Uchambuzi wa Mtetemo — Uchunguzi wa Wigo wa Mzunguko Guide
From FFT fundamentals to fault diagnosis: learn to read vibration spectra, calculate bearing defect frequencies, assess severity per ISO 10816, and diagnose unbalance, misalignment, looseness, bearing and gear defects — with interactive tools and the Balanset-1A.
Interactive Diagnostic Calculators
Zana muhimu za uchambuzi wa mtetemo — masafa ya kasoro za beari, masafa ya meno ya gia, tathmini ya ukali wa mtetemo, na ubadilishaji wa vitengo
Utambuzi wa Kasoro kwa Muhtasari
Kila kasoro ya kimakanika hutoa "alama ya vidole" ya kipekee katika wigo wa mtetemo
| Fault | Mzunguko wa Msingi | Harmonics | Direction | Tabia ya Awamu | Kipengele Kikuu cha Kutofautisha |
|---|---|---|---|---|---|
| Static unbalance | 1× | Low / none | Radial (H,V) | Vibration sawa kwenye vifaa viwili vya kusimamia (bearings) | Pure 1× sinusoid. Amplitude ∝ ω². |
| Kutokuwa na usawa cha mienendo | 1× | Low / none | Radial (H,V) | ~180° kati ya vifaa vya kusimamia (bearings) | Mzunguko 1× ndio mkubwa, vifaa vya kusimamia viko nje ya awamu (couple). |
| Utofauti wa parasilel | 2× (≥ 1×) | 1×, 3× | Radial | 180° upande wa pande mbili za kuunganisha (coupling) | 2× often > 1×. High radial at coupling. |
| Kukosa mhimili wa angular | 1×, 2× | 3× | Axial dominant | 180° kwenye pambano (mhimili) | Mitetemo mikubwa ya mhimili. Mhimili ≥ 50% ya radial. |
| Ulegezaji wa sehemu za mashine | 1×,2×…10×+ | Many (~10×) | Radial | Erratic | "Msitu" wa harmonics. Inawezekana kuwepo 0.5× sub. |
| Ulegeo wa kimuundo | 1× or 2× | Few above 2× | Vertical | Unstable | Mtetemo mkubwa wa wima. Hujibu ukaguzi wa bolts. |
| Mkanda wa nje (BPFO) | BPFO, 2×BPFO… | Multiple BPFO | Radial | N/A | Isiyo ya kisinkroni. Hakuna sidebands za 1×. |
| Mkanda wa ndani (BPFI) | BPFI, 2×BPFI… | Multiple BPFI | Radial | Imepigwa moduli kwa 1× | BPFI harmonics with ±1× sidebands. |
| Kipande cha kuviringa (BSF) | BSF, 2×BSF… | Multiple BSF | Radial | N/A | 2×BSF often > 1×BSF. Non-synchronous. |
| Cage (FTF) | FTF ≈ 0.4× | 2,3× FTF | Radial | N/A | Chini ya kisinkroni (< 1×). |
| Gear mesh | GMF=N×1× | 2,3× GMF | Radial+axial | Imepigwa moduli kwa 1× | GMF yenye sidebands. N = meno. |
| Umeme (motor) | 2× line freq | — | Radial | Huanguka mara tu umeme unapozimwa | 100/120 Hz. Jaribio la kuzima haraka. |
Interactive FFT Spectrum Demonstration — 16 Fault Scenarios
Chagua aina ya kasoro ili kuona mfumo wa tabia ya mawimbi ya muda na wigo wa mzunguko. Linganisha mifano ili kutambua chanzo cha msingi cha tatizo.
Eneo la Wakati (Mawimbi)
Wigo wa Masafa (FFT)
Uchambuzi wa Mtetemo ni Nini?
Uchambuzi wa vibration ni mchakato wa kupima na kufasiri mitetemo ya kimwili ya mashine zinazozunguka ili kugundua hitilafu bila kuzitenganisha. Kwa kutumia FFT (Mabadiliko ya Haraka ya Fourier), ishara ngumu ya mtetemo hugawanywa katika vipengele vya moja kwa moja vya masafa. Kila hitilafu hutoa "alama ya kipekee" ya wigo: unbalance at 1× RPM, misalignment kwa 2×, ulegevu kama sauti nyingi za msingi, hitilafu za beari kwa masafa yasiyosawiana. The Balancet-1A hufanya usawazishaji na uchambuzi wa wigo kwa pamoja katika kifaa kimoja kinachobebeka.
Kila mashine inayozunguka inatetemeka. Katika mashine yenye afya nzuri, mtetemo ni mdogo na thabiti — hii ni "saini yake ya kawaida ya uendeshaji." Hitilafu zinapoendelea kukua, mtetemo hubadilika kwa njia zinazotarajiwa. Kwa kupima na kuchambua mabadiliko haya, tunaweza kutambua chanzo kikuu cha tatizo, kutabiri kushindwa kwa mashine, na kupanga matengenezo kabla ya kuharibika kwa ghafla. Hii ndiyo msingi wa matengano ya tabiri.
FFT: Msingi wa Uchambuzi wa Wigo
Kipimo cha mtetemo (akselomita) hubadilisha mtetemo wa kimwili kuwa ishara ya umeme. Inapoonyeshwa kwa wakati, hii ni waveform — mstari mgumu, unaoonekana kuchanganyikiwa wakati hitilafu nyingi zipo. FFT (Mabadiliko ya Haraka ya Fourier) hugawanya ishara hii ngumu katika vipengele vya sinusoidali, kila kimoja kikiwa na masafa na ukubwa wake.
Fikiria FFT kama prism inayogawanya mwanga mweupe kuwa upinde wa mvua. Mawimbi mgumu ni "mwanga mweupe" — FFT hufunua "rangi" za moja kwa moja (masafa) zilizofichwa ndani yake. Matokeo yake ni wigo wa mitetemo — chombo kikuu cha uchunguzi.
Vigezo Muhimu vya Wigo
- Masafa (Mhimili wa X, Hz): How often oscillations occur. Directly linked to the source. 1× = shaft speed. 2× = twice shaft speed.
- Ukubwa (Mhimili wa Y, mm/s RMS): Vibration intensity at each frequency. Higher peaks = more energy = more serious condition.
- Harmonics: Integer multiples of the fundamental: 2× (2nd), 3× (3rd), 4×, etc. Their presence and relative height carry diagnostic information.
- Phase (°): Uhusiano wa wakati katika vituo tofauti vya kipimo. Muhimu kwa kutofautisha usawazishaji usio na usawa (awamu sawa) na kutokulinganishwa (180°).
Vitengo vya Kipimo cha Mtetemo: Msongamano, Kasi, Kuharakisha
Mtetemo unaweza kupimwa kama vigezo vitatu tofauti vya kimwili. Kila kimoja kinasisitiza masafa tofauti ya mzunguko, na hivyo kufaa kwa kazi tofauti za utambuzi. Kuelewa wakati wa kutumia kigezo gani ni msingi wa uchambuzi mzuri.
📏 Displacement
Measures how far uso unavyosogea. Inasisitiza masafa ya chini — bora kwa mashine za mwendo wa polepole, uchambuzi wa mzunguko wa shimoni, na vitambuzi vya ukaribu kwenye beari za jarida. 1 mil = 25.4 µm.
📈 Velocity
Measures how fast uso unavyosogea. The kigezo cha kawaida kwa ufuatiliaji wa jumla wa mitambo kulingana na ISO 10816. Mwitikio wa masafa sawa hutoa uzito sawa kwa aina nyingi za hitilafu. Balanset-1A inapima kwa mm/s RMS.
💥 Acceleration
Measures the force ya mtetemo. Inasisitiza masafa ya juu — bora kwa kasoro za mapema za beari, mzunguko wa gia, na migongano. 1 g = 9.81 m/s². Hutumika kwa uchambuzi wa bahasha/udhibiti.
| Parameter | Unit | Frequency Range | Best For | Standards |
|---|---|---|---|---|
| Displacement | µm pk-pk | 1–100 Hz | Mashine za mwendo wa polepole (< 600 RPM), mzunguko wa shimoni, vitambuzi vya ukaribu, beari za jarida | ISO 7919 (mtetemo wa shimoni) |
| Velocity | mm/s RMS | 10–1000 Hz | Ufuatiliaji wa jumla wa mitambo — usawa mbaya, kutofanana kwa mhimili, ulegezaji. Kigezo cha msingi. | ISO 10816, ISO 20816 |
| Acceleration | g or m/s² RMS | 500 Hz – 20 kHz | Kasoro za mapema za beari, mzunguko wa gia, migongano, mitambo ya kasi ya juu | ISO 15242 (mtetemo wa beari) |
Ikiwa una kipimo kimoja tu na kigezo kimoja cha kuchagua — chagua kasi ya mtetemo (mm/s RMS). Inashughulikia anuwai pana zaidi ya hitilafu za kawaida kwa mwitikio thabiti. Balanset-1A hutumia hiki kama kigezo chake cha asili. Ongeza kipimo cha kuongezeka kwa kasi tu unapohitaji kugundua kasoro za mapema za beari au gia katika masafa ya juu.
