakan ukuran: Klik butang "F9 - Run". Program ini akan mula mengumpul dan memaparkan data dalam masa nyata.
  5. Analisis spektrum: Di bahagian bawah tetingkap ialah graf "Saluran spektrum getaran 1&2 (mm/s)". Ini adalah spektrum getaran. Paksi mendatar menunjukkan kekerapan dalam Hz, dan paksi menegak menunjukkan amplitud dalam mm/s.

Mod ini membolehkan pemeriksaan diagnostik yang pertama dan paling penting, disyorkan walaupun dalam manual pengimbangan. Bandingkan nilai V1s (getaran keseluruhan) dan V1o (getaran pada frekuensi putaran 1x).

  • Jika V1s≈V1o, ia bermakna kebanyakan tenaga getaran tertumpu pada frekuensi putaran. Penyebab utama getaran adalah kemungkinan besar ketidakseimbangan.
  • Jika V1s≫V1o, ia menunjukkan bahawa sebahagian besar getaran disebabkan oleh sumber lain (salah jajaran, kelonggaran, kecacatan galas, dll.). Dalam kes ini, pengimbangan mudah tidak akan menyelesaikan masalah, dan analisis spektrum yang lebih mendalam diperlukan.

2.3. Langkah demi Langkah: Menggunakan Mod "Carta" (F8) untuk Analisis Terperinci

Untuk diagnostik serius yang memerlukan pemeriksaan spektrum yang lebih terperinci, mod "Carta" adalah jauh lebih baik. Ia menyediakan graf yang lebih besar dan lebih bermaklumat, yang memudahkan pengenalpastian puncak dan analisis strukturnya. Prosedur untuk mendapatkan spektrum dalam mod ini:

  1. Sambungkan penderia dengan cara yang sama seperti untuk mod "Vibrometer".
  2. Mod mula: Dalam tetingkap program utama, klik butang "F8 - Carta".
  3. Pilih jenis carta: Dalam tetingkap yang dibuka (Rajah 7.19 dalam manual), akan terdapat satu baris butang di bahagian atas. Klik "F5-Spectrum (Hz)".
  4. Tetingkap analisis spektrum akan dibuka (Rajah 7.23 dalam manual). Bahagian atas akan memaparkan isyarat masa, dan bahagian bawah, bahagian utama akan memaparkan spektrum getaran.
  5. Mulakan ukuran: Klik butang "F9-Run". Peranti akan melakukan pengukuran dan membina graf terperinci.

Spektrum yang diperoleh dalam mod ini adalah lebih mudah untuk analisis. Anda boleh melihat puncak dengan lebih jelas pada frekuensi yang berbeza, menilai ketinggiannya dan mengenal pasti siri harmonik. Mod ini disyorkan untuk mendiagnosis kerosakan yang diterangkan dalam bahagian seterusnya.

Bahagian 3: Diagnostik Kerosakan Biasa oleh Spektrum Getaran (sehingga 1000 Hz)

Bahagian ini adalah teras praktikal panduan. Di sini kita akan belajar membaca spektrum dan mengaitkannya dengan masalah mekanikal tertentu. Untuk kemudahan dan orientasi pantas di lapangan, penunjuk diagnostik utama diringkaskan dalam jadual yang disatukan. Ia akan berfungsi sebagai rujukan pantas apabila menganalisis data sebenar.

Jadual 3.1: Ringkasan Petunjuk Diagnostik

Kesalahan Tandatangan Spektrum Utama Harmonik biasa Notes
Ketidakseimbangan Amplitud tinggi pada frekuensi putaran 1× rendah Getaran jejari mendominasi. Amplitud meningkat secara kuadratik dengan kelajuan.
salah jajaran Amplitud tinggi pada frekuensi putaran 2× 1×, 3×, 4× Selalunya disertai dengan getaran paksi.
Kelonggaran mekanikal Berbilang harmonik 1× ("hutan" harmonik) 1×, 2×, 3×, 4×, 5×... Subharmonik (0.5×, 1.5×) mungkin muncul pada 1/2x, 3/2x, dsb. disebabkan oleh keretakan.
Kecacatan galas Puncak pada frekuensi tidak segerak (BPFO, BPFI, dll.) Harmonik berbilang frekuensi kecacatan Selalunya kelihatan sebagai jalur sisi di sekeliling puncak. Bunyi seperti "bunyi" dalam julat frekuensi tinggi.
Kecacatan mesh gear Frekuensi tinggi jaringan gear (GMF) dan harmoniknya Jalur sisi sekitar GMF pada 1x Menunjukkan haus, kerosakan gigi, atau kesipian.

