மாறும் வேக இயந்திரங்களுக்கான Order Analysis புரிதல்
Order analysis என்பது ஒரு சிறப்பு vibration analysis ஒற்றை, நிலையான வேகத்தில் இயங்காத இயந்திரங்களுக்காக உருவாக்கப்பட்ட நுட்பம். Hz அல்லது CPM-இல் நிலையான அதிர்வெண் அச்சுக்கு எதிராக வீச்சை (amplitude) வரைவதற்கு பதிலாக, இது வீச்சை (amplitude) எதிரே வரைகிறது orders — தண்டின் (shaft) உடனடி running speed. 1ஆவது order என்பது சரியாக 1× (இயங்கும் வேகம்) இல் உள்ள அதிர்வு, 2ஆவது order என்பது அந்த வேகத்தின் 2× ஆகும், மற்றும் இவ்வாறே தொடர்கிறது. கடிகாரத்திற்கு பதிலாக தண்டுடனே (shaft) பகுப்பாய்வை இணைப்பதன் மூலம், order analysis இயந்திரம் எவ்வாறு முடுக்கம் பெறுகிறது அல்லது மெதுவாகிறது என்பதை கொண்டு, வேகம் தொடர்பான கூறுகளை தெளிவாக வைத்திருக்கிறது.
1. வரையறை: Order என்றால் என்ன?
An order என்பது அடிப்படை சுழற்சி வேகத்தின் ஒரு harmonic ஆகும். பல இயந்திர தோஷங்கள் தண்டு வேகத்தின் முழு எண் மடங்குகளில் அதிர்வை தூண்டுவதால், spectrum-ஐ orders-இல் வெளிப்படுத்துவது ஒவ்வொரு உச்சியையும் (peak) நேரடியாக ஒரு உடல் காரணத்துடன் இணைக்கிறது. 1ஆவது order பொதுவாக எப்போதும் சுமக்கிறது unbalance; 2ஆவது order என்பது ஒரு உன்னதமான குறிகாட்டி misalignment மற்றும் சில தளர்வு நிலைகள்; அதிக முழு எண் orders தொடர்பு கொள்கின்றன gear mesh, vane or blade-pass rotor-இல் உள்ள உறுப்புகளின் எண்ணிக்கையுடன் தொடர்புடைய நிகழ்வுகள். முழு எண் அல்லாத (பின்னம்) orders, oil whirl அல்லது belt தோஷங்கள் போன்ற sub-synchronous நிகழ்வுகளைக் கொடியிடுகின்றன. சுருக்கமாக, order அச்சு என்பது rotor-உடன் பயணிக்கும் ஒரு நோயறிதல் வரைபடமாகும்.
2. மாறும் வேக இயந்திரங்களில் நிலையான FFT ஏன் தோல்வியடைகிறது
ஒரு வழக்கமான வேகமான ஃபோரியர் உருமாற்றம் (FFT) நிலையான சாளரத்தில் (window) அதிர்வை மாதிரி (sample) எடுக்கிறது time மற்றும் அந்த சாளரத்திற்கு வேகம் நிலையானது என்று கருதுகிறது. நிலையான வேக இயந்திரத்தில் இது சரியானது. ஆனால் தரவு சேகரிக்கப்படும் போது தண்டு (shaft) வேகம் கூடினால் அல்லது குறைந்தால், வேகம் தொடர்பான ஒவ்வொரு கூறும் capture நேரத்தில் spectrum முழுவதும் நகர்கிறது. அதன் ஆற்றல் பல அருகிலுள்ள அதிர்வெண் bins-இல் பரவி, தெளிவான கோட்டிற்கு பதிலாக ஒரு அகலமான, தாழ்வான, மங்கலான கூழ் வளைவை உருவாக்குகிறது. spectrum-ஐ மேலாட வேண்டிய ஒரு 1× unbalance உச்சி (peak) சத்தத்தில் தட்டையாகி போகலாம் — துல்லியமாக படிக்க முடியாமல் மற்றும் உபயோகமற்றதாக ஆகிவிடும் trending. இந்த smearing என்பது அதே வழிமுறை நிறமாலை கசிவு, மாறும் RPM-ஆல் பெரிதாக்கப்படுகிறது. Order analysis இதை தோற்கடிக்க குறிப்பாக உருவாக்கப்பட்டது.
