Zrozumienie subharmonicznych

1. Definicja: Czym jest subharmoniczna?

A Subharmoniczny jest składnikiem częstotliwości w wibracja widmo który występuje przy ułamku całkowitej częstotliwości wymuszania podstawowego. W analizie maszyn ta częstotliwość podstawowa jest prawie zawsze prędkość biegu (1X).

Subharmoniczne pojawiają się przy częstotliwościach takich jak 1/2X, 1/3X, 1/4X itd. i są również nazywane podsynchroniczny Wibracje, ponieważ występują z częstotliwością niższą od głównej prędkości synchronicznej (1X). Obecność szeregu fal subharmonicznych (np. 1/2X, 3/2X, 5/2X) jest klasycznym objawem określonych typów usterek maszyn.

2. Główne przyczyny subharmonicznych

Subharmoniczne nie występują tak często jak harmoniczne (2X, 3X), ale gdy się pojawią, zazwyczaj stanowią silny wskaźnik jednego z następujących problemów:

a) Luz mechaniczny

Jest to najczęstsza przyczyna występowania subharmonicznych, szczególnie składowej 1/2X. Luźny element, na przykład łożysko w obudowie lub luźna śruba montażowa, może powodować nieliniowy efekt „odbijania” lub „grzechotania”. Tego rodzaju uderzenie może wzbudzić układ w taki sposób, że reaguje on z częstotliwością równą połowie częstotliwości głównego wymuszenia (1X).

Widmo wykazujące szczyt 1X wraz z serią subharmonicznych przy 1/2X, 3/2X (1,5X), 5/2X (2,5X) itd. jest podręcznikowym objawem poważnego luzu strukturalnego. Luz ten pozwala na uderzenia występujące praktycznie co drugi obrót wału, generując rodzinę szczytów 1/2X.

b) Niestabilność łożyska ślizgowego

W maszynach z łożyskami ślizgowymi lub łożyskami ślizgowymi, drgania subharmoniczne są krytycznym wskaźnikiem niestabilności filmu olejowego. Są to drgania samowzbudne, które powstają w wyniku dynamiki klina olejowego podtrzymującego wał.

• Wir olejowy: Zjawisko to występuje zazwyczaj z częstotliwością od 0,42X do 0,48X prędkości obrotowej. Jest ono spowodowane tym, że sam film olejowy zaczyna wirować (wirować) w luzie łożyska, popychając wał. Często jest to silny, wyraźny szczyt poniżej 0,5X.
• Masło olejowe: Jest to poważniejsza forma niestabilności występująca, gdy częstotliwość wirowania oleju pokrywa się z pierwszą częstotliwością własną wirnika (prędkość krytyczna). W takim przypadku wibracje mogą stać się bardzo gwałtowne i destrukcyjne. Częstotliwość zostaje „zablokowana” na częstotliwości naturalnej i nie zmieni się nawet po zwiększeniu prędkości maszyny.

c) Inne przyczyny

• Problemy z napędem pasowym: Zużyty lub uszkodzony pasek może czasami generować częstotliwości subharmoniczne związane z prędkością obrotową paska, która jest zazwyczaj niższa od prędkości koła napędowego lub napędzanego.
• Częstotliwości przejść łopatek: W niektórych przypadkach, w przypadku pomp lub wentylatorów, piki subsynchroniczne mogą być związane z turbulencjami przepływu lub warunkami zatrzymania obrotowego, które mogą nie być dokładnymi ułamkami 1X, ale nadal są niższe od prędkości roboczej.

3. Analiza i potwierdzenie

W przypadku obserwacji subharmonicznych w widmie kluczowe jest określenie dokładnej częstotliwości. Szczyt dokładnie przy 0,50X jest najprawdopodobniej związany z luzem. Szczyt przy 0,47X to prawie na pewno wir olejowy. Obecność pełnej serii (1/2X, 3/2X itd.) zdecydowanie potwierdza luz.

Analiza przebieg czasowy Może być również pomocny. Luźność często wskazuje na uderzenia lub ścięcie, podczas gdy wir olejowy może być bardziej złożonym, modulującym sygnałem.

← Powrót do indeksu głównego