อธิบายการสั่นสะเทือนแบบซิงโครนัสและแบบซับซิงโครนัส
การสั่นสะเทือนแบบซิงโครนัส คือการสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นที่ความถี่ที่เป็นจำนวนเต็มแน่นอนของ ความเร็วเดินเครื่อง (1×) มันเป็น "ตรงกับการหมุนเวียน" อย่างแท้จริง และมันเป็นหมวดหมู่การสั่นสะเทือนที่พบมากที่สุดในเครื่องจักรหมุนเวียน การรู้จักว่าจุดสูงสุดใน สเปกตรัมการสั่นสะเทือน คือการสั่นสะเทือนซิงโครนัสหรือไม่ ซับซิงโครนัส, หรือ อะซิงโครนัส เป็นหนึ่งในขั้นตอนแรกและมีประสิทธิภาพสูงสุดในการวินิจฉัยใด ๆ
1. นิยาม: การสั่นสะเทือนซิงโครนัสคืออะไร?
องค์ประกอบการสั่นสะเทือนคือซิงโครนัสเมื่อความถี่ของมันติดตามความเร็วเพลาที่อัตราส่วนจำนวนเต็ม:
- การสั่นสะเทือนที่ความเร็วในการทำงานพอดี (1×) คือซิงโครนัส
- การสั่นสะเทือนที่ความถี่สองเท่าของความเร็วรอบ (2×) สามเท่า (3×) และเป็นเช่นนี้ต่อไป ก็ถือเป็นการสั่นสะเทือนแบบซิงโครนัสเช่นกัน — ฮาร์มอนิกลำดับสูงเหล่านี้คือ ฮาร์โมนิกส์ ของความเร็วรอบการทำงาน.
ลักษณะการณ์ที่กำหนดนิยามคือ จุดสูงสุดแบบซิงโครนัส เคลื่อนไปตามเครื่องจักร: เปลี่ยนความเร็วและจุดสูงสุดจะเลื่อนไปเพื่อคงอยู่ในตัวคูณเดียวกัน ความผิดพลาดทางกลศาสตร์ในชีวิตประจำวันส่วนใหญ่ — ความไม่สมดุล, การจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง, เพลาโค้ง, และ ความหลวมทางกล — ทั้งหมดปรากฏเป็นการสั่นสะเทือนแบบซิงโครนัส ความไม่สมดุล เช่น ปรากฏที่ 1× RPM เสมอและติดตามการเปลี่ยนแปลงความเร็วของเครื่องจักรได้อย่างสมบูรณ์แบบ ซึ่งเป็นเหตุผลที่ว่า การถ่วงสมดุลภาคสนาม เป้าหมายส่วนประกอบ 1×
2. นิยาม: การสั่นสะเทือนแบบต่ำกว่าซิงโครนัสคืออะไร
การสั่นสะเทือนแบบซับซิงโครนัส คือ การสั่นสะเทือนใด ๆ ที่เกิดขึ้นที่ความถี่ ด้านล่าง ความเร็วการทำงานหลัก (น้อยกว่า 1×) — คำนำหน้า “sub-” เพียงแค่หมายถึง “ต่ำกว่า” การสั่นสะเทือนแบบต่ำกว่าซิงโครนัสที่มีนัยสำคัญมักจะเป็นสัญญาณเตือนที่ร้ายแรง เนื่องจากมักเกิดจากปรากฏการณ์ที่ตื่นตัวเองและไม่มั่นคง พลศาสตร์โรเตอร์ มากกว่าปัญหาการสึกหรอทั่วไปหรือปัญหาการประกบ ที่สำคัญคือ ต่างจากการสั่นสะเทือนแบบซิงโครนัส ฟังก์ชันการบังคับสำหรับการสั่นสะเทือนแบบต่ำกว่าซิงโครนัสเกิดจากการเคลื่อนไหวของโรเตอร์ เองซึ่งเป็นสิ่งที่ทำให้มันสามารถเติบโตเป็น ความไม่มั่นคง.
3. วิธีการแยกความแตกต่างในสเปกตรัม FFT
การจัดเรียงส่วนประกอบเหล่านี้ในแผนภูมิ FFT สเปกตรัมนั้นตรงไปตรงมาเมื่อคุณทราบว่าต้องมองหาอะไร:
- พีกแบบซิงโครนัส: พีค 1× RPM (ความเร็วรอบทำงาน) และพีคใด ๆ ที่อยู่ที่จำนวนเต็มเท่าพอดี (2×, 3×, …)
- ยอดพีคต่ำกว่าความเร็วซิงโครนัส: จุดสูงสุดที่มีนัยสำคัญใด ๆ ที่ปรากฏบนแกนความถี่ ก่อน พีค 1× — ตัวอย่างเช่นที่ 0.42×–0.48× ของความเร็วรอบทำงาน ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะแบบคลาสสิกของ กระแสน้ำวนน้ำมัน.
