அதிர்வு பகுப்பாய்வில் பீட்டிங்: காரணங்கள் மற்றும் அடையாளம் காணுதல்
In vibration analysis, beating (or a beat) என்பது ஒரு தனித்துவமான நிகழ்வாகும்; இதன் சிறப்பியல்பு, ஒரு vibration சமிக்ஞையின் வீச்சில் மெதுவான, கால இடைவெளியான ஏற்றமும் இறக்கமும் ஆகும். மிக நெருக்கமான — ஆனால் ஒரே மாதிரியில்லாத — frequency இரண்டு தனித்தனி அதிர்வு கூறுகள் ஒரே நேரத்தில் இருந்து இணையும்போது இது நிகழ்கிறது. இதன் விளைவாக உருவாகும் time waveform ஒரே சைன் அலையைப் போல் தோன்றுகிறது; அதன் வீச்சு மெதுவாக, தாளகதியான, ஏறக்குறைய சுவாசிக்கும் முறையில் பெருகியும் குறைந்தும் காணப்படும். ஒரு பீட்டை அடையாளம் காண்பது மதிப்புமிக்கது, ஏனெனில் இது ஏறக்குறைய ஒரே வேகத்தில் இயங்கும் இரண்டு இணை மூலங்களின் நேரடியான, தெளிவான அடையாளமாகும்.
1. வரையறை: அதிர்வு பீட் என்றால் என்ன?
ஒரு பீட் என்பது தனக்கென ஒரு தனி அதிர்வெண் அல்ல — இது இரண்டு அதிர்வெண்கள் ஒன்றோடொன்று தொடர்புகொள்வதன் கேட்கக்கூடிய மற்றும் அளவிடக்கூடிய விளைவாகும். காதுக்கு இது ஒரு சிறப்பியல்பு வாய்ந்த “கம்பீர அலைவு” அல்லது துடிப்பு ஒலியை உருவாக்குகிறது; ஒரு amplitude மீட்டரில் இது நிலையாக இல்லாமல், ஒரு வழக்கமான சுழற்சியில் மேலும் கீழும் நகரும் வாசிப்பாகக் காட்டப்படுகிறது. இரண்டு மூல அதிர்வெண்கள் எவ்வளவு நெருக்கமாக இருக்கின்றனவோ, அவ்வளவு மெதுவாகவும் தெளிவாகவும் பெருக்கம் இருக்கும்; அவை எவ்வளவு தொலைவில் இருக்கின்றனவோ, அவ்வளவு வேகமாக துடிப்பு இருக்கும்; இறுதியில், காதும் பகுப்பாய்வியும் ஒரு பண்பேற்றப்பட்ட தொனிக்குப் பதிலாக இரண்டு தனித்த தொனிகளைக் கேட்கும்.
இது பீட்டிங்கை, ஒரு தனி இயந்திரத்தினுள் உள்ள கோளாறால் ஏற்படும் amplitude பண்பேற்றத்திலிருந்து அடிப்படையில் வேறுபடுத்துகிறது. ஒரு பீட்டுக்கு ஒப்பிடத்தக்க வலிமை கொண்ட இரண்டு சுயாதீன தூண்டுதல்கள் தேவை; இது ஒரு interference விளைவு, ஒரு கூறில் உள்ள குறைபாடு அல்ல.
2. பீட்டிங்கின் பின்னணி இயற்பியல்
பீட்டிங் என்பது ஆக்கபூர்வமான மற்றும் அழிவுகரமான குறுக்கீட்டின் விளைவாகும். இரண்டு அதிர்வு அலைகளின் உச்சிகள் (ஒத்த கட்டத்தில்) ஒன்றிணையும்போது, அவற்றின் வீச்சுகள் கூட்டப்பட்டு, அதிக ஒட்டுமொத்த வீச்சை உருவாக்குகின்றன. ஒரு அலையின் உச்சி மற்றொன்றின் தாழ்விடத்துடன் (கட்டத்திற்கு வெளியே) ஒன்றிணையும்போது, அவை பகுதியாகவோ முழுமையாகவோ ரத்தாகி, குறைந்த ஒட்டுமொத்த வீச்சை உருவாக்குகின்றன. வலுவூட்டல் மற்றும் ரத்தாதலின் இந்தத் தொடர்ச்சியான சுழற்சி, சிறப்பியல்பு வாய்ந்த பீட்டிங் ஒலியையும் அதிர்வு முறையையும் உருவாக்குகிறது.
