Откуцавање у анализи вибрација: Узроци и идентификација
У Анализа вибрација, биење (или један победити) је карактеристична појава коју одликује спора, периодична осцилација амплитуде вибрација сигнала. Она се јавља када се два одвојена вибрациона компонента са врло блиским — али не идентичним — фреквенцију истовремено налазе и комбинују. Резултујући временски таласни облик изгледа као један синусни таласа чија се амплитуда споро повећава и смањује у ритамском, готово респираторном обрасцу. Препознавање бициа је драгоцено јер представља директни, недвосмислен показатељ двају коегзистентних извора који функционишу на готово истој брзини.
1. Дефиниција: Шта је вибрацијско биће?
Биће није јединствена фреквенција сама по себи — оно је чујна и мерљива последица интеракције двије фреквенције. За ухо производи карактеристичан “варијабилни” или пулсантни звук; на амплитуда мерачу се појављује као читање које не остаје стабилно, осцилирајући горе-доле у редовном циклусу. Што су ближе две изворне фреквенције, то је спорија и израженија осцилација; што су даље раздвојене, то је бржа пулсација док на крају, ухо и анализатор једноставно чују два одвојена тона уместо једног модулираног тона.
То чини биће фундаментално различитим од амплитуда модулације које узрокује грешка унутар једне машине. Биће захтева две независне побуде упоредиве јачине; оно је чврсто налегање ефект, а не грешка у једној компоненти.
2. Физика иза Бића
Биће је резултат конструктивне и деструктивне интерференције. Када се врхови два вибрациона таласа подударају (у фази), њихове амплитуде се сабирају, производећи већу укупну амплитуду. Када се врх једног таласа поклапа са доњим делом другог (ван фазе), они се делимично или потпуно поништавају, производећи нижу укупну амплитуду. Овај континуирани циклус појачавања и поништавања ствара карактеристичан звук и образац вибрације бића.
Фреквенција ове амплитудске модулације, позната као фреквенција откуцаја, једнака је апсолутној разлици између две изворне фреквенције.
Фреквенција бића = |Фреквенција 1 − Фреквенција 2|
На пример, ако две машине генеришу вибрационе осцилације на 29,5 Hz и 30,5 Hz, резултујућа фреквенција бића је |29,5 − 30,5| = 1,0 Hz. Укупна амплитуда ће се зато повећавати и смањивати једном сваке секунде. Напоменимо важну суптилност: вибрација коју заиста осећате још увек осцилира са око просечни ових двеју фреквенција (овде око 30 Hz), док спори омот на њој пулсира са стопом бића од 1 Hz. Максимална амплитуда достигнута на сваком врху тог омота је збир две индивидуалне амплитуде — тако да два једнака 2 mm/s извора могу привремено комбиновати се у готово 4 mm/s.
3. Честе узроке бића у индустријским машинама
Пошто биће недвосмислено указује на две блиско размјештене фреквенције покретања, оно је корисна дијагностичка назнака. Чести извори у индустријским окружењима укључују:
- Више машина на заједничкој структури: класичан пример су две идентичне пумпе или вентилатора који раде на истој базној плочи или цевном систему. Ако се њихове радне брзине незнатно разликују (на пример 1780 rpm и 1785 rpm), оне производе нискофреквенцијско биће. Ово је блиско повезано са брзина трчања (1×) вибрације од сваког уређаја.
- Elektromotori: удари се могу појавити између ротацијске фреквенције мотора и електричне фреквенције — на пример фреквенција пролаза пола у асинкроном мотору, где се преклапа са двоструком фреквенција клизања. Ови удари су карактеристични за одређене електрични кварови.
- Вишестепене пумпе или компресори: интеракција између различитих степени који раде при мало различитим ефективним брзинама.
- Мењачи: интеракција између два фреквенције захвата зубаца са сличним бројем зубаца.
- Хидрауличне или аеродинамичке пулсације: интеракција између два различита извора турбуленције везане за ток, као што су преклапајући хидрауличким силама или аеродинамичке силе.
4. Како идентифицирати ударе у подацима вибрације
Анализа временског таласног облика
временски таласни облик је најнепосреднији начин за посматрање удара. Сигнал показује јасно, понављајући образац модулације амплитуде. Време између два узастопна врха амплитуде (или два дна) је период удара; његов реципрочан је фреквенција удара. Дугачак прозор снимања је битан — ако је запис краћи од једне периоде удара, видјет ћете само фрагмент бубрања и можете га погрешно прочитати као једноставно растући или падајући тренд.
Анализа фреквентног спектра (FFT)
U frekventnom спектар, удар се појављује као два јасна врха која се налазе врло близу један другом. Стандардни FFT може недостатак резолуције да их одвоји, па се спајају у један широки врх. Да би правилно дијагностификовао удар, анализирајући програм мора повећати спектралну резолуцију — користећи више линија, дужа аквизиција, или Зумирање FFT-а фокусирана на подручје од интереса. Можете унапред одредити потребан број редова и пропусни опсег са Калкулатор FFT резолуције. Када буду разрешене, две компонентне фреквенције које производе ударац постају јасно видљиве, а њихово раздвајање требало би да буде једнако посматраној фреквенцији удараца.
5. Удаци у практичном мерењу на терену
На лицу места, разликовање правог удараца од једне неисправности је јасно са правом опремом. Преносиви двоканални анализатор као што је Balanset-1A омогућава вам да гледате живи временски облик и спектар високе резолуције упоредо, и постављањем једног канала на сваку машину можете потврдити да ли две јединице које раде готово истом радна брзина су извор. Пошто удаци раздувавају максимално читање, вреди је проверити да ли раздувана амплитуда активира ниво узбуне чак и када је просечна вибрација прихватљива — очитавања инструмента врхунац и RMS очитавања ће рећи различите приче.
6. Да ли су удаци проблем?
Удаци сами по себи нису неисправност — то је симптом интерактивних фреквенција. Међутим, могу бити и даље проблематични:
- Раздражујућа буква: растући и опадајући звук је често более видљив и раздражујућ запослену него константан тон.
- Забринутост због амплитуде врхова: максимална амплитуда током конструктивне интерференције може бити скоро двоструко већа од било ког од појединачних сигнала. Овај врх може превазићи границе аларма или наметнути прилике цикличног стреса на компоненте — хранећи механички умор — чак и када просечна вибрација изгледа прихватљива.
- Маскирање других проблема: флуктуирајући сигнал отежава препознавање других основних вибрационих проблема скривених испод модулације.
Разрешавање проблематичног удараца обично означава идентификовање две изворне фреквенције, а затим било која од следећих: смена брзине једне машине (тако да две више не поклапају), преинструмерисање структуре да би се она удаљила од резонанцијом, или додавањем пригушење да би се супресирали врхови амплитуде. Где је основна 1× компонента и сама вишак, исправљање неравнотежа на свакој машини смањује енергију доступну за ударац на првом месту.
