การวิเคราะห์การตีในการสั่นสะเทือน: สาเหตุและการระบุ
ใน การวิเคราะห์การสั่นสะเทือน, การตี (or a ตี) เป็นปรากฏการณ์ที่มีลักษณะเฉพาะซึ่งมีการเพิ่มขึ้นและลดลงของแอมพลิจูดอย่างช้าๆ และเป็นระยะๆ ของ การสั่นสะเทือน สัญญาณ เกิดขึ้นเมื่อมีส่วนประกอบการสั่นสะเทือนสองส่วนที่มีความถี่ใกล้เคียงกัน แต่ไม่เท่ากันทุกประการ ความถี่ อยู่พร้อมกันและรวมตัวกัน การสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นมี รูปคลื่นเวลา ลักษณะเหมือนคลื่นไซน์ชนิดหนึ่ง ซึ่งแอมพลิจูดจะ膨ลองขึ้นและหดตัวลงอย่างช้าๆ ในลักษณะที่หมุนเวียนและเหมือนการหายใจเกือบๆ การรู้จำลักษณะการกระเพื่อมนี้มีค่า เพราะมันเป็นลายเซ็นที่ชัดเจนและไม่มีความคลุมเครือของแหล่งกำเนิดการสั่นสะเทือนสองแหล่งที่ทำงานด้วยความเร็วเกือบเท่ากัน
1. ความหมาย: การกระเพื่อมการสั่นสะเทือนคืออะไร
การกระเพื่อมไม่ใช่ความถี่เดี่ยวของตัวเอง แต่เป็นผลของการโต้ตอบกันของสองความถี่ที่เกิดจากการได้ยินและการวัด สำหรับหูมนุษย์ มันจะสร้างเสียง “ลาวประสาณ” หรือการสั่นที่มีลักษณะเฉพาะ บน แอมพลิจูด มิเตอร์ มันจะปรากฏเป็นการอ่านค่าที่ไม่คงที่ ลอยขึ้นลงเป็นจังหวะปกติ ยิ่งความถี่ของแหล่งกำเนิดทั้งสองใกล้เคียงกันมากเท่าไร การพองตัวจะยิ่งช้าและเด่นชัดมากขึ้นเท่านั้น และยิ่งห่างไกลกันมากเท่าไร การเต้นสัญญาณจะยิ่งเร็วขึ้น จนกระทั่งในที่สุด หูและเครื่องวิเคราะห์ก็จะได้ยินเสียงโทนที่แตกต่างกันสองเสียงแทนที่จะเป็นเสียงโทนเดี่ยวที่มีการปรับเปลี่ยน
ทำให้การกระเพื่อมแตกต่างจากพื้นฐาน แอมพลิจูด การปรับเปลี่ยนที่เกิดจากความชำรุดภายในเครื่องจักรเดี่ยว การกระเพื่อมต้องการการกระตุ้นแบบอิสระสองแบบที่มีความเข้มแรงเพียงพอ มันเป็นผล interference ผลกระทบ ไม่ใช่ความชำรุดในส่วนประกอบเดี่ยว
2. ฟิสิกส์เบื้องหลังการกระเพื่อม
การกระเพื่อมเป็นผลจากการรบกวนแบบเสริมและแบบทำลายลาง เมื่อยอดคลื่นของคลื่นการสั่นสะเทือนสองคลื่นจัดชิดกัน (ในเฟส) แอมพลิจูดของพวกมันจะรวมกัน ทำให้เกิดแอมพลิจูดโดยรวมที่สูงขึ้น เมื่อยอดคลื่นของคลื่นหนึ่งจัดชิดกับรางคลื่นของคลื่นอื่น (ออกจากเฟส) พวกมันจะหักล้างกันบางส่วนหรือทั้งหมด ทำให้เกิดแอมพลิจูดโดยรวมที่ต่ำลง วงจรต่อเนื่องของการเสริมและการหักล้างนี้จะสร้างเสียงการกระเพื่อมที่มีลักษณะเฉพาะและรูปแบบการสั่นสะเทือน
