Razumevanje subharmonikov

1. Definicija: Kaj je subharmonik?

A Subharmonični je frekvenčna komponenta v vibracije spekter ki se pojavi pri celoštevilčnem deležu osnovne prisilne frekvence. Pri analizi strojev je ta osnovna frekvenca skoraj vedno hitrost teka (1X).

Subharmoniki se pojavljajo pri frekvencah, kot so 1/2X, 1/3X, 1/4X itd., in se imenujejo tudi subsinhrono vibracije, ker se pojavljajo pri frekvenci pod glavno sinhrono (1X) hitrostjo. Prisotnost vrste podharmonikov (npr. 1/2X, 3/2X, 5/2X) je klasičen znak specifičnih vrst strojnih napak.

2. Primarni vzroki subharmonikov

Subharmoniki niso tako pogosti kot harmoniki (2X, 3X), vendar so, ko se pojavijo, pogosto močan pokazatelj ene od naslednjih težav:

a) Mehanska zrahljanost

To je najpogostejši vzrok subharmonikov, zlasti komponente 1/2X. Ko je komponenta ohlapna, na primer ležaj v ohišju ali ohlapen pritrdilni vijak, lahko povzroči nelinearen učinek "poskakovanja" ali "ropotanja". Ta vrsta udarca lahko vzbudi sistem tako, da se odzove s frekvenco, ki je polovica glavne vsiljujoče frekvence (1X).

Spekter, ki prikazuje vrh 1X, ki ga spremlja vrsta subharmonikov pri 1/2X, 3/2X (1,5X), 5/2X (2,5X) itd., je šolski znak hude strukturne zrahljanosti. Zrahljanost omogoča udarce, ki se dejansko pojavijo pri vsakem drugem obratu gredi, kar ustvarja družino vrhov 1/2X.

b) Nestabilnost drsnega ležaja

V strojih s fluidnimi ali drsnimi ležaji so subharmoniki ključni pokazatelj nestabilnosti oljnega filma. To so samovzbujene vibracije, ki nastanejo zaradi dinamike oljnega klina, ki podpira gred.

• Oljni vrtinec: Ta pojav se običajno pojavi pri frekvenci med 0,42X in 0,48X hitrosti delovanja. Povzroča ga oljni film, ki se začne vrteti (vrtinčiti) znotraj ležajne reže in potiska gred. Pod 0,5X je pogosto močan, izrazit vrh.
• Oljni bič: To je hujša oblika nestabilnosti, ki se pojavi, ko frekvenca vrtinčenja olja sovpada s prvo naravno frekvenco rotorja (kritična hitrost). Ko se to zgodi, lahko vibracije postanejo zelo silovite in uničujoče. Frekvenca se »zaklene« na naravno frekvenco in se ne spremeni, niti če se hitrost stroja poveča.

c) Drugi vzroki

• Težave z jermenskim pogonom: Obrabljen ali poškodovan jermen lahko včasih ustvari subharmonične frekvence, povezane z vrtilno hitrostjo jermena, ki je običajno nižja od hitrosti pogonske ali gnane jermenice.
• Frekvence prehoda lopatic ali krilc: V nekaterih primerih pri črpalkah ali ventilatorjih so lahko podsinhroni vrhovi povezani s turbulenco pretoka ali pogoji zastoja zaradi vrtenja, ki morda niso natančni delci 1X, vendar so še vedno pod hitrostjo delovanja.

3. Analiza in potrditev

Ko v spektru opazimo subharmonike, je ključnega pomena natančno določiti frekvenco. Vrh pri natanko 0,50X je zelo verjetno povezan z zrahljanostjo. Vrh pri 0,47X je skoraj zagotovo vrtinec olja. Prisotnost celotne serije (1/2X, 3/2X itd.) močno potrjuje zrahljanost.

Analiziranje časovni val je lahko tudi koristno. Rahlost pogosto kaže na udarce ali skrajšanje, medtem ko se vrtinec olja lahko pojavi kot bolj kompleksen, modulirajoč signal.

← Nazaj na glavno kazalo