Разумевање хармоника у анализи вибрација

Дефиниција: Шта је хармоник?

У анализи вибрација, а хармоничан је фреквенција која је цео број вишекратник основне фреквенције. Основна фреквенција је обично примарна погонска фреквенција система, као што је брзина ротације вратила. Ова основна фреквенција се назива 1. хармоник или 1xСледећи хармоници су:

• The 2. хармоник (2x) је фреквенција тачно два пута већа од основне фреквенције.
• The 3. хармоник (3x) је фреквенција тачно три пута већа од основне фреквенције.
• И тако даље (4x, 5x, 6x…).

На пример, ако мотор ради на 1.800 обртаја у минути (30 Hz), његови хармоници би се појавили у спектру вибрација на 60 Hz (2x), 90 Hz (3x), 120 Hz (4x) и тако даље.

Зашто се генеришу хармоници?

У савршено линеарном систему са чисто синусоидном функцијом принуде (као што је савршено уравнотежен ротор), генерисала би се само основна фреквенција 1x. Међутим, машине у стварном свету нису савршено линеарне. Хармоници се генеришу када је кретање компоненте изобличено или није синусоидно. Ово изобличење може бити узроковано различитим механичким и електричним условима. Присуство и амплитуда специфичних хармоника су стога моћни дијагностички индикатори.

Уобичајени узроци и дијагностичка вредност хармоника

Образац хармоника у спектру вибрација пружа вредне трагове о узроку квара машине.

Висока 1x амплитуда (основна)

Доминантни врх на 1x је најчешће повезан са неравнотежаЕксцентричност и савијена вратила такође производе јак 1x сигнал.

Висока 2x амплитуда (2. хармоник)

Јак други хармоник, често упоредив по амплитуди са врхом 1x, је класичан показатељ неусклађеност вратилаНеусклађеност приморава вратило да се савије два пута током сваког обртаја, стварајући јаку 2x фреквентну компоненту. Озбиљна паралелна неусклађеност такође може произвести 3x и 4x хармонике.

„Породица“ хармоника (1x, 2x, 3x, 4x, 5x…)

Када видите низ многих хармоника брзине трчања, то је примарни знак механичка лабавостУдари и нелинеарно кретање које стварају лабаве компоненте (као што је лабав лежај у кућишту или лабав вијак на стопалу машине) искривљују вибрациони сигнал и генеришу богат образац хармоника. Што је лабавост већа, то ће бити присутније више хармоника.

Други узроци хармоника

• Надвисни ротори: Савијено вратило на машини са преклопљеним ротором (као што је вертикална пумпа) може генерисати јаке 1x, 2x и 3x хармонике.
• Клипне машине: Несинусоидно кретање клипова и радилица у моторима и компресорима природно генерише богат спектар хармоника.
• Електрични проблеми: Проблеми у АЦ моторима могу генерисати хармонике мрежне фреквенције (нпр. 120 Hz у систему од 60 Hz).
• Трљања: Лагано, делимично трљање може генерисати низ хармоника високог реда, понекад и до 10x, 20x или чак и више.

Разматрања анализе

Приликом анализе хармоника, важно је узети у обзир:

• Који хармоник је доминантан? Одговор указује на различите потенцијалне грешке.
• Колико хармоника је присутно? Велики број указује на лабавост или озбиљно изобличење.
• Какав је тренд амплитуде? Повећање амплитуде хармоника током времена указује на погоршање стања.
• Да ли су радијални или аксијални? На пример, неусклађеност често показује високе аксијалне вибрације, док је неуравнотеженост првенствено радијална.

Испитивањем комплетног обрасца основних и хармонијских фреквенција, аналитичар вибрација може са високим степеном поузданости дијагностиковати проблеме са машинама.

← Назад на главни индекс