Forstå subharmoniske

1. Definisjon: Hva er en subharmonisk?

A Subharmonisk er en frekvenskomponent i en vibrasjon spektrum som oppstår ved en heltallsbrøkdel av en fundamental tvangsfrekvens. I maskinanalyse er den fundamentale frekvensen nesten alltid løpehastighet (1X).

Subharmoniske opptrer ved frekvenser som 1/2X, 1/3X, 1/4X osv., og blir også referert til som subsynkron vibrasjoner fordi de oppstår med en frekvens under den synkrone hovedhastigheten (1X). Tilstedeværelsen av en serie subharmoniske svingninger (f.eks. 1/2X, 3/2X, 5/2X) er et klassisk tegn på spesifikke typer maskinfeil.

2. Primære årsaker til subharmoniske

Subharmoniske er ikke like vanlige som harmoniske (2X, 3X), men når de oppstår, er de ofte en sterk indikator på ett av følgende problemer:

a) Mekanisk løshet

Dette er den vanligste årsaken til subharmoniske forstyrrelser, spesielt 1/2X-komponenten. Når en komponent er løs, for eksempel et lager i huset eller en løs monteringsbolt, kan det introdusere en ikke-lineær "sprettende" eller "raslende" effekt. Denne typen støt kan eksitere systemet på en måte som gjør at det reagerer med en frekvens som er halvparten av hovedpåvirkningsfrekvensen (1X).

Et spektrum som viser en 1X-topp ledsaget av en serie subharmoniske frekvenser ved 1/2X, 3/2X (1,5X), 5/2X (2,5X) osv., er et læreboktegn på alvorlig strukturell løshet. Løsheten tillater støt som oppstår praktisk talt annenhver omdreining av akselen, og genererer 1/2X-familien av topper.

b) Instabilitet i journallager

I maskiner med væskefilm- eller aksellager er subharmoniske vibrasjoner en kritisk indikator på ustabilitet i oljefilmen. Dette er selveksiterte vibrasjoner som oppstår fra dynamikken til oljekilen som støtter akselen.

• Oljevirvel: Dette fenomenet oppstår vanligvis med en frekvens mellom 0,42 og 0,48 ganger driftshastigheten. Det er forårsaket av at selve oljefilmen begynner å rotere (virvle) innenfor lagerklaringen, og skyver akselen rundt. Det er ofte en sterk, tydelig topp under 0,5 ganger.
• Oljepisk: Dette er en mer alvorlig form for ustabilitet som oppstår når oljevirvelfrekvensen sammenfaller med rotorens første naturlige frekvens (kritisk hastighetNår dette skjer, kan vibrasjonen bli svært voldsom og destruktiv. Frekvensen blir «låst» til den naturlige frekvensen og vil ikke endre seg selv om maskinens hastighet økes.

c) Andre årsaker

• Problemer med remdrift: En slitt eller skadet rem kan noen ganger generere subharmoniske frekvenser relatert til remens rotasjonshastighet, som vanligvis er lavere enn driverens eller den drevne trinsens hastighet.
• Blad- eller vingepasseringsfrekvenser: I noen tilfeller med pumper eller vifter kan subsynkrone topper være relatert til strømningsturbulens eller roterende stallforhold, som kanskje ikke er eksakte brøkdeler av 1X, men fortsatt er under driftshastigheten.

3. Analyse og bekreftelse

Når subharmoniske observeres i et spektrum, er det avgjørende å identifisere den nøyaktige frekvensen. En topp på nøyaktig 0,50X er svært sannsynlig relatert til løshet. En topp på 0,47X er nesten helt sikkert en oljevirvel. Tilstedeværelsen av en full serie (1/2X, 3/2X, osv.) bekrefter sterkt løshet.

Analysere tidsbølgeform kan også være nyttig. Løshet viser ofte tegn på støt eller avkorting, mens oljevirvel kan fremstå som et mer komplekst, modulerende signal.

← Tilbake til hovedindeksen