Seterusnya, kami akan memecahkan setiap kecacatan ini secara terperinci.

3.1. Ketidakseimbangan: Masalah Paling Biasa

Punca Fizikal: Ketidakseimbangan berlaku apabila pusat jisim bahagian berputar (pemutar) tidak bertepatan dengan paksi geometri putarannya. Ini mewujudkan "titik berat" yang, semasa putaran, menghasilkan daya emparan yang bertindak dalam arah jejari dan dihantar ke galas dan asas.

Tandatangan Spektrum: Tanda utama ialah puncak amplitud tinggi dengan ketat pada frekuensi putaran (1x). Getaran kebanyakannya adalah jejari. Terdapat dua jenis ketidakseimbangan utama:

Ketidakseimbangan Statik (Satu satah)

Penerangan Spektrum: Spektrum dikuasai sepenuhnya oleh satu puncak pada frekuensi putaran asas (1x). Getaran adalah sinusoidal, dengan tenaga minimum pada frekuensi lain.

Penerangan Ringkas Komponen Spektrum: Terutamanya komponen frekuensi putaran 1x yang kuat. Sedikit atau tiada harmonik yang lebih tinggi (nada 1x tulen).

Ciri Utama: Amplitud 1x besar dalam semua arah jejari. Getaran pada kedua-dua galas adalah dalam fasa (tiada perbezaan fasa antara kedua-dua hujung). Kira-kira 90° anjakan fasa sering diperhatikan antara ukuran mendatar dan menegak pada galas yang sama.

Ketidakseimbangan Dinamik (Dua satah / Pasangan)

Penerangan Spektrum: Spektrum juga menunjukkan puncak frekuensi sekali setiap revolusi (1x) yang dominan, serupa dengan ketidakseimbangan statik. Getaran berada pada kelajuan putaran, tanpa kandungan frekuensi tinggi yang ketara jika ketidakseimbangan adalah satu-satunya isu.

Penerangan Ringkas Komponen Spektrum: Komponen 1x RPM yang dominan (selalunya dengan "ayunan" atau goyangan pemutar). Harmonik yang lebih tinggi biasanya tidak hadir melainkan terdapat kerosakan lain.

Ciri Utama: 1x getaran pada setiap galas ialah keluar fasa — terdapat kira-kira perbezaan fasa 180° antara getaran pada kedua-dua hujung rotor (menunjukkan pasangan tidak seimbang). Puncak 1x yang kuat dengan hubungan fasa ini adalah tanda ketidakseimbangan dinamik.

Apa yang perlu dilakukan: Jika spektrum menunjukkan ketidakseimbangan, prosedur pengimbangan mesti dilakukan. Untuk ketidakseimbangan statik, pengimbangan satu satah adalah mencukupi (bahagian manual 7.4), untuk ketidakseimbangan dinamik — pengimbangan dua satah (bahagian manual 7.5).

3.2. Penyelewengan Aci: Ancaman Tersembunyi

Punca Fizikal: Penyimpangan berlaku apabila paksi putaran dua aci berganding (cth, aci motor dan aci pam) tidak bertepatan. Apabila aci tidak sejajar berputar, daya kitaran timbul dalam gandingan dan galas, menyebabkan getaran.

Penyelewengan Selari (Aci Offset)

Penerangan Spektrum: Spektrum getaran mempamerkan tenaga dinaikkan pada asas (1x) dan harmoniknya 2x dan 3x, terutamanya dalam arah jejari. Lazimnya, komponen 1x adalah dominan dengan kehadiran salah jajaran, disertai dengan komponen 2x yang ketara.