Mbinu ya Upimaji kwa Balanset-1A
Uwekaji wa Kipimo
Ubora wa utambuzi unategemea kabisa ubora wa upimaji. Nguvu za mtetemo husambazwa kupitia beari, kwa hivyo vipimo lazima vifungwe kwenye nyumba za beari — karibu iwezekanavyo na beari, kwenye muundo unaobeba mzigo (si vifuniko au mapezi ya kupozea).
- Maandalizi ya uso: Safi, tambarare, bila magamba ya rangi. Msingi wa sumaku lazima ukae sawasawa.
- Radial ya usawa (H): Perpendicular kwa mhimili, uso wa usawa. Mara nyingi huwa na ukubwa wa juu zaidi.
- Radial ya wima (V): Perpendicular kwa mhimili, uso wa wima.
- Axial (A): Sambamba na mhimili. Muhimu kwa kugundua kutofanana kwa mstari.
Balanset-1A ina njia 2. Kwa utambuzi, weka vipimo vyote viwili kwenye same beari — moja ya radial, moja ya axial. Hii inatoa wigo wa radial + axial kwa wakati mmoja, kuwezesha ugunduzi wa papo hapo wa kutofanana kwa mstari.
Hali za Balanset-1A kwa Utambuzi
- F1 — Kichunguzi cha Wigo: Onyesho kamili la FFT. Hali ya msingi ya utambuzi.
- F5 — Kiashiria cha mtetemo: Quick assessment. Compare V1s (total RMS) vs. V1o (1×). If V1s ≈ V1o → unbalance. If V1s ≫ V1o → other faults.
- F8 — Charts: Wigo wa kina + mawimbi ya muda. Bora kwa mifumo ya harmoniki na masafa ya bearing.
Kabla ya kusawazisha, linganisha V1s na V1o. Kama V1s ≫ V1o (mfano, 8 dhidi ya 2 mm/s), mtetemo mkubwa HAUTOKANI na kutokuwa na usawa. Kusawazisha hakutasuluhisha tatizo — chunguza wigo kamili.
Uchambuzi wa Awamu — Kipengele cha Kutofautisha katika Utambuzi
Masafa hukuambia what kinachotetemeka; awamu hukuambia how. Two faults can produce identical spectrums (both dominated by 1×) — only phase analysis distinguishes them. Phase is the angular relationship between vibration at different measurement points, measured in degrees (0°–360°).
| Phase Relationship | Pointi za Kupima | Diagnosis | Explanation |
|---|---|---|---|
| 0° (in-phase) | Bearing 1 ↔ Bearing 2 (radial) | Static unbalance | Bearing zote mbili zinasogea pamoja sawasawa — eneo moja zito katikati ya rotor. Marekebisho ya uso mmoja. |
| ~180° (awamu kinyume) | Bearing 1 ↔ Bearing 2 (radial) | Kutokuwa na usawa wa nguvu (couple) | Bearing zinakunjika kwa mwelekeo kinyume — maeneo mawili mazito kwenye nyuso tofauti huunda nguvu ya kunjika. Marekebisho ya nyuso mbili yanahitajika. |
| ~90° | Mlalo ↔ Wima (bearing moja) | Kutokuwa na usawa (aina yoyote) | Kawaida kwa kutokuwa na usawa — vektori ya nguvu inazunguka pamoja na shimoni, ikizalisha ~90° kati ya H na V kwenye sehemu moja. |
| ~180° | Kupitia kiungo (radial) | Utofauti wa parasilel | Coupling forces push shafts apart in opposite radial directions. 180° across coupling with high 2× is the signature. |
| ~180° | Kupitia kiungo (axial) | Kukosa mhimili wa angular | Shafts alternately push/pull axially. 180° axial across coupling with high 1× and 2× is definitive. |
| 0° | Kupitia kiungo (axial) | Si upiganaji wa mhimili | Pande zote mbili zinasogea kwa mwelekeo mmoja wa axial — uwezekano wa upanuzi wa joto, msongo wa mabombo, au mguu laini. Si upiganaji wa pembe. |
| Isiyo na utaratibu / isiyoimara | Pointi yoyote thabiti | Uleggevu wa mitambo | Msomaji wa awamu huruka bila mpangilio kati ya vipimo — tabia ya migongano kwenye viungo vilivyo huru. Awamu isiyoimara = ulegge wa muundo. |
| Inapotea polepole | Pointi yoyote, kwa muda | Mwangwi au athari za joto | Mabadiliko ya awamu polepole wakati wa joto la awali yanaonyesha ugumu wa muundo unaobadilika na joto (kutokuwa sawa kwa mstari kutokana na joto). |
| Thabiti, si 0/180° | Beari 1 ↔ Beari 2 | Kutokuwa na usawa wa tuli + nguzo pamoja | Phase between 0° and 180° indicates a mix of static and couple components — requires two-plane balancing. |
Balanset-1A inaonyesha awamu kwa mzunguko wa 1× (thamani ya F1 katika hali ya kipima mtetemo) kwa kutumia takometri kama kumbukumbu. Ili kulinganisha awamu kati ya beari mbili, pima kila beari katika mwelekeo ule ule (k.m., usawa) na takometri ikiwa kwenye alama ile ile ya kumbukumbu. Tofauti katika masomaji ya awamu inaonyesha aina ya hitilafu. Hakuna programu maalum inayohitajika — punguza tu masomaji mawili.
