Değişken Hızlı Makineler için Düzen Analizini Anlama
Sipariş analizi uzmanlaşmış bir Titreşim Analizi teknik, tek ve sabit bir hızda çalışmayan makineler için geliştirilmiştir. Genliği, Hz veya CPM cinsinden sabit bir frekans eksenine göre çizmek yerine, genliği siparişler — şaftın anlık değerinin katları çalışma hızı. 1. mertebe, tam olarak 1× (çalışma hızı) değerindeki titreşimdir; 2. mertebe ise bu hızın 2 katıdır ve bu şekilde devam eder. Analizi saat yerine şaftın kendisine dayandırarak, mertebe analizi, makine ne kadar hızlansa veya serbest hareket etse de hızla ilgili bileşenleri net bir şekilde ortaya koyar.
1. Tanım: Sipariş Nedir?
Bir emir temel dönme hızının bir harmonik frekansıdır. Çok sayıda makine arızası, şaft hızının tam katlarında titreşime yol açtığı için, spektrumu mertebeler halinde ifade etmek, her bir tepe noktasını doğrudan fiziksel bir nedene bağlar. 1. mertebe neredeyse her zaman dengesizlik; 2. derece, klasik bir göstergesidir yanlış hizalama ve belirli gevşeklik koşulları; daha yüksek tamsayı dereceleri ise dişli örgüsü, kanat veya bıçak geçişi rotor üzerindeki eleman sayısıyla bağlantılı olaylar. Tamsayı olmayan (kesirli) sıra bayrağı alt-eşzamanlı yağ girdabı veya kayış kusurları gibi durumlar. Kısacası, sıra ekseni rotorla birlikte hareket eden bir teşhis haritasıdır.
2. Değişken Hızlı Makinelerde Standart FFT Neden Başarısız Olur?
Geleneksel bir Hızlı Fourier Dönüşümü (FFT) belirli bir zaman aralığı boyunca titreşimi ölçer zaman ve bu aralıkta hızın sabit olduğunu varsayar. Sabit hızlı bir makinede bu durum mükemmeldir. Ancak veri toplanırken şaft hızlanır veya yavaşlarsa, hızla ilgili her bileşen yakalama sırasında spektrum boyunca kayar. Enerjisi birçok bitişik frekans bölmesine yayılır ve net bir çizgi yerine geniş, alçak, bulanık bir tepe oluşturur. Spektrumun üzerinde yükselmesi gereken 1× dengesizlik tepe noktası, gürültüye dönüşebilir — bu da doğru bir şekilde okunmasını imkansız hale getirir ve trend olan. Bu karalama, şunun ardındaki mekanizmayla aynıdır spektral sızıntı, devir sayısının değiştirilmesiyle daha da güçlenir. Sıra analizi, bunu ortadan kaldırmak için özel olarak geliştirilmiştir.
3. Çözüm: Sipariş Takibi
Bunu mümkün kılan teknik şudur: sipariş takibive bu, ikinci bir girdiye bağlıdır: bir takometre (veya “tacho”) şafttan her devirde bir kez darbe gönderir. Analiz cihazı, zaman tabanı olarak iç kristal saatini değil, bu darbe dizisini kullanır. Sabit zaman aralıklarında (örneğin her milisaniyede bir) örnekleme yapmak yerine, sabit açısal aralıklar (örneğin, her bir derece dönüş). Buna açı alanında yeniden örnekleme.
Genellikle iki yöntem kullanılır. Donanım (senkron) örnekleme analog-dijital dönüştürücüyü takometre darbesinin faz kilitli bir katından doğrudan çalıştırır; böylece her devirde her zaman aynı sayıda örnekleme elde edilir. Bilgisayarlı (yazılım tabanlı) sipariş takibi yüksek sabit bir hızda örnekler alır, ardından kaydedilen takometre zamanlamasını kullanarak kaydı eşit açılı adımlara dijital olarak yeniden enterpolasyon yapar. Her iki durumda da, elde edilen dönüşüm Hz cinsinden değil, mertebe cinsinden ifade edilir. Makine hızını değiştirirse, 1× çizgisi 1. mertebe bölmesinde uzun ve dar bir tepe noktası olarak sabit kalır — yayılma ortadan kalkar. Takometre ayrıca bir faz referans; bu sayede analizör Bode ve Nyquist yükseliş sürecindeki grafikler.
