ความเข้าใจเรื่องซับฮาร์โมนิกส์

1. คำจำกัดความ: ซับฮาร์โมนิกคืออะไร?

ก ซับฮาร์โมนิก เป็นส่วนประกอบความถี่ใน การสั่นสะเทือน สเปกตรัม ที่เกิดขึ้นที่เศษส่วนจำนวนเต็มของความถี่แรงพื้นฐาน ในการวิเคราะห์เครื่องจักร ความถี่พื้นฐานนั้นมักจะเป็น ความเร็วในการวิ่ง (1X).

ซับฮาร์โมนิกปรากฏที่ความถี่เช่น 1/2X, 1/3X, 1/4X เป็นต้น และเรียกอีกอย่างว่า ซับซิงโครนัส การสั่นสะเทือนเนื่องจากเกิดขึ้นที่ความถี่ต่ำกว่าความเร็วซิงโครนัสหลัก (1X) การมีชุดของซับฮาร์มอนิก (เช่น 1/2X, 3/2X, 5/2X) เป็นสัญญาณคลาสสิกของความผิดพลาดของเครื่องจักรบางประเภท

2. สาเหตุหลักของซับฮาร์มอนิกส์

ซับฮาร์โมนิกนั้นไม่ค่อยพบเห็นได้ทั่วไปเหมือนฮาร์โมนิก (2X, 3X) แต่เมื่อเกิดขึ้น มักจะเป็นตัวบ่งชี้ปัญหาต่อไปนี้ได้อย่างชัดเจน:

ก) ความหลวมทางกล

นี่คือสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของซับฮาร์โมนิก โดยเฉพาะอย่างยิ่งส่วนประกอบ 1/2X เมื่อส่วนประกอบหลวม เช่น ตลับลูกปืนในตัวเรือนหรือสลักเกลียวยึดหลวม อาจทำให้เกิดปรากฏการณ์ “การกระเด้ง” หรือ “การสั่น” แบบไม่เป็นเชิงเส้น แรงกระแทกประเภทนี้สามารถกระตุ้นระบบในลักษณะที่ตอบสนองที่ความถี่ครึ่งหนึ่งของความถี่แรงบังคับหลัก (1X)

สเปกตรัมที่แสดงจุดสูงสุด 1X พร้อมกับชุดของซับฮาร์มอนิกที่ 1/2X, 3/2X (1.5X), 5/2X (2.5X) เป็นต้น ถือเป็นสัญญาณบ่งชี้ถึงความหลวมของโครงสร้างอย่างรุนแรง ความหลวมนี้ทำให้เกิดแรงกระแทกที่เกิดขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพทุกๆ การหมุนรอบของเพลา ก่อให้เกิดจุดสูงสุดในกลุ่ม 1/2X

ข) ความไม่เสถียรของตลับลูกปืน

ในเครื่องจักรที่มีฟิล์มน้ำมันหรือแบริ่งแบบเจอร์นัล ซับฮาร์มอนิกส์เป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญของความไม่เสถียรของฟิล์มน้ำมัน การสั่นสะเทือนเหล่านี้เกิดจากแรงสั่นสะเทือนที่เกิดจากกลไกของลิ่มน้ำมันที่รองรับเพลา

• กระแสน้ำวนน้ำมัน: ปรากฏการณ์นี้มักเกิดขึ้นที่ความถี่ระหว่าง 0.42X ถึง 0.48X ของความเร็วในการทำงาน เกิดจากฟิล์มน้ำมันเริ่มหมุน (วน) ภายในระยะห่างของตลับลูกปืน ดันเพลาให้เคลื่อนที่ไปมา มักมีจุดสูงสุดที่ชัดเจนและแรงกว่า 0.5X
• วิปน้ำมัน: นี่เป็นรูปแบบความไม่เสถียรที่รุนแรงกว่าซึ่งเกิดขึ้นเมื่อความถี่ของการหมุนวนของน้ำมันตรงกับความถี่ธรรมชาติแรกของโรเตอร์ (ความเร็ววิกฤต) เมื่อเกิดเหตุการณ์เช่นนี้ การสั่นสะเทือนอาจรุนแรงและรุนแรงมาก ความถี่จะถูก “ล็อก” ไว้กับความถี่ธรรมชาติ และจะไม่เปลี่ยนแปลง แม้ว่าความเร็วของเครื่องจักรจะเพิ่มขึ้นก็ตาม

ค) สาเหตุอื่นๆ

• ปัญหาระบบขับเคลื่อนด้วยสายพาน: สายพานที่สึกหรอหรือชำรุดบางครั้งอาจสร้างความถี่ต่ำกว่าฮาร์โมนิกที่เกี่ยวข้องกับความเร็วในการหมุนของสายพาน ซึ่งโดยทั่วไปจะต่ำกว่าความเร็วของไดรเวอร์หรือรอกที่ถูกขับเคลื่อน
• ความถี่ของ Blade หรือ Vane Pass: ในบางกรณีที่เกิดขึ้นกับปั๊มหรือพัดลม จุดสูงสุดที่ไม่ซิงโครไนซ์กันอาจเกี่ยวข้องกับความปั่นป่วนของการไหลหรือสภาวะหยุดนิ่งแบบหมุน ซึ่งอาจไม่ใช่เศษส่วนที่แน่นอนของ 1X แต่ยังคงต่ำกว่าความเร็วในการทำงาน

3. การวิเคราะห์และการยืนยัน

เมื่อสังเกตพบซับฮาร์โมนิกในสเปกตรัม การระบุความถี่ที่แน่นอนเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง จุดสูงสุดที่ 0.50X พอดีมีแนวโน้มสูงที่จะเกี่ยวข้องกับความหลวม ส่วนจุดสูงสุดที่ 0.47X เกือบจะแน่นอนว่าเป็นกระแสวนน้ำมัน การปรากฏของอนุกรมเต็ม (1/2X, 3/2X เป็นต้น) ยืนยันความหลวมได้อย่างชัดเจน

การวิเคราะห์ รูปคลื่นเวลา อาจมีประโยชน์เช่นกัน ความหลวมมักแสดงหลักฐานของการกระทบหรือการตัดทอน ในขณะที่กระแสวนน้ำมันอาจดูเหมือนเป็นสัญญาณที่ซับซ้อนกว่าและปรับเปลี่ยนได้

← กลับสู่ดัชนีหลัก