Hitilafu ya 1: Kutokuwa na Usawa
Cause: Kitovu cha uzito kimehama kutoka kwenye mhimili wa mzunguko. Uvumilivu wa utengenezaji, mkusanyiko wa amana, mmomonyoko, msumari uliovunjika, uzito uliopotea.
Spectrum: Dominant peak at exactly 1× RPM. Very low harmonics. Radial vibration. Amplitude increases with speed² (quadratic). Phase is stable and repeatable.
Kutokuwa na Usawa wa Tuli (Uso Mmoja wa Urekebishaji)
Kilele safi cha 1×, mawimbi ya sinusoidal. Beari zote zimo katika awamu moja. Urekebishaji wa uso mmoja wa usawazishaji.
Kutokuwa na Usawa wa Nguvu (Nyuso Mbili za Urekebishaji / Nguzo)
Also 1× dominant, but bearings ~180° out of phase. Two-plane correction required.
Action: Perform rotor balancing na Balanset-1A. Kiwango cha uvumilivu wa G-grade kwa ISO 1940-1.
Hitilafu 2: Kutokulingana kwa Shimoni
Cause: Mihimili ya shimoni zilizounganishwa hazilingani. Inaweza kuwa ya sambamba (mkengeuko) au ya pembe (kupinda), kawaida zote mbili.
Kutokulingana kwa Sambamba (Radial)
High 1× and 2× in the radial direction. 2× often ≥ 1×. 180° phase shift across coupling.
Kutokulingana kwa Pembe — Radial
1× and 2× present in radial, but 2× typically dominates.
Kutokulingana kwa Pembe — Axial
Axial vibration ≥ 50% of radial. 180° phase across coupling in axial. This is the key distinguishing measurement.
Action: Kusawazisha HAKUTASAIDIA. Simamisha mashine na fanya ulinganifu wa shimoni. Angalia tena mtetemo baada ya kazi hiyo.
Hitilafu 3: Ulegeau wa Mitambo
Cause: Kupungukiwa nguvu ya muundo — bolti zilizolegalega, nyufa katika msingi, viti vya beari vilivyochakaa, nafasi kubwa kupita kiasi.
Ulegeau wa Vipande
"Forest" of harmonics — 1×, 2×, 3×, 4×… up to 10×+ with decreasing amplitude. May show 0.5× subharmonics.
Ulegeau wa Muundo
1× and/or 2× dominant. Few higher harmonics. Strong vertical vibration.
Action: Kagua na kaza bolti za ufungaji. Angalia msingi. Daima kagua ulegeau before balancing.
Hitilafu 4: Kasoro za Beari za Kuviringa
Cause: Mashimo madogo, kung'oleka, mchakato wa mmomonyoko kwenye njia za mbio, vipande vya kuviringa, au kikapu.
BPFI = (n/2)(1 + Bd/Pd·cos α) · fs
BSF = (Pd/2Bd)(1 − (Bd/Pd·cos α)²) · fs
FTF = ½(1 − Bd/Pd·cos α) · fs
Kasoro ya Njia ya Nje (BPFO)
Series of peaks at BPFO, 2×BPFO, 3×BPFO… No 1× sidebands (stationary ring). Most common bearing fault.