Ana fikir: Sıra analizi, veri toplama işlemini şafta sabitler açı yerine zaman, böylece devirle senkronize titreşim her devirde netliğini korur.
4. Başlıca Uygulamalar
Hızın sabit olmadığı her durumda sipariş analizi vazgeçilmezdir:
- Araç ve motor testleri: tüm devir aralığı boyunca motor, şanzıman ve aktarma organlarındaki titreşimleri gidermek.
- Rüzgar türbinleri: Rotor hızı rüzgarı sürekli olarak takip eder, bu nedenle sabit frekanslı bir değerlendirme anlamsızdır — sipariş analizi hayati önem taşır.
- Hızlanma ve yavaşlama analizi: Bir makine çalışmaya başlarken veya dururken titreşimi kaydetmek, sorunun kaynağını tespit etmenin etkili bir yoludur kritik hızlar ve rezonanslar; sipariş takibi, ortaya çıkan sahil-aşağı grafikler net ve okunaklı.
- Pistonlu makineler: her bir çevrim içinde anlık hızı dalgalanma gösteren kompresörler ve motorlar.
- Ağır ve hareketli iş makineleri: hafriyat makineleri, madencilik araçları ve diğer değişken hızlı tahrik sistemleri.
5. Sipariş Analiz Verilerinin Görüntülenme Şekli
Sonuçlar birbirini tamamlayan çeşitli biçimlerde görüntülenir:
- Sipariş spektrumu: genlik-derece grafiği — standart bir FFT gibi, ancak x ekseninde dereceler gösterilir.
- Şelale veya çağlayan Arsa: Hızın değişmesiyle her bir mertebenin genliğinin nasıl değiştiğini gösteren, üst üste yerleştirilmiş bir 3 boyutlu mertebe spektrumları dizisi.
- Bode grafiği: izlenen bir emrin genliği ve fazının (genellikle 1× veya 2×) makine hızına göre grafiğe dökülmesi; bu, hızlanma/yavaşlama testlerinin temelini oluşturur.
- Campbell diyagramı: sipariş çizgileri sistemin doğal frekansları üzerine bindirilmiştir; bu nedenle, bir sipariş çizgisi bir doğal frekans çizgisiyle kesiştiği her noktada bir rezonans ortaya çıkar.
A izleme filtresi düzeltme işleri için tek bir siparişi gerçek zamanlı olarak ayırabilir ve bir Campbell Diyagramı Hesaplayıcısı test yapılmadan önce bu geçişlerin nerede gerçekleşeceğini tahmin etmeye yardımcı olur.
6. Uygulamalı Saha Çalışmalarında Sipariş Analizi
Üretim sahasında, sipariş analizi sabit hızda çalışamayan makinelerde dengeleme işleminin temelini oluşturur. Şu tür bir taşınabilir iki kanallı cihaz: Denge-1a optik lazerli takometresini kullanarak titreşim verilerini şaft açısına göre sabitler; böylece ölçtüğü 1× dengesizlik bileşeni alan dengeleme yük altında devri düşen bir fan veya pompada bile temiz kalır. Aynı takometre referanslı yaklaşım, analizörün hız senkronlu 1× tepe değerini, sabit frekanslı gürültülerden (örneğin) rulman arıza frekansları... böylece ağırlık noktasının güvenilir bir şekilde tespit edilmesini sağlar. Aslında, sıra analizi, değişken hızda çalışan bir makinenