Înțelegerea subarmonicelor

1. Definiție: Ce este o subarmonică?

A Subarmonică este o componentă de frecvență într-un vibrații spectru care apare la o fracțiune întreagă a unei frecvențe fundamentale de forțare. În analiza mașinilor, acea frecvență fundamentală este aproape întotdeauna viteză de rulare (1X).

Subarmonicele apar la frecvențe precum 1/2X, 1/3X, 1/4X etc. și sunt denumite și subsincron vibrații deoarece apar la o frecvență sub viteza principală sincronă (1X). Prezența unei serii de subarmonici (de exemplu, 1/2X, 3/2X, 5/2X) este un semn clasic al unor tipuri specifice de defecte ale mașinilor.

2. Cauzele principale ale subarmonicilor

Subarmonicele nu sunt la fel de comune ca armonicele (2X, 3X), dar atunci când apar, sunt adesea un indicator puternic al uneia dintre următoarele probleme:

a) Slăbire mecanică

Aceasta este cea mai frecventă cauză a subarmonicilor, în special a componentei 1/2X. Atunci când o componentă este slăbită, cum ar fi un rulment în carcasa sa sau un șurub de montare slăbit, aceasta poate introduce un efect neliniar de „sărire” sau „zdrăngănit”. Acest tip de impact poate excita sistemul astfel încât acesta să răspundă la o frecvență care este jumătate din frecvența principală de forțare (1X).

Un spectru care prezintă un vârf 1X însoțit de o serie de subarmonice la 1/2X, 3/2X (1,5X), 5/2X (2,5X) etc., este un semn tipic al unei slăbiciuni structurale severe. Slăbiciunea permite impacturi care apar efectiv la fiecare două rotații ale arborelui, generând familia de vârfuri 1/2X.

b) Instabilitatea lagărului de fus

În mașinile cu lagăre cu peliculă fluidă sau cu lagăre cu manșon, subarmonicile sunt un indicator critic al instabilităților peliculei de ulei. Acestea sunt vibrații auto-excitate care apar din dinamica penei de ulei care susține arborele.

• Vârtej de ulei: Acest fenomen apare de obicei la o frecvență între 0,42X și 0,48X din viteza de rulare. Este cauzat de faptul că pelicula de ulei începe să se rotească (să se învârtă) în interiorul jocului rulmentului, împingând arborele. Adesea este un vârf puternic și distinct sub 0,5X.
• Ulei de bătut: Aceasta este o formă mai severă de instabilitate care apare atunci când frecvența vârtejului de ulei coincide cu prima frecvență naturală a rotorului (viteză critică). Când se întâmplă acest lucru, vibrația poate deveni foarte violentă și distructivă. Frecvența devine „blocată” pe frecvența naturală și nu se va schimba chiar dacă viteza mașinii este crescută.

c) Alte cauze

• Probleme cu transmisia prin curea: O curea uzată sau deteriorată poate genera uneori frecvențe subarmonice legate de viteza de rotație a curelei, care este de obicei mai mică decât viteza scripetelui acționat sau a scripetelui acționat.
• Frecvențe de trecere a palei sau paletelor: În unele cazuri, cu pompe sau ventilatoare, vârfurile subsincrone pot fi legate de turbulențele fluxului sau de condițiile de blocare a rotației, care pot să nu fie fracțiuni exacte de 1X, dar sunt totuși sub viteza de funcționare.

3. Analiză și confirmare

Când se observă subarmonice într-un spectru, este crucial să se identifice frecvența exactă. Un vârf la exact 0,50X este foarte probabil legat de slăbiciune. Un vârf la 0,47X este aproape sigur un vârtej de petrol. Prezența unei serii complete (1/2X, 3/2X etc.) confirmă puternic slăbiciunea.

Analizând formă de undă temporală poate fi, de asemenea, util. Slăbirea prezintă adesea dovezi de impact sau trunchiere, în timp ce vârtejul de petrol poate apărea ca un semnal modulator mai complex.

← Înapoi la indexul principal