3. தீர்வு: Order Tracking
The enabling technique is order tracking, மற்றும் அது ஒரு இரண்டாவது உள்ளீட்டை சார்ந்துள்ளது: tachometer (அல்லது “tacho”) என்பது தண்டிலிருந்து ஒரு சுற்றுக்கு ஒருமுறை துடிப்பை வழங்குகிறது. பகுப்பாய்வி இந்த துடிப்பு வரிசையை — அதன் உள் கிரிஸ்டல் கடிகாரத்தை அல்ல — நேர அடிப்படையாகப் பயன்படுத்துகிறது. நிலையான நேர இடைவெளிகளில் (உதாரணமாக, ஒவ்வொரு மில்லி விநாடியிலும்) மாதிரி எடுப்பதற்கு பதிலாக, நிலையான angular இடைவெளிகளில் (உதாரணமாக, சுழற்சியின் ஒவ்வொரு டிகிரிக்கும்) மாதிரி எடுக்கிறது. இது கோண மண்டலத்தில் மறு-மாதிரியெடுத்தல்.
Two methods are common. Hardware (synchronous) sampling tacho துடிப்பின் phase-locked மடங்கிலிருந்து நேரடியாக அனலாக்-டிஜிட்டல் மாற்றியை இயக்குகிறது, எனவே ஒவ்வொரு சுற்றும் எப்போதும் ஒரே எண்ணிக்கையிலான மாதிரிகளை வழங்கும். Computed (software) order tracking அதிக நிலையான விகிதத்தில் மாதிரிகள் எடுத்து, பதிவு செய்யப்பட்ட tacho நேர அளவீட்டைப் பயன்படுத்தி சமகோண படிகளில் பதிவை டிஜிட்டல் முறையில் மறு-இடைச்செருகல் செய்கிறது. எந்த வழியிலும், விளைவான மாற்றம் Hz அல்ல, ஆர்டர்களில் வெளிப்படுத்தப்படுகிறது. இயந்திரம் வேகத்தை மாற்றினாலும், 1× கோடு 1வது ஆர்டர் கட்டத்தில் உயரமான, குறுகிய சிகரமாக நிலையாக இருக்கும் — பரவல் மறைந்துவிடும். tacho ஒரு phase குறிப்பையும் வழங்குகிறது, இது பகுப்பாய்வியை உருவாக்க அனுமதிக்கிறது Bode and Nyquist plots during a run-up.
முக்கிய கருத்து: ஆர்டர் பகுப்பாய்வு தரவு கையகப்படுத்தலை தண்டு angle instead of time, so speed-synchronous vibration stays sharp at every RPM.
4. Key Applications
வேகம் மாறாத இடமெல்லாம் ஆர்டர் பகுப்பாய்வு இன்றியமையாதது:
- வாகன மற்றும் என்ஜின் சோதனை: முழு RPM வீச்சு முழுவதும் என்ஜின், பரிமாற்றம் மற்றும் ஓட்டுதல் அச்சு அதிர்வைத் தீர்மானித்தல்.
- Wind turbines: ரோட்டார் வேகம் காற்றை தொடர்ச்சியாகப் பின்தொடர்வதால், நிலையான-அதிர்வெண் காட்சி அர்த்தமற்றது — ஆர்டர் பகுப்பாய்வு இன்றியமையாதது.
- இயக்கம் தொடங்குதல் மற்றும் நிறுத்துதல் பகுப்பாய்வு: ஒரு இயந்திரம் தொடங்கும் அல்லது நிறுத்தும்போது அதிர்வைப் பதிவு செய்வது முக்கிய வேகங்கள் and resonances; ஆர்டர் கண்காணிப்பு விளைவாக coast-down plots clean and readable.
- பரஸ்பர இயந்திரங்கள்: ஒவ்வொரு சுழற்சியிலும் உடனடி வேகம் மாறுபடும் சுருக்கிகள் மற்றும் என்ஜின்கள்.
- கனரக மற்றும் இயங்கும் இயந்திரங்கள்: மண் நகர்த்தும் உபகரணங்கள், சுரங்க வாகனங்கள் மற்றும் பிற மாறும் வேக இயக்கிகள்.
5. ஆர்டர் பகுப்பாய்வு தரவு எவ்வாறு காட்டப்படுகிறது
முடிவுகள் பல நிரப்பு வடிவங்களில் பார்க்கப்படுகின்றன:
- Order spectrum: ஆர்டர்களுக்கு எதிரான வீச்சு — நிலையான FFT போன்றது, ஆனால் x-அச்சில் ஆர்டர்கள் உள்ளன.
- Waterfall அல்லது cascade plot: வேகம் மாறும்போது ஒவ்வொரு ஆர்டர்’ன் வீச்சு எவ்வாறு உருவாகிறது என்பதைக் காட்டும் ஆர்டர் நிரல்களின் அடுக்கப்பட்ட 3-D தொகுப்பு.
- Bode plot: இயந்திர வேகத்திற்கு எதிராக வரையப்பட்ட ஒரு கண்காணிக்கப்பட்ட ஆர்டரின் (பொதுவாக 1× அல்லது 2×) வீச்சு மற்றும் phase, இயக்கம் தொடங்குதல்/நிறுத்துதல் சோதனையின் முதுகெலும்பு.
- Campbell வரைபடம்: ஆர்டர் கோடுகள் அமைப்பின்’ இயற்கை அதிர்வெண்களில் மேலடுக்கப்படுகின்றன, எனவே ஒரு ஆர்டர் கோடு இயற்கை-அதிர்வெண் கோட்டை கடக்கும் இடமெல்லாம் ஒரு அதிர்வு தோன்றும்.
A கண்டறிதல் வடிப்பான் நுண்ணிய பணிக்காக நிகழ் நேரத்தில் ஒரு தனி ஆர்டரை தனிமைப்படுத்த முடியும், மற்றும் ஒரு கேம்பெல் வரைபட கணக்கி சோதனைக்கு முன்பே அந்த குறுக்கீடுகள் எங்கு நிகழும் என்று கணிக்க உதவுகிறது.
6. நடைமுறை களப்பணியில் ஆர்டர் பகுப்பாய்வு
தொழிற்சாலை தளத்தில், நிலையான வேகத்தை கொள்ளாத இயந்திரங்களில் சமன்செய்தலை ஆர்டர் பகுப்பாய்வு ஆதரிக்கிறது. இரண்டு சேனல்களுடைய சிறிய கருவியான Balanset-1A அதன் ஒளியியல் லேசர் டாக்கோமீட்டரை பயன்படுத்தி அதிர்வு தரவை தண்டு கோணத்துடன் இணைக்கிறது, எனவே field balancing RPM சுமையின் கீழ் மாறுபடும் விசிறி அல்லது பம்பிலும் 1× சமன்பாடு கூறு சுத்தமாக இருக்கும். அதே tacho-குறிப்பிட்ட அணுகுமுறை பகுப்பாய்வியை, மின்னோட்ட சத்தம் போன்ற நிலையான-அதிர்வெண் இரைச்சலிலிருந்து வேக-ஒத்திசைவான 1× சிகரத்தை பிரித்தெடுக்க அனுமதிக்கிறது கொண்டு பழுது அதிர்வெண்கள், இது கனமான புள்ளியின் நம்பகமான அளவீட்டை வழங்குகிறது. உண்மையில், ஆர்டர் பகுப்பாய்வு என்பது மாறும் வேகத்திலோடும் இயந்திரத்தின் அதிர்வு தரவை ஒரு பொறியாளர் செயல்பட தகுந்த தகவலாக மாற்றுகிறது — பல்வேறு வேகங்களில் இயங்கும் எந்த ரோட்டரின் ஆரோக்கியத்தையும் துல்லியமாக நோயறிதல் செய்கிறது.