Penerangan Ringkas Komponen Spektrum: Mengandungi puncak yang ketara pada frekuensi putaran aci 1x, 2x dan 3x. Ini kelihatan terutamanya dalam ukuran getaran jejari (berserenjang dengan aci).

Ciri Utama: Getaran 1x dan 2x tinggi dalam arah jejari adalah petunjuk. Perbezaan fasa 180° antara ukuran getaran jejarian pada sisi bertentangan gandingan sering diperhatikan, membezakannya daripada ketidakseimbangan tulen.

Penyelewengan Sudut (Aci Cenderung)

Penerangan Spektrum: Spektrum frekuensi menunjukkan harmonik yang kuat pada kelajuan aci, terutamanya komponen kelajuan larian 2x yang menonjol sebagai tambahan kepada 1x. Getaran pada 1x, 2x (dan selalunya 3x) muncul, dengan getaran paksi (sepanjang aci) adalah ketara.

Penerangan Ringkas Komponen Spektrum: Puncak yang ketara pada 1x dan 2x (dan kadangkala 3x) kelajuan larian. Komponen 2x selalunya sama besar atau lebih besar daripada 1x. Frekuensi ini disebut dalam spektrum getaran paksi (di sepanjang paksi mesin).

Ciri Utama: Amplitud harmonik kedua (2x) yang agak tinggi berbanding 1x, digabungkan dengan getaran paksi yang kuat. Pengukuran paksi pada kedua-dua belah gandingan adalah 180° daripada fasa, satu ciri salah jajaran sudut.

Arah: Jejari (R)
Arah: Axial (A)

Apa yang perlu dilakukan: Mengimbangi tidak akan membantu di sini. Hentikan unit dan lakukan prosedur penjajaran aci menggunakan alat khusus.

3.3. Kelonggaran Mekanikal: "Berdentum" dalam Mesin

Punca Fizikal: Kecacatan ini dikaitkan dengan kehilangan kekakuan dalam sambungan struktur: bolt longgar, retak pada asas, peningkatan kelegaan pada tempat duduk galas. Disebabkan kelegaan, hentaman berlaku, membentuk corak getaran ciri.

Kelonggaran Mekanikal (Kelonggaran Komponen)

Penerangan: Spektrum ini kaya dengan komponen frekuensi kelajuan putaran. Pelbagai gandaan integer 1x (dari 1x hingga tertib tinggi, seperti ~10x) dengan amplitud yang ketara muncul. Dalam sesetengah kes, frekuensi subharmonik (cth, 0.5x) mungkin juga muncul.

Komponen Spektrum: Dominan ialah komponen frekuensi berbilang kelajuan putaran (1x, 2x, 3x ... sehingga ~10x). Kadangkala komponen frekuensi pecahan (separuh integer) juga mungkin terdapat pada 1/2x, 3/2x, dsb. disebabkan oleh kesan berulang.

Ciri Utama: "Siri puncak" tersendiri dalam spektrum — banyak puncak sekata pada frekuensi yang merupakan gandaan integer bagi kelajuan putaran. Ini menunjukkan kehilangan kekakuan atau pemasangan bahagian yang tidak betul menyebabkan kesan berulang. Kehadiran banyak harmonik (dan mungkin subharmonik separuh integer) ialah penunjuk utama.

Kelonggaran Struktur (Kelonggaran Asas/Lekapan)

Penerangan: Dalam spektrum getaran, getaran pada frekuensi putaran asas atau dua kali sering mendominasi. Biasanya, puncak muncul pada 1x dan/atau 2x. Harmonik yang lebih tinggi (di atas 2x) biasanya mempunyai amplitud yang jauh lebih kecil berbanding dengan yang utama ini.

Komponen Spektrum: Kebanyakannya menunjukkan komponen frekuensi pada kelajuan 1x dan 2x aci. Harmonik lain (3x, 4x, dsb.) biasanya tiada atau tidak penting. Komponen 1x atau 2x mungkin mendominasi bergantung pada jenis kelonggaran (cth, satu hentaman setiap revolusi atau dua hentaman setiap revolusi).

Ciri Utama: Puncak tinggi yang ketara pada 1x atau 2x (atau kedua-duanya) berbanding spektrum yang lain, menunjukkan kelonggaran galas atau struktur. Getaran lebih kuat dalam arah menegak jika mesin dipasang dengan longgar. Satu atau dua puncak dominan peringkat rendah dengan sebilangan kecil harmonik tertib tinggi adalah ciri kelonggaran struktur atau asas.

Apa yang perlu dilakukan: Pemeriksaan menyeluruh unit adalah perlu. Periksa semua bolt pengikat yang boleh diakses (galas, perumah). Periksa bingkai dan asas untuk keretakan. Jika terdapat kelonggaran dalaman (cth, tempat duduk galas), pembongkaran unit mungkin diperlukan.

3.4. Kecacatan Galas Bergolek: Amaran Awal

Punca Fizikal: Berlakunya kecacatan (lubang, spalls, haus) pada permukaan rolling (cincin dalam, cincin luar, elemen rolling) atau pada sangkar. Setiap kali elemen bergolek bergolek di atas kecacatan, impuls hentaman pendek berlaku. Impuls ini berulang pada ciri frekuensi tertentu bagi setiap elemen galas.

Tandatangan Spektrum: Kecacatan galas muncul sebagai puncak pada frekuensi tidak segerak, iaitu, pada frekuensi yang bukan gandaan integer bagi frekuensi putaran (1x). Frekuensi ini (BPFO - kekerapan kecacatan perlumbaan luar, BPFI - perlumbaan dalam, BSF - elemen rolling, FTF - sangkar) bergantung pada geometri galas dan kelajuan putaran. Bagi pakar diagnostik pemula, tidak perlu mengira nilai tepat mereka. Perkara utama ialah belajar mengenali kehadiran mereka dalam spektrum.

Kecacatan Bangsa Luar

Penerangan Spektrum: Spektrum getaran mempamerkan satu siri puncak yang sepadan dengan frekuensi kecacatan perlumbaan luar dan harmoniknya. Puncak ini biasanya pada frekuensi yang lebih tinggi (bukan gandaan integer bagi putaran aci) dan menunjukkan setiap kali elemen bergolek melepasi kecacatan perlumbaan luar.

Penerangan Ringkas Komponen Spektrum: Pelbagai harmonik frekuensi hantaran bola perlumbaan luar (BPFO) hadir. Biasanya, 8–10 harmonik BPFO boleh diperhatikan dalam spektrum untuk kesalahan perlumbaan luar yang jelas. Jarak antara puncak ini adalah sama dengan BPFO (frekuensi ciri yang ditentukan oleh geometri galas dan kelajuan).

Ciri Utama: Satu rangkaian puncak yang berbeza di BPFO dan harmonik berturut-turut adalah tandatangannya. Kehadiran banyak puncak frekuensi tinggi jarak sekata (BPFO, 2xBPFO, 3xBPFO, ...) jelas menunjukkan kecacatan galas perlumbaan luar.

Kecacatan Bangsa Dalaman

Penerangan Spektrum: Spektrum untuk kerosakan perlumbaan dalam menunjukkan beberapa puncak yang menonjol pada kekerapan kecacatan perlumbaan dalam dan harmoniknya. Di samping itu, setiap puncak kekerapan kerosakan ini biasanya disertakan dengan puncak jalur sisi yang dijarakkan pada kelajuan larian (1x) frekuensi.

Penerangan Ringkas Komponen Spektrum: Mengandungi berbilang harmonik frekuensi hantaran bola lumba dalam (BPFI), selalunya mengikut susunan 8–10 harmonik. Secara ciri, puncak BPFI ini dimodulasi oleh jalur sisi pada ±1x RPM — bermakna di sebelah setiap harmonik BPFI, puncak sisi yang lebih kecil muncul, dipisahkan daripada puncak utama dengan jumlah yang sama dengan kekerapan putaran aci.

Ciri Utama: Tanda tanda ialah kehadiran harmonik inner race defect frequency (BPFI) dengan corak jalur sisi. Jalur sisi yang dijarakkan pada kelajuan aci di sekeliling harmonik BPFI menunjukkan bahawa kecacatan perlumbaan dalam sedang dimuatkan sekali setiap revolusi, mengesahkan isu perlumbaan dalaman dan bukannya perlumbaan luar.

Kecacatan Elemen Bergolek (Bola/Gelek)

Penerangan Spektrum: Kecacatan elemen gelek (bola atau penggelek) menghasilkan getaran pada frekuensi putaran elemen gelek dan harmoniknya. Spektrum akan menunjukkan satu siri puncak yang bukan gandaan integer kelajuan aci, tetapi gandaan frekuensi putaran bola/gelek (BSF). Salah satu puncak harmonik ini selalunya jauh lebih besar daripada yang lain, mencerminkan bilangan elemen bergolek yang rosak.

Penerangan Ringkas Komponen Spektrum: Puncak pada frekuensi kecacatan unsur gelek asas (BSF) dan harmoniknya. Contohnya, BSF, 2xBSF, 3xBSF, dsb., akan muncul. Terutamanya, corak amplitud puncak ini boleh menunjukkan bilangan unsur yang rosak — cth, jika harmonik kedua adalah terbesar, ia mungkin mencadangkan dua bola/penggelek mempunyai spalls. Selalunya, beberapa getaran pada frekuensi kesalahan perlumbaan mengiringi ini, kerana kerosakan elemen bergolek biasanya membawa kepada kerosakan perlumbaan juga.

Ciri Utama: Kehadiran satu siri puncak yang dijarakkan oleh BSF (kekerapan putaran elemen galas) dan bukannya oleh kekerapan putaran aci mengenal pasti kecacatan elemen bergolek. Amplitud yang sangat tinggi bagi harmonik Nth BSF selalunya membayangkan unsur N rosak (cth, puncak 2xBSF yang sangat tinggi mungkin menunjukkan dua bola dengan kecacatan).

Kecacatan Sangkar (Sangkar Galas / FTF)

Penerangan Spektrum: Kecacatan sangkar (pemisah) dalam galas bergolek menghasilkan getaran pada frekuensi putaran sangkar - Frekuensi Kereta Api Asas (FTF) - dan harmoniknya. Frekuensi ini biasanya sub-synchronous (di bawah kelajuan aci). Spektrum akan menunjukkan puncak pada FTF, 2xFTF, 3xFTF, dsb., dan selalunya beberapa interaksi dengan frekuensi galas lain disebabkan oleh modulasi.

Penerangan Ringkas Komponen Spektrum: Puncak frekuensi rendah sepadan dengan kekerapan putaran sangkar (FTF) dan gandaan integernya. Contohnya, jika FTF ≈ 0.4x kelajuan aci, anda mungkin melihat puncak pada ~0.4x, ~0.8x, ~1.2x dsb. Dalam kebanyakan kes, kecacatan sangkar wujud bersama dengan kecacatan perlumbaan, jadi FTF mungkin memodulasi isyarat kecacatan perlumbaan, menghasilkan jumlah/perbezaan frekuensi (jalur sisi sekitar frekuensi perlumbaan).

Ciri Utama: Satu atau lebih puncak subharmonik (di bawah 1x) yang sejajar dengan kadar putaran sangkar galas (FTF) menunjukkan masalah sangkar. Ini selalunya muncul bersama tanda-tanda kerosakan galas yang lain. Tandatangan utama ialah kehadiran FTF dan harmoniknya dalam spektrum, yang sebaliknya jarang berlaku melainkan sangkar gagal.

Apa yang perlu dilakukan: Kemunculan frekuensi galas adalah seruan untuk bertindak. Pemantauan unit ini perlu diperhebat, periksa keadaan pelinciran, dan mula merancang penggantian bearing secepat mungkin.

3.5. Kerosakan Gear

Kesipian Gear / Aci Bengkok

Penerangan Spektrum: Kesalahan ini menyebabkan modulasi getaran mesh gear. Dalam spektrum, puncak frekuensi mesh gear (GMF) dikelilingi oleh puncak jalur sisi yang dijarakkan pada frekuensi putaran aci gear (1x RPM gear). Selalunya, getaran kelajuan larian 1x gear sendiri juga dinaikkan disebabkan oleh kesan kesipian yang tidak seimbang.