இந்த வீச்சு பண்பேற்றத்தின் அதிர்வெண், இது beat frequencyஎன அழைக்கப்படுகிறது, இது இரண்டு மூல அதிர்வெண்களுக்கு இடையேயான முழுமையான வேறுபாட்டிற்குச் சமமாகும்:
பீட் அதிர்வெண் = |அதிர்வெண் 1 − அதிர்வெண் 2|
உதாரணமாக, இரண்டு இயந்திரங்கள் 29.5 Hz மற்றும் 30.5 Hz இல் அதிர்வை உருவாக்கினால், இதன் விளைவாக வரும் பீட் அதிர்வெண் |29.5 − 30.5| = 1.0 Hz ஆகும். எனவே ஒட்டுமொத்த வீச்சு ஒவ்வொரு வினாடிக்கும் ஒருமுறை ஏறி இறங்கும். ஒரு முக்கியமான நுட்பத்தைக் கவனியுங்கள்: நீங்கள் உண்மையில் உணரும் அதிர்வு இன்னும் ஏறக்குறைய average இரண்டு அதிர்வெண்களின் (இங்கு சுமார் 30 Hz), அதே நேரத்தில் அதன் மேல் உள்ள மெதுவான என்வலப் 1 Hz பீட் வீதத்தில் துடிக்கிறது. அந்த என்வலப்பின் ஒவ்வொரு உச்சத்திலும் அடையும் அதிகபட்ச வீச்சு இரண்டு தனிப்பட்ட வீச்சுகளின் கூட்டுத்தொகையாகும் — எனவே சமமான இரண்டு 2 mm/s மூலங்கள் கணப்பொழுதில் ஏறக்குறைய 4 mm/s ஆக ஒன்றிணையக்கூடும்.
3. தொழில்துறை இயந்திரங்களில் பீட்டிங் ஏற்படுவதற்கான பொதுவான காரணங்கள்
ஒரு பீட் என்பது நெருக்கமாக இடைவெளியில் உள்ள இரண்டு உந்து அதிர்வெண்களை தெளிவாகச் சுட்டிக்காட்டுவதால், இது ஒரு பயனுள்ள நோயறிதல் துப்பாகும். தொழில்துறைச் சூழல்களில் பொதுவான மூலங்கள்:
- பொதுவான கட்டமைப்பின் மீது பல இயந்திரங்கள்: ஒரே பேஸ்பிளேட் அல்லது பைப்பிங் அமைப்பின் மீது இயங்கும் இரண்டு ஒரே மாதிரியான பம்புகள் அல்லது ஃபேன்கள் என்பது செம்மையான உதாரணம். அவற்றின் இயக்க வேகங்கள் சற்று வேறுபட்டால் (உதாரணமாக 1780 rpm மற்றும் 1785 rpm), அவை குறைந்த அதிர்வெண் பீட்டை உருவாக்குகின்றன. இது நெருக்கமாகத் தொடர்புடையது இயக்க-வேகம் (1×) vibration from each unit.
- Electric motors: மோட்டாரின் சுழற்சி அதிர்வெண்ணுக்கும் ஒரு மின் அதிர்வெண்ணுக்கும் இடையே பீட்டிங் ஏற்படக்கூடும் — உதாரணமாக தகு-অতিক্রম ফ্রিকোয়েন্সি ஒரு இண்டக்ஷன் மோட்டாரில், அது இரண்டு மடங்குடன் ஒன்றுடன் ஒன்று மேற்பொருந்துகிறது slip frequency. இந்தப் பீட்கள் சில குறிப்பிட்டவற்றின் அடையாளக் குறியாகும் மின் பிழைகள்.
- Multi-stage pumps or compressors: interaction between different stages running at slightly different effective speeds.
- Gearboxes: interaction between two gear-mesh frequencies ஒத்த எண்ணிக்கையிலான பற்களுடன்.
- Hydraulic or aerodynamic pulsations: மேற்பொருந்தும் போன்ற, ஓட்டம் தொடர்பான குழப்பத்தின் இரண்டு வெவ்வேறு மூலங்களுக்கு இடையேயான தொடர்பு ஹைட்ராலிக் விசைகள் அல்லது காற்றியக்கவியல் விசைகள்.
4. அதிர்வுத் தரவில் பீட்டிங்கை எவ்வாறு அடையாளம் காண்பது
Time-waveform analysis
The time waveform என்பது பீட்டிங்கைக் கண்காணிப்பதற்கான மிக நேரடியான வழியாகும். சிக்னல், வீச்சு மாடுலேஷனின் தெளிவான, மீளமீளும் வடிவத்தைக் காட்டுகிறது. தொடர்ச்சியான இரண்டு வீச்சு உச்சங்களுக்கு (அல்லது இரண்டு தாழ்வுகளுக்கு) இடையேயான நேரம் பீட்டின் காலமாகும்; அதன் பரிமாற்றம் பீட் அதிர்வெண்ணாகும். நீண்ட பதிவு சாளரம் அவசியம் — பதிவு ஒரு பீட் காலத்தைவிட குறைவாக இருந்தால், வீக்கத்தின் ஒரு துண்டை மட்டுமே நீங்கள் காண்பீர்கள், மேலும் அதை எளிய ஏறும் அல்லது இறங்கும் போக்காக தவறாகப் புரிந்துகொள்ளக்கூடும்.
Frequency-spectrum (FFT) analysis
In the frequency spectrum, a beat appears as two distinct peaks located very close together. A standard FFT அவற்றைப் பிரிக்கும் தெளிவுத்திறன் இல்லாமல் இருக்கக்கூடும், எனவே அவை ஒரே அகலமான உச்சியாக இணைகின்றன. பீட்டை சரியாக நோயறிய ஆய்வாளர் ஸ்பெக்ட்ரல் தெளிவுத்திறனை அதிகரிக்க வேண்டும் — அதிக கோடுகளைப் பயன்படுத்துதல், நீண்ட கையகப்படுத்துதல், அல்லது ஒரு Zoom FFT ஆர்வமுள்ள பகுதியில் கவனம் செலுத்தியது. தேவையான கோடு எண்ணிக்கை மற்றும் அலைவரிசை அகலத்தை ஒரு கருவியைக் கொண்டு முன்கூட்டியே நீங்கள் அளவிடலாம் FFT தெளிவாக்கம் கணக்கியல். தீர்க்கப்பட்டவுடன், பீட்டை உருவாக்கும் இரண்டு கூறு அதிர்வெண்கள் தெளிவாகத் தெரியும், மேலும் அவற்றின் பிரிவு கவனிக்கப்பட்ட பீட் அதிர்வெண்ணுக்கு சமமாக இருக்க வேண்டும்.
5. நடைமுறை கள அளவீட்டில் பீட்
தளத்தில், சரியான கருவியுடன் ஒரு உண்மையான பீட்டை ஒற்றைக் கோளாறிலிருந்து வேறுபடுத்துவது எளிது. போன்ற ஒரு போர்ட்டபிள் இரு-சேனல் பகுப்பாய்வி Balanset-1A நேரடி நேர அலைவடிவத்தையும் ஒரு உயர்-தெளிவுத்திறன் ஸ்பெக்ட்ரத்தையும் பக்கம் பக்கமாகப் பார்க்க உங்களை அனுமதிக்கிறது, மேலும் ஒவ்வொரு இயந்திரத்திலும் ஒரு சேனலை வைப்பதன் மூலம், ஏறக்குறைய ஒரே வேகத்தில் இயங்கும் இரண்டு அலகுகள் மூலமா என்பதை நீங்கள் உறுதிப்படுத்தலாம் running speed மூலமாக உள்ளனவா என்பதை. பீட்டிங் உச்ச அளவீட்டை மிகைப்படுத்துவதால், சராசரி அதிர்வு ஏற்றுக்கொள்ளத்தக்கதாக இருந்தாலும், வீங்கிய வீச்சு ஒரு எச்சரிக்கையைத் தூண்டுகிறதா என்பதைச் சரிபார்ப்பதும் மதிப்புக்குரியது alarm level சராசரி அதிர்வு ஏற்றுக்கொள்ளத்தக்கதாக இருந்தாலும் கூட — கருவியின்’ peak மற்றும் RMS அளவீடுகள் வெவ்வேறு கதைகளைச் சொல்லும்.
6. பீட்டிங் ஒரு பிரச்சினையா?
பீட்டிங் தானாகவே ஒரு கோளாறு அல்ல — இது தொடர்பு கொள்ளும் அதிர்வெண்களின் ஒரு அறிகுறியாகும். இருப்பினும், இது இன்னும் சிக்கலாக இருக்கக்கூடும்:
- Annoying noise: ஏறும் மற்றும் இறங்கும் ஒலி, ஒரு நிலையான தொனியைவிட பணியாளர்களுக்கு பெரும்பாலும் அதிகம் கவனிக்கத்தக்கதாகவும் எரிச்சலூட்டுவதாகவும் இருக்கும்.
- Peak-amplitude concerns: ஆக்கபூர்வமான குறுக்கீட்டின் போது அதிகபட்ச வீச்சு, தனிப்பட்ட எந்த சமிக்ஞையையும் விட கிட்டத்தட்ட இரட்டிப்பாக இருக்கலாம். இந்த உச்சம் அலாரம் வரம்புகளை மீறலாம் அல்லது கூறுகளின் மீது அதிகப்படியான சுழற்சி அழுத்தத்தை விதிக்கலாம் — இது இயந்திர fatigue — சராசரி அதிர்வு ஏற்றுக்கொள்ளத்தக்கதாகத் தோன்றினாலும் கூட.
- Masking other issues: ஏற்ற இறக்கமுள்ள சமிக்ஞை, மாடுலேஷனுக்கு அடியில் மறைந்திருக்கும் பிற அடிப்படை அதிர்வுப் பிரச்சினைகளைக் கண்டறிவதை இன்னும் கடினமாக்கலாம்.
தொந்தரவு தரும் பீட்டைத் தீர்ப்பது என்பது வழக்கமாக இரண்டு மூல அதிர்வெண்களை அடையாளம் காண்பதையும், பின்னர் ஒரு இயந்திரத்தின் வேகத்தை மாற்றுவதையும் (இதனால் இரண்டும் இனி ஒன்றுபடாது), அல்லது கட்டமைப்பை மீண்டும் சீரமைத்து அதை விலக்கி நகர்த்துவதையும் குறிக்கிறது resonance, or adding damping வீச்சு உச்சங்களை அடக்குவதற்கு. அடிப்படை 1× கூறு தானே அதிகமாக இருக்கும்போது, unbalance ஒவ்வொரு இயந்திரத்திலும் சரிசெய்வது, முதலில் பீட் செய்வதற்குக் கிடைக்கும் ஆற்றலைக் குறைக்கிறது.
