Pochopenie subharmonických

1. Definícia: Čo je to subharmonická frekvencia?

A Subharmonický je frekvenčná zložka v vibrácie spektrum ktorá sa vyskytuje pri celočíselnom zlomku základnej frekvencie vynucovania. V analýze strojov je táto základná frekvencia takmer vždy rýchlosť behu (1X).

Subharmonické frekvencie sa objavujú na frekvenciách ako 1/2X, 1/3X, 1/4X atď. a označujú sa aj ako subsynchrónny vibrácie, pretože sa vyskytujú pri frekvencii nižšej ako hlavná synchrónna (1X) rýchlosť. Prítomnosť série subharmonických (napr. 1/2X, 3/2X, 5/2X) je klasickým znakom špecifických typov porúch strojov.

2. Primárne príčiny subharmonických kmitov

Subharmonické kmity nie sú také bežné ako harmonické (2X, 3X), ale keď sa objavia, často sú silným indikátorom jedného z nasledujúcich problémov:

a) Mechanická vôľa

Toto je najčastejšia príčina subharmonických, najmä zložky 1/2X. Keď je komponent uvoľnený, napríklad ložisko v puzdre alebo uvoľnená montážna skrutka, môže to spôsobiť nelineárny efekt „odrážania“ alebo „chrastenia“. Tento typ nárazu môže vybudiť systém takým spôsobom, že reaguje na frekvencii, ktorá je polovicou hlavnej vynucujúcej frekvencie (1X).

Spektrum zobrazujúce vrchol 1X sprevádzaný sériou subharmonických pri 1/2X, 3/2X (1,5X), 5/2X (2,5X) atď. je učebnicovým znakom silnej štrukturálnej uvoľnenosti. Uvoľnenosť umožňuje nárazy, ku ktorým dochádza efektívne pri každej druhej otáčke hriadeľa, čím sa generuje rodina vrcholov 1/2X.

b) Nestabilita klzného ložiska

V strojoch s fluidnými alebo klznými ložiskami sú subharmonické kmity kritickým indikátorom nestability olejového filmu. Ide o samobudené vibrácie, ktoré vznikajú v dôsledku dynamiky olejového klinu podopierajúceho hriadeľ.

• Olejový vír: Tento jav sa zvyčajne vyskytuje pri frekvencii medzi 0,42X a 0,48X otáčok motora. Je spôsobený tým, že samotný olejový film sa začína otáčať (víriť) vo vôli ložiska a tlačí hriadeľ. Pod 0,5X sa často prejavuje silným, zreteľným vrcholom.
• Olejový šľahač: Ide o závažnejšiu formu nestability, ktorá nastáva, keď sa frekvencia vírenia oleja zhoduje s prvou vlastnou frekvenciou rotora (kritická rýchlosť). Keď sa to stane, vibrácie sa môžu stať veľmi prudkými a deštruktívnymi. Frekvencia sa „uzamkne“ na prirodzenej frekvencii a nezmení sa, ani keď sa zvýši rýchlosť stroja.

c) Iné príčiny

• Problémy s remeňovým pohonom: Opotrebovaný alebo poškodený remeň môže niekedy generovať subharmonické frekvencie súvisiace s rýchlosťou otáčania remeňa, ktorá je zvyčajne nižšia ako rýchlosť hnacej alebo poháňanej kladky.
• Frekvencie prechodu lopatiek alebo krídel: V niektorých prípadoch s čerpadlami alebo ventilátormi môžu subsynchrónne špičky súvisieť s turbulenciou prúdenia alebo podmienkami zastavenia otáčania, ktoré nemusia byť presnými zlomkami 1X, ale stále sú pod prevádzkovou rýchlosťou.

3. Analýza a potvrdenie

Keď sa v spektre pozorujú subharmonické, je nevyhnutné identifikovať presnú frekvenciu. Vrchol presne pri 0,50X s najväčšou pravdepodobnosťou súvisí s uvoľnením. Vrchol pri 0,47X je takmer určite olejový vír. Prítomnosť celej série (1/2X, 3/2X atď.) silne potvrdzuje uvoľnenie.

Analýza časový priebeh môže byť tiež užitočné. Voľnosť často vykazuje známky nárazu alebo skrátenia, zatiaľ čo vírenie oleja sa môže javiť ako zložitejší, modulačný signál.

← Späť na hlavný index