Penerangan Ringkas Komponen Spektrum: Peningkatan ketara dalam amplitud pada frekuensi jaringan gear dan harmoniknya yang lebih rendah (cth, 1x, 2x, 3x GMF). Jalur sisi yang jelas muncul di sekeliling GMF (dan kadangkala di sekeliling harmoniknya) pada selang waktu yang sama dengan 1x kadar putaran gear yang terjejas. Kehadiran jalur sisi ini menunjukkan modulasi amplitud frekuensi mesh oleh putaran gear.

Ciri Utama: Kekerapan mesh gear dengan jalur sisi yang jelas pada frekuensi gear 1x ialah ciri tandatangan. Corak jalur sisi ini (puncak sama jarak di sekitar GMF mengikut kelajuan larian) menunjukkan kesipian gear atau aci gear yang bengkok. Selain itu, getaran asas (1x) gear mungkin lebih tinggi daripada biasa.

Kehausan atau Kerosakan Gigi Gear

Penerangan Spektrum: Kerosakan gigi gear (seperti gigi yang haus atau patah) menghasilkan peningkatan getaran pada frekuensi jaringan gear dan harmoniknya. Spektrum sering menunjukkan berbilang puncak GMF (1xGMF, 2xGMF, dsb.) amplitud tinggi. Selain itu, banyak frekuensi jalur sisi muncul di sekitar puncak GMF ini, dijarakkan oleh kekerapan putaran aci. Dalam sesetengah kes, pengujaan frekuensi semula jadi gear (resonans) dengan jalur sisi juga boleh diperhatikan.

Penerangan Ringkas Komponen Spektrum: Puncak tinggi pada frekuensi jaringan gear (frekuensi jerat gigi) dan harmoniknya (contohnya, 2xGMF). Di sekeliling setiap harmonik GMF utama, terdapat puncak jalur sisi yang dipisahkan oleh 1x kelajuan larian. Bilangan dan saiz jalur sisi sekitar komponen GMF 1x, 2x, 3x cenderung meningkat dengan keterukan kerosakan gigi. Dalam kes yang teruk, puncak tambahan yang sepadan dengan frekuensi resonans gear (dengan jalur sisi mereka sendiri) mungkin muncul.

Ciri Utama: Berbilang harmonik frekuensi jejaring gear amplitud tinggi disertai dengan corak jalur sisi padat adalah ciri khasnya. Ini menunjukkan pelepasan gigi tidak teratur kerana haus atau gigi patah. Gear yang sangat haus atau rosak akan menunjukkan jalur sisi yang luas (pada selang kelajuan gear 1x) di sekitar puncak frekuensi mesh, membezakannya daripada gear yang sihat (yang akan mempunyai spektrum yang lebih bersih tertumpu pada GMF).

Apa yang perlu dilakukan: Penampilan frekuensi yang berkaitan dengan kereta api gear memerlukan perhatian yang lebih teliti. Adalah disyorkan untuk memeriksa keadaan minyak dalam kotak gear untuk zarah logam dan menjadualkan pemeriksaan kotak gear untuk menilai haus atau kerosakan gigi.

Adalah penting untuk memahami bahawa dalam keadaan dunia sebenar, mesin jarang mengalami satu kerosakan sahaja. Selalunya, spektrum adalah gabungan tanda-tanda beberapa kecacatan, seperti ketidakseimbangan dan salah jajaran. Ini boleh mengelirukan untuk pakar diagnostik pemula. Dalam kes sedemikian, peraturan mudah digunakan: atasi masalah yang sepadan dengan puncak dengan amplitud terbesar terlebih dahulu. Selalunya, satu kerosakan serius (cth, salah jajaran teruk) menyebabkan masalah sekunder, seperti peningkatan kehausan galas atau pengikat yang longgar. Dengan menghapuskan punca utama, anda boleh mengurangkan dengan ketara manifestasi kecacatan sekunder.

Bahagian 4: Syor Praktikal dan Langkah Seterusnya

Setelah menguasai asas tafsiran spektrum, anda telah mengambil langkah pertama dan paling penting. Sekarang adalah perlu untuk menyepadukan pengetahuan ini ke dalam amalan penyelenggaraan harian anda. Bahagian ini dikhususkan kepada cara untuk beralih daripada pengukuran sekali sahaja kepada pendekatan yang sistematik dan cara menggunakan data yang diperoleh untuk membuat keputusan termaklum.

4.1. Daripada Pengukuran Tunggal kepada Pemantauan: Kuasa Trend

Spektrum tunggal hanyalah "snapshot" keadaan mesin pada masa tertentu. Ia boleh menjadi sangat bermaklumat, tetapi nilai sebenar didedahkan jika dibandingkan dengan ukuran sebelumnya. Proses ini dipanggil pemantauan keadaan atau analisis trend.

Idea ini sangat mudah: daripada menilai keadaan mesin dengan nilai getaran mutlak ("baik" atau "buruk"), anda menjejaki cara nilai ini berubah dari semasa ke semasa. Peningkatan amplitud yang perlahan dan beransur-ansur pada frekuensi tertentu menunjukkan kehausan yang sistematik, manakala lompatan mengejut ialah isyarat penggera yang menunjukkan perkembangan pesat kecacatan.

Petua Praktikal:

  • Buat Spektrum Garis Dasar: Lakukan pengukuran menyeluruh pada peralatan yang baru, baru dibaiki atau diketahui baik. Simpan data ini (spektra dan nilai berangka) dalam arkib program Balanset-1A. Ini adalah "penanda aras kesihatan" anda untuk mesin ini.
  • Tetapkan Berkala: Tentukan kekerapan anda akan melakukan pengukuran kawalan. Untuk peralatan yang sangat penting, ini mungkin sekali setiap dua minggu; untuk peralatan tambahan, sebulan sekali atau suku tahun.
  • Pastikan Kebolehulangan: Setiap kali, lakukan pengukuran pada titik yang sama, dalam arah yang sama, dan, jika boleh, di bawah keadaan operasi mesin yang sama (beban, suhu).
  • Bandingkan dan Analisis: Selepas setiap pengukuran baharu, bandingkan spektrum yang diperoleh dengan garis dasar dan yang sebelumnya. Beri perhatian bukan sahaja kepada penampilan puncak baru tetapi juga kepada peningkatan amplitud yang sedia ada. Peningkatan mendadak dalam amplitud mana-mana puncak (cth, dua kali berbanding ukuran sebelumnya) ialah isyarat yang boleh dipercayai tentang kecacatan yang sedang berkembang, walaupun nilai getaran mutlak masih dalam had yang boleh diterima mengikut piawaian ISO.

4.2. Bila Perlu Mengimbangi dan Bila Perlu Mencari Sebab Lain?

Matlamat akhir diagnostik bukan hanya untuk mencari kecacatan, tetapi untuk membuat keputusan yang tepat tentang tindakan yang perlu. Berdasarkan analisis spektrum, algoritma membuat keputusan yang mudah dan berkesan boleh dibina.

Algoritma Tindakan berdasarkan Analisis Spektrum:

  1. Dapatkan spektrum berkualiti tinggi menggunakan Balanset-1A, sebaik-baiknya dalam mod "Carta" (F8), dengan mengambil ukuran dalam kedua-dua arah jejari dan paksi.
  2. Kenal pasti puncak dengan amplitud terbesar. Ia menunjukkan masalah dominan yang perlu ditangani terlebih dahulu.
  3. Tentukan jenis kerosakan mengikut kekerapan puncak ini:
    • Jika puncak 1x menguasai: Punca yang paling mungkin adalah ketidakseimbangan.
      Tindakan: Lakukan prosedur pengimbangan dinamik menggunakan fungsi peranti Balanset-1A.
    • Jika puncak 2x mendominasi (terutamanya jika ia tinggi dalam arah paksi): Punca yang paling mungkin adalah salah jajaran aci.
      Tindakan: Pengimbangan tidak berkesan. Ia adalah perlu untuk menghentikan unit dan melakukan penjajaran aci.
    • Jika "hutan" daripada banyak harmonik (1x, 2x, 3x,...) diperhatikan: Penyebab yang paling mungkin adalah kelonggaran mekanikal.
      Tindakan: Menjalankan pemeriksaan visual. Periksa dan ketatkan semua bolt pemasangan. Periksa bingkai dan asas untuk keretakan.
    • Jika puncak bukan segerak mendominasi dalam julat frekuensi pertengahan atau tinggi: Punca yang paling berkemungkinan ialah kecacatan galas bergolek.
      Tindakan: Periksa pelinciran dalam unit galas. Mula merancang penggantian bearing. Tingkatkan kekerapan pemantauan unit ini untuk mengesan kadar perkembangan kecacatan.
    • Jika frekuensi jaringan gear (GMF) dengan jalur sisi mendominasi: Punca yang paling mungkin adalah kecacatan gear.
      Tindakan: Periksa keadaan minyak dalam kotak gear. Jadualkan pemeriksaan kotak gear untuk menilai haus atau kerosakan gigi.

Algoritma mudah ini membolehkan peralihan daripada analisis abstrak kepada tindakan penyelenggaraan yang konkrit dan disasarkan, yang merupakan matlamat utama semua kerja diagnostik.

Conclusion

Peranti Balanset-1A, pada asalnya direka sebagai alat khusus untuk mengimbangi, mempunyai potensi yang lebih besar. Keupayaan untuk mendapatkan dan memaparkan spektrum getaran mengubahnya menjadi penganalisis getaran peringkat permulaan yang berkuasa. Artikel ini bertujuan untuk menjadi jambatan antara keupayaan operasi peranti yang diterangkan dalam manual dan pengetahuan asas yang diperlukan untuk mentafsir data yang diperoleh daripada sesi analisis getaran anda.

Menguasai kemahiran analisis spektrum asas bukan hanya tentang mempelajari teori, tetapi memperoleh alat praktikal untuk meningkatkan kecekapan kerja anda. Memahami bagaimana pelbagai kerosakan — ketidakseimbangan, ketidakselarasan, kelonggaran dan kecacatan galas — nyata sebagai "cap jari" unik pada spektrum getaran membolehkan anda melihat ke dalam mesin yang sedang berjalan tanpa membukanya.

Pengambilan utama daripada panduan ini:

  • Getaran adalah maklumat. Setiap puncak dalam spektrum membawa maklumat tentang proses tertentu yang berlaku dalam mekanisme.
  • FFT ialah penterjemah anda. Fast Fourier Transform menterjemahkan bahasa getaran yang kompleks dan huru-hara ke dalam bahasa frekuensi dan amplitud yang mudah dan boleh difahami.
  • Diagnostik ialah pengecaman corak. Dengan belajar mengenal pasti corak spektrum ciri untuk kecacatan utama, anda boleh dengan cepat dan tepat menentukan punca peningkatan getaran.
  • Trend adalah lebih penting daripada nilai mutlak. Pemantauan tetap dan perbandingan data semasa dengan data asas adalah asas pendekatan ramalan, membolehkan masalah dikenal pasti pada peringkat terawal.

Laluan untuk menjadi seorang penganalisis getaran yang yakin dan cekap memerlukan masa dan latihan. Jangan takut untuk bereksperimen, kumpulkan data daripada pelbagai peralatan, dan buat perpustakaan "spektrum kesihatan" dan "spektrum penyakit" anda sendiri. Panduan ini telah memberikan anda peta dan kompas. Gunakan Balanset-1A bukan sahaja untuk "merawat" simptom dengan mengimbangi tetapi juga untuk membuat "diagnosis" yang tepat. Pendekatan ini akan membolehkan anda meningkatkan kebolehpercayaan peralatan anda dengan ketara, mengurangkan bilangan penutupan kecemasan dan beralih ke tahap penyelenggaraan yang baru secara kualitatif.

Categories: Penyelesaian

0 Comment

Tinggalkan Balasan

Avatar placeholder
WhatsApp