Kasoro ya Njia ya Ndani (BPFI)
BPFI harmonics with ±1× sidebands (rotating ring, load zone modulation). Sideband pattern is the key identifier.
Kasoro ya Kipande cha Kuviringa (BSF)
Harmoniki za BSF. 2×BSF mara nyingi ndiyo kubwa zaidi. Isiyosawaziana na mzunguko. Mara nyingi huambatana na uharibifu wa njia ya mbio.
Kasoro ya Kizimba (FTF)
Sub-synchronous peaks (FTF ≈ 0.4× shaft speed). Low frequency. Often accompanies other bearing damage.
Hatua ya 1 — Chini ya uso: Eneo la mawimbi ya juu sana (> 5 kHz). Haionekani kwenye FFT ya kawaida. Inaweza kugunduliwa kwa nishati ya mshtuko / uchambuzi wa bahasha.
Hatua ya 2 — Kasoro ya mapema: Masafa ya beari yanaonekana (BPFO, BPFI). Ukubwa mdogo. Hapa ndipo Balanset-1A huanza kugundua.
Hatua ya 3 — Imeendelea: Maumbo mengi ya masafa. Makundi ya pembeni yanakua. Kiwango cha kelele kinaongezeka.
Hatua ya 4 — Imesonga mbali: Kelele pana. Masafa ya beari yanaweza kutoweka ndani ya kelele. Ubadilishaji ni wa haraka.
Uchambuzi wa Bahasha (Uondoaji wa Moduli) — Ugunduzi wa Mapema wa Kasoro ya Beari
Uchambuzi wa wigo wa FFT wa kawaida hugundua kasoro za beari kuanzia Hatua ya 2 na kuendelea. Lakini katika Hatua ya 1, mshtuko wa beari ni dhaifu sana kuonekana juu ya kiwango cha kelele. Uchambuzi wa bahasha (pia huitwa uondoaji wa moduli au ugunduzi wa masafa ya juu, HFD) hupanua ugunduzi hadi hatua za mapema zaidi.
How It Works
Kipengele cha kuviringika kinapogonga kasoro, hutoa mshtuko mfupi wa msukumo unaochochea mzunguko wa muundo wa masafa ya juu (kawaida 5–20 kHz). Mzunguko huu "unalia" kwa muda mfupi kwa kila mshtuko. Uchambuzi wa bahasha hufanya kazi kwa hatua tatu:
- Kichujio cha band-pass: Tenga bendi ya mzunguko wa masafa ya juu (k.m., 5–15 kHz) ambapo mshtuko unalia.
- Rekebisha na bahasha: Toa mchoro wa moduli ya ukubwa — "bahasha" inayofuata vilele vya mzunguko.
- FFT ya envelope: Tumia FFT kwenye ishara ya bahasha. Matokeo yanaonyesha kiwango cha kurudia ya mshtuko — ambayo inalingana na masafa ya kasoro ya beari (BPFO, BPFI, BSF, FTF).
Katika wigo ghafi, mshtuko dhaifu katika BPFO unaweza kutoa 0.1 mm/s — haionekani miongoni mwa kelele za mashine za 2 mm/s. Lakini mshtuko huo huo unachochea mzungumzo wa resonance kwa 8 kHz ambapo hakuna chanzo kingine cha mtetemo. Baada ya demodulation, muundo wa kurudiwa wa BPFO unaonekana wazi dhidi ya usuli safi.
Vigezo Vinavyohusiana
- Spike Energy (SE): Kipimo cha jumla cha nishati ya mshtuko wa masafa ya juu. Thamani ya scalar inayofuatiliwa. Nzuri kwa uchunguzi wa haraka wa "ndiyo/hapana".
- gSE / HFD / PeakVue: Majina maalum ya wazalishaji kwa vigezo vinavyotokana na envelope. Vyote vinategemea kanuni moja.
- Envelope ya kuongezeka kwa kasi: Balanset-1A hupima kwa kasi (mm/s). Kwa uchambuzi kamili wa envelope, kichanganuzi maalum chenye ingizo la kuongezeka kwa kasi na uwezo wa kuchuja band-pass ni bora zaidi. Hata hivyo, FFT ya Balanset-1A bado inaweza kugundua kasoro za beari za Hatua ya 2 na zaidi kwa ufanisi katika wigo wa kawaida wa kasi.
Action: Angalia mafuta ya kulainisha. Panga ubadilishaji wa beari. Ongeza mara kwa mara ya ufuatiliaji.
Kasoro ya 5: Kasoro za Gia
Cause: Meno yaliyochakaa, yenye mashimo, au yaliyovunjika. Msongo wa gia. GMF = idadi ya meno × RPM ya shimoni / 60.
Msongo wa Gia
GMF with sidebands at ±1× shaft speed. Gear's 1× may also be elevated.
Kuchakaa / Uharibifu wa Meno ya Gia
Maudhui mengi ya GMF yenye sidebands nyingi. Ukali unafuatana na idadi ya sidebands na ukubwa wao.
Action: Angalia mafuta ya sanduku la gia kwa chembe za chuma. Panga ukaguzi. Fuatilia mwelekeo wa sideband ya GMF.
Kasoro za Umeme (Injini)
Kasoro za sumaku-umeme husababisha mtetemo kwa 2× masafa ya laini (100 Hz kwenye gridi za 50 Hz, 120 Hz kwenye gridi za 60 Hz). Jaribio muhimu: mtetemo hutoweka instantly wakati umeme unapokatwa. Hitilafu za mitambo hupungua polepole.
- Eccentricity ya stator: Mara 2× ya mzunguko wa laini, amplitude thabiti.
- Kasoro za bar za rotor: Mipande ya pembeni karibu na mzunguko wa laini kwa vipindi vya mzunguko wa slip.
- Soft foot: Mtetemo hubadilika wakati miguu ya mtu binafsi ya motor inapolegezwa.
Hitilafu ya 7: Matatizo ya Mfumo wa Mkanda
Cause: Mikanda iliyochakaa, iliyopotoka, au iliyopigwa msongo vibaya. Mifumo ya mkanda huzalisha mtetemo kwa mzunguko wa kupita mkanda, ambao kwa kawaida ni mzunguko wa chini-ya-usawazishaji (chini ya kasi 1× ya mhimili) kwa kuwa mkanda ni mrefu kuliko mzingo wa pulley.
Simplified: fbelt = kasi ya mzingo wa pulley / urefu wa mkanda
Alama za Kawaida za Mkanda
- Uchakavu wa mkanda / kasoro: Vilele vya mzunguko wa mkanda (fbelt) and its harmonics (2×, 3×, 4× fbelt). Hizi zinaonekana chini ya kasi 1× ya mhimili — vilele vya chini-ya-usawazishaji ni kiashiria kikuu.
- Upokeaji mbaya wa mkanda: Elevated axial vibration at 1× and 2× shaft speed. Similar to shaft misalignment but restricted to the belt-driven machine.
- Msongo usio sahihi: Mtetemo wa juu wa 1× unaobadilika kwa kiasi kikubwa na marekebisho ya msongo wa mkanda. Mikanda iliyofungwa sana huongeza mzigo wa beari; mikanda mirefu husababisha mlio na vilele vya mzunguko wa mkanda.
- Resonance: Mzunguko wa asili wa mkanda ("mtetemeko wa mkanda") unaweza kusisimulishwa ikiwa resonance ya kipande cha mkanda inalingana na kasi ya uendeshaji. Inaonekana kama kilele kipana katika mzunguko wa asili wa mkanda.
Action: Angalia hali ya mkanda, mvutano wake, na usawa wa pulley. Badilisha mikanda iliyochakaa. Kwa matatizo yanayojirudia, thibitisha usawa wa pulley kwa kutumia zana ya leza au ukingo ulionyooka.
Hitilafu ya 8: Cavitation ya Pampu
Cause: Mapovu ya mvuke huunda na kupasuka kwa nguvu wakati shinikizo la ndani linaposhuka chini ya shinikizo la mvuke wa maji — kawaida kwenye mwingilio wa pampu. Kila kupasuka kwa Povu kunazalisha mshtuko mdogo. Maelfu ya mipasuko kwa sekunde huzalisha kelele ya pande zote yenye tabia maalum.
Alama ya Wigo wa Mzunguko
- Nishati ya masafa ya juu yenye upana mkubwa: Tofauti na hitilafu za kimakanika (ambazo huzalisha vilele vya kipekee), cavitation huzalisha sakafu ya kelele iliyoinuliwa kwa masafa mapana, kawaida zaidi ya 2–5 kHz. Wigo unaonekana kama "nundu" au uwanda ulioinuliwa badala ya vilele vikali.
- Bila utaratibu, isiyo ya mzunguko: Hakuna harmoniki, hakuna uhusiano na kasi ya mhimili. Kelele inasikika kama "changarawe" au "kukatakatakata" — inasikika hata bila vifaa.
- Athari za masafa ya chini: Cavitation kali inaweza pia kusababisha kutokuwa imara kwa mara 1× na kelele ya masafa ya chini yenye upana mkubwa kutokana na msukosuko wa mtiririko.
Action: Ongeza shinikizo la mwingilio (shushia pampu, fungua valve ya mwingilio, punguza upotevu wa bomba la mwingilio). Angalia NPSHavailable vs. NPSHrequired. Punguza kasi ya pampu ikiwezekana. Cavitation husababisha uharibifu wa mmonyoko haraka — usipuuzie.
Hitilafu ya 9: Oil Whirl & Oil Whip (Beari za Journal)
Cause: Kutokuwa imara kwa filamu ya maji kwenye beari za journal (za sleeve). Pembe ya filamu ya mafuta hulazimisha mhimili kuzunguka ndani ya nafasi ya beari kwa masafa ya chini ya ya-usawazishano. Hii ni tofauti na kasoro za beari za kipande cha kuviringa na hutokea tu kwenye beari za mviringo/journal.
Oil Whirl
- Frequency: Approximately 0.42× to 0.48× kasi ya mhimili (mara nyingi inatolewa kama ~0.43×). Hii ni kilele cha chini ya usawazishano kinachofuata kasi ya mhimili — ikiwa RPM inaongezeka, masafa ya whirl yanaongezeka kwa uwiano.
- Spectrum: Kilele kimoja kwa ~0.43× kinachobadilika na kasi. Ukubwa wa mtetemo unaweza kuwa wa wastani.
- Condition: Ishara ya awali ya oil whip. Kawaida haidhuru mara moja lakini inaonyesha kutokuwa imara.
Oil Whip
- Frequency: Inaunganishwa na ya kwanza ya rotor frequency asili (kasi ya hali ya msongo). Tofauti na whirl, HAIFUATI kasi ya mhimili — masafa yanabaki yasiobadilika RPM zinapobadilika.
- Spectrum: Kilele kikubwa cha chini ya usawaziano kwenye kasi ya kwanza muhimu ya rotor. Ukubwa wa mtetemo unaweza kuwa mkubwa sana — unaoharibu.
- Condition: Dangerous. Hatua ya haraka inahitajika. Inaweza kusababisha uharibifu wa beari na shaft.
Zote mbili hutoa vilele vya chini ya usawaziano, lakini: Oil whirl is at ~0.43× (not exactly 0.5×) and tracks with speed. Looseness produces peaks at exactly 0.5×, 1.5×, 2.5× and does not track with speed (stays at fixed fractions of 1×). Oil whirl only occurs in journal/sleeve bearings — if the machine has rolling element bearings, it cannot be oil whirl.
Action: Kwa oil whirl: angalia pengo la beari, mnato wa mafuta, na mzigo. Ongeza mzigo wa beari au badilisha mnato wa mafuta. Kwa oil whip: punguza kasi mara moja chini ya kiwango muhimu. Wasiliana na mtaalamu wa mienendo ya rotor.
ISO 10816 Ukali wa Mtetemo — Jedwali Kamili la Uainishaji
ISO 10816-1 (the general part of the ISO 10816 series, superseded by ISO 20816 but still widely referenced) defines vibration severity zones for four machine classes. Vibration is measured as velocity in mm/s RMS on bearing housings. The table below shows all zone boundaries for all four classes — use it as a quick reference when evaluating measurements. Note that ISO 10816-3 (now ISO 20816-3), which covers industrial machines of 15 kW to 50 MW, uses a different scheme — two machine groups with rigid or flexible support classes — rather than the Classes I–IV shown here.
| Machine Class | Zone A Nzuri |
Zone B Acceptable |
Zone C Alert |
Zone D Danger |
|---|---|---|---|---|
| Class I Mashine ndogo ≤ 15 kW (pampu, feni, compressor) |
≤ 0.71 | 0.71 – 1.8 | 1.8 – 4.5 | > 4.5 |
| Class II Mashine za kati 15–75 kW (bila msingi maalum) |
≤ 1.8 | 1.8 – 4.5 | 4.5 – 11.2 | > 11.2 |
| Class III Mashine kubwa > 75 kW (msingi mgumu) |
≤ 2.8 | 2.8 – 7.1 | 7.1 – 18 | > 18 |
| Class IV Mashine kubwa > 75 kW (msingi laini, k.m. fremu ya chuma) |
≤ 4.5 | 4.5 – 11.2 | 11.2 – 28 | > 28 |
Step 1: Tambua darasa la mashine yako kulingana na nguvu na aina ya msingi.