ความถี่ของการมอดูเลตแอมพลิจูดนี้ เรียกว่า ความถี่การเต้นเท่ากับความแตกต่างสัมบูรณ์ระหว่างความถี่แหล่งกำเนิดทั้งสอง
ความถี่การกระเพื่อม = |ความถี่ 1 − ความถี่ 2|
ตัวอย่างเช่น หากเครื่องจักรสองเครื่องสร้างการสั่นสะเทือนที่ 29.5 Hz และ 30.5 Hz ความถี่การกระเพื่อมที่เกิดขึ้นจะเป็น |29.5 − 30.5| = 1.0 Hz แอมพลิจูดโดยรวมจะขึ้นและลงครั้งละครั้งต่อวินาที โปรดทราบความละเอียดอ่อนที่สำคัญอย่างหนึ่ง: การสั่นสะเทือนที่คุณรู้สึกได้จริงยังคงสั่นที่ประมาณ เฉลี่ย ของความถี่ทั้งสอง (ประมาณ 30 Hz) ในขณะที่ซองช้าๆ บนสุดของมันเต้นไปตามอัตราการกระเพื่อม 1 Hz แอมพลิจูดสูงสุดที่บรรลุที่จุดสูงสุดแต่ละครั้งของซองนั้นคือผลรวมของแอมพลิจูดแต่ละตัวของทั้งสองแหล่ง ดังนั้น แหล่งกำเนิด 2 mm/s เท่ากันสองแหล่งสามารถรวมตัวกันชั่วขณะเป็นเกือบ 4 mm/s
3. สาเหตุทั่วไปของการกระเพื่อมในเครื่องจักรอุตสาหกรรม
เพราะว่าการกระเพื่อมชี้ให้เห็นอย่างชัดแจ้งถึงความถี่ขับเคลื่อนสองความถี่ที่ห่างกันเล็กน้อย มันจึงเป็นเบาะแสการวินิจฉัยที่มีประโยชน์ แหล่งกำเนิดทั่วไปในการตั้งค่าอุตสาหกรรมประกอบด้วย:
- เครื่องจักรหลายเครื่องบนโครงสร้างทั่วไป: ตัวอย่างตัวอักษรคือปั๊มหรือพัดลมที่เหมือนกันสองตัวทำงานบนแผ่นเพลตหรือระบบท่อเดียวกัน หากความเร็วการทำงานของพวกเขาแตกต่างกันเล็กน้อย (ตัวอย่างเช่น 1780 rpm และ 1785 rpm) พวกมันจะสร้างการกระเพื่อมที่มีความถี่ต่ำ นี่มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับ ความเร็วการทำงาน (1×) การสั่นสะเทือนจากแต่ละหน่วย
- มอเตอร์ไฟฟ้า: การตีสัญญาณเสียงเบียงสามารถเกิดขึ้นได้ระหว่างความถี่การหมุนของมอเตอร์และความถี่ไฟฟ้า — ตัวอย่างเช่น ความถี่ผ่านขั้ว ในมอเตอร์เหนี่ยวนำ ซึ่งมันทับซ้อนกับสองเท่าของ ความถี่สลิปการตีสัญญาณเหล่านี้เป็นลักษณะเฉพาะของ ข้อบกพร่องทางไฟฟ้า.
- ปั๊มหลายขั้นตอนหรือเครื่องอัดอากาศ: ปฏิสัมพันธ์ระหว่างขั้นตอนต่างๆ ที่ทำงานด้วยความเร็วที่มีประสิทธิภาพต่างกันเล็กน้อย
- กระปุกเกียร์: ปฏิสัมพันธ์ระหว่างสอง ความถี่การ mesh เกียร์ ที่มีจำนวนฟันที่ใกล้เคียงกัน
- การสั่นของไฮดรอลิกหรืออากาศพลวัตร์: ปฏิสัมพันธ์ระหว่างแหล่งกำเนิดความปั่นป่วนที่เกี่ยวกับการไหลต่างๆ สองแหล่ง เช่น แรงไฮดรอลิก หรือ แรงอากาศพลศาสตร์.
4. วิธีการระบุการตีสัญญาณเสียงในข้อมูลการสั่นสะเทือน
การวิเคราะห์ คลื่นเวลา
ที่ รูปคลื่นเวลา เป็นวิธีที่ตรงไปตรงมาที่สุดในการสังเกตการตีสัญญาณเสียง สัญญาณแสดงรูปแบบที่ชัดเจนและซ้ำกันของการปรับปรุงแอมพลิจูด ระยะเวลาระหว่างสองจุดสูงสุดแอมพลิจูดติดต่อกัน (หรือสองหุบเขา) คือระยะเวลาของการตีสัญญาณเสียง ส่วนกลับของมันคือความถี่การตีสัญญาณเสียง หน้าต่างการจับภาพแบบยาวเป็นสิ่งจำเป็น — หากบันทึกสั้นกว่าระยะเวลาการตีสัญญาณเสียงหนึ่งครั้ง คุณจะเห็นเฉพาะส่วนของการบวมและอาจตีความมันว่าเป็นแนวโน้มที่เพิ่มขึ้นหรือลดลงอย่างง่าย
การวิเคราะห์สเปกตรัมความถี่ (FFT)
ในความถี่ สเปกตรัมการตีสัญญาณเสียงจะปรากฏเป็น สองจุดสูงสุดที่แตกต่างกันซึ่งอยู่ใกล้กันมาก. A standard เอฟเอฟที อาจขาดความละเอียดในการแยกพวกมันออกจากกัน ดังนั้นพวกมันจึงรวมเข้าเป็นจุดสูงสุดที่กว้างเพียงจุดเดียว ในการวินิจฉัยการตีสัญญาณเสียงอย่างถูกต้อง ผู้วิเคราะห์จะต้องเพิ่มความละเอียดของสเปกตรัม — การใช้บรรทัดเพิ่มเติม การได้มาซึ่งที่ยาวนาน หรือ ซูม FFT มุ่งเน้นไปที่พื้นที่ที่สนใจ คุณสามารถกำหนดขนาดจำนวนบรรทัดที่จำเป็นและแบนด์วิดท์ล่วงหน้าด้วย เครื่องคำนวณความละเอียด FFT. เมื่อปัญหาแก้ไขแล้ว ส่วนประกอบความถี่สองส่วนที่สร้างการบีตจะปรากฏชัดเจน และการแยกของส่วนประกอบทั้งสองนี้ควรเท่ากับความถี่การบีตที่สังเกตได้
5. การบีตในการวัดอุตสาหกรรมภาคสนาม
บนไซต์ การแยกแยะการบีตที่แท้จริงจากความผิดพลาดเพียงเฉพาะนั้นเป็นเรื่องตรงไปตรงมาด้วยอุปกรณ์ที่เหมาะสม เครื่องวิเคราะห์แบบพกพาสองช่องสัญญาณ เช่น บาลานเซ็ต-1A ให้คุณสามารถดูรูปคลื่นเวลาสดและสเปกตรัมความละเอียดสูงได้พร้อมกัน และโดยการวางช่องสัญญาณหนึ่งไว้ในแต่ละเครื่องจักร คุณสามารถยืนยันว่าเครื่องสองหน่วยที่ทำงานด้วยความเร็วเกือบเท่ากันนั้นเป็นแหล่งที่มา ความเร็วเดินเครื่อง เป็นแหล่งที่มา เนื่องจากการบีตทำให้ค่าพีคสูงขึ้น จึงควรตรวจสอบด้วยว่าแอมพลิจูดที่เพิ่มขึ้นนี้เกินกำหนด ระดับสัญญาณเตือน แม้ว่าค่าการสั่นสะเทือนโดยเฉลี่ยจะอยู่ในระดับที่ยอมรับได้ — ค่า จุดสูงสุด และค่า RMS ของอุปกรณ์จะบอกเรื่องราวที่แตกต่างกัน
6. การบีตเป็นปัญหาหรือไม่?
การบีตนั้นไม่ใช่ความผิดพลาด — มันเป็นอาการของความถี่ที่เกิดปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน อย่างไรก็ตาม มันยังสามารถเป็นปัญหาได้:
- เสียงรบกวน: เสียงที่เพิ่มขึ้นและลดลงมักจะเห็นได้ชัดเจนและน่ารำคาญต่อบุคลากรมากกว่าเสียงคงที่
- ความเป็นห่วงเรื่องแอมพลิจูดพีค: แอมพลิจูดสูงสุดระหว่างการรบกวนเชิงสร้างสรรค์สามารถเป็นเกือบสองเท่าของสัญญาณแต่ละตัว พีคนี้อาจเกินขีดจำกัดการเตือน หรือกำหนดความเค้นแบบวัฏจักรที่มากเกินไปต่อชิ้นส่วน — ป้อนอาการ ความเหนื่อยล้า — แม้ว่าค่าการสั่นสะเทือนโดยเฉลี่ยจะดูดีก็ตาม
- การปิดบังปัญหาอื่น ๆ: สัญญาณที่ผันผวนสามารถทำให้ยากขึ้นในการตรวจสอบปัญหาการสั่นสะเทือนพื้นฐานอื่น ๆ ที่ซ่อนอยู่ใต้การมอดูเลชัน
การแก้ไขการบีตที่น่ารำคาญโดยทั่วไปหมายถึงการระบุความถี่แหล่งที่มาสองประการ จากนั้นจึงเปลี่ยนความเร็วของเครื่องหนึ่ง (เพื่อที่สองจึงไม่ตรงกันอีกต่อไป) ปรับโครงสร้างใหม่เพื่อเลื่อนออกจากกัน เสียงก้อง, or adding การลดแรงสั่นสะเทือน เพื่อระงับยอดแอมพลิจูด เมื่อส่วนประกอบ 1× พื้นฐานนั้นเกินมากมายในตัวมันเอง การแก้ไข ความไม่สมดุล ในแต่ละเครื่องจักรช่วยลดพลังงานที่พร้อมใช้งานสำหรับการบีต