- จุดสูงสุดแบบไม่ซิงโครนัส: จุดสูงสุดที่ไม่ใช่ตัวคูณจำนวนเต็มของความเร็วการทำงาน มักเกี่ยวข้องกับ ความถี่ความผิดพลาดของตลับลูกปืน หรือแหล่งภายนอก
เนื่องจากขอบเขตระหว่างหมวดหมู่เหล่านี้ถูกกำหนดตามความเร็วการทำงาน การอ้างอิงความเร็วที่ยืนยันแล้วจึงมีความจำเป็น เครื่องวัดความเร็วรอบ พัลส์ — หรือ การวิเคราะห์ออร์เดอร์ บนเครื่องจักรที่มีความเร็วผันแปร — ให้นักวิเคราะห์สามารถกำหนดเส้น 1× ได้อย่างแม่นยำและหลีกเลี่ยงการติดป้ายผิดของจุดสูงสุด
4. เหตุใดการแยกความแตกต่างจึงมีความสำคัญ
การแยกความแตกต่างระหว่างการสั่นสะเทือนแบบซิงโครนัสกับต่ำกว่าซิงโครนัสนั้นเป็นพื้นฐานสำหรับการวินิจฉัย เนื่องจากทั้งสองชี้ไปยังกลุ่มปัญหาและวิธีแก้ไขที่แตกต่างไปทั้งหมด
- ปัญหาแบบซิงโครนัส (เช่น ความไม่สมดุล) เป็น การสั่นสะเทือนที่ถูกบังคับ. โดยทั่วไปสามารถแก้ไขได้ด้วยการปรับเชิงกล — การถ่วงสมดุลหรือการตั้งศูนย์แนว — และมักคาดการณ์ได้และเสถียร
- ปัญหาที่เกิดขึ้นแบบซับซิงโครนัส มักจะ การสั่นสะเทือนที่เกิดจากการกระตุ้นตัวเอง หรือความไม่เสถียร สิ่งเหล่านี้บ่งชี้ถึงปัญหากับการออกแบบพื้นฐานหรือสภาพของ ระบบลูกปืนโรเตอร์ และไม่สามารถแก้ได้ด้วยการถ่วงสมดุล สภาวะเช่นนี้อาจไม่เสถียรและก่อความเสียหายสูง สาเหตุทั่วไปได้แก่ oil whirl และ Oil Whip ในฟิล์มของไหล (fluid-film) ตลับลูกปืนแบบเจอร์นัล, และการสัมผัสกันระหว่างโรเตอร์กับสเตเตอร์ การครูด.
ด้วยเหตุนี้ ยอด sub-synchronous ที่มีแอมพลิจูดสูงโดยทั่วไปจึงถือเป็นสัญญาณเตือนที่ร้ายแรงกว่ายอด synchronous ที่แอมพลิจูดเท่ากัน: แบบแรกอาจคุกคามความสมบูรณ์ของเครื่องจักร ขณะที่แบบหลังมักเป็นงานบำรุงรักษา
5. การตอบสนองต่อการวินิจฉัย
เมื่อสเปกตรัมบ่งชี้ว่าพลังงานหลักเป็นแบบซิงโครนัส แนวทางแก้ไขที่ตามมามักจะเป็นการปรับแก้มากกว่าการออกแบบใหม่ พีค 1× ที่โดดเด่นบ่งชี้ถึงความไม่สมดุล (unbalance) และงานบาลานซ์ ส่วนพีค 1× และ 2× ที่สูงขึ้นพร้อมกัน มักมาพร้อมกับความสั่นสะเทือนในแนวแกน บ่งชี้ถึงการเยื้องศูนย์ (misalignment) ในภาคสนาม นี่คือขอบเขตงานที่เครื่องมือสองช่องสัญญาณอย่าง Balanset-1A จัดการ: มันวัด แอมพลิจูด และ เฟส 1× ที่กำหนดการตอบสนองความไม่สมดุลแบบ synchronous และคำนวณน้ำหนักแก้ไขเพื่อลดมันลง หากการวิเคราะห์กลับเผยองค์ประกอบ sub-synchronous ที่แรง การตอบสนองที่ถูกต้องคือการตรวจสอบระยะเคลียร์ของตลับลูกปืน การหล่อลื่น และเสถียรภาพของโรเตอร์ — ไม่ใช่หยิบน้ำหนักทดลองมาใช้