Step 2: Pima kasi ya jumla ya mtetemo (mm/s RMS) kwenye kila nyumba ya beari katika mwelekeo wa radial.
Step 3: Find the zone. Zone A = mpya iliyowekwa au bora kabisa. Zone B = uendeshaji wa muda mrefu bila vikwazo. Zone C = inakubalika kwa muda mfupi tu — panga matengenezo. Zone D = uharibifu unasababishwa — simamisha mashine haraka iwezekanavyo.
Remember: mwenendo wa mabadiliko una umuhimu zaidi kuliko thamani kabisa. Mashine inayofanya kazi kwa 3.0 mm/s (Eneo B kwa Darasa II) ambayo ilikuwa 1.5 mm/s kabla — imefika mara mbili — chunguza sababu hata kama bado iko ndani ya "inayokubalika." Hali ya kipimo cha mtetemo (F5) ya Balanset-1A inaonyesha kasi ya jumla V1s kwa tathmini ya haraka ya eneo.
ISO 10816 ilibadilishwa rasmi na ISO 20816 (iliyochapishwa 2016–2022). Mipaka ya maeneo inabaki sawa kwa aina nyingi za mashine, lakini ISO 20816 inaongeza vigezo vya tathmini vya uhamishaji na inapanua sehemu maalum za mashine. Kwa vitendo, thamani za ISO 10816 zinaendelea kuwa kumbukumbu ya kawaida ya sekta. Balanset-1A na programu nyingi za kiviwanda za mtetemo bado zinatumia maeneo ya ISO 10816.
Kutoka Kipimo hadi Ufuatiliaji
Trend Analysis
Wigo mmoja ni picha ya wakati huo. Nguvu ya uchambuzi wa mtetemo iko katika trend analysis — kufuatilia mabadiliko kwa muda.
- Weka msingi wa kipimo: Measure new or known-good equipment. Save spectra.
- Weka vipindi vya kipimo: Muhimu: kila wiki. Kawaida: kila mwezi. Msaidizi: kila robo ya mwaka.
- Hakikisha urudiaji: Pointi zile zile, mwelekeo ule ule, hali zile zile za uendeshaji.
- Track changes: Ongezeko la mara 2 kutoka kwenye msingi wa kipimo ni muhimu hata kama iko katika Eneo A la ISO.
Mfumo wa Maamuzi
- Pata wigo wa masafa wa ubora (F8 Chati, mwelekeo wa radial + axial).
- Tambua kilele cha juu zaidi — hii ndiyo tatizo kuu.
- Linganisha na aina ya kasoro:
- 1× dominates → Kutokuwa na usawa → Fanya usawa kwa Balanset-1A.
- 2× dominates + high axial → Kutokuwa na usawa wa mhimili → Rekebisha usawa wa mhimili.
- Sauti nyingi za harmoniki → Ulegezaji → Kagua na kaza.
- Vilele visivyo na usawazishaji → Bearing → Panga uingizwaji.
- GMF + sidebands → Gia → Angalia mafuta, kagua sanduku la gia.
- Rekebisha kasoro kuu kwanza — dalili za sekondari mara nyingi hutoweka.
Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara — Uchambuzi wa Mtetemo
▸ Uchambuzi wa mtetemo ni nini?
▸ Ninawezaje kutofautisha usawa mbaya na kutofautiana kwa mhimili?
▸ Bearing defect frequencies ni nini?
▸ Kiwango kizuri cha mtetemo ni kipi?
▸ Je, Balanset-1A inaweza kufanya uchambuzi wa mtetemo?
▸ Mawimbi ya muda dhidi ya wigo wa FFT?
▸ Ninafaa kupima mtetemo mara ngapi?
▸ Nini husababisha mtetemo wa 0.5× (subharmonic)?
Makala ya Glossary Inayohusiana
Kwanza Gundua Hitilafu — Kisha Sawazisha
Balanset-1A ni zana ya uchanganuzi wa mtetemo yenye njia 2 na pia kisawazishaji cha usahihi cha uwanjani. Tambua hitilafu kupitia wigo wa mzunguko, kisha itatua — yote kwa chombo kimoja.
Tembelea Vifaa →
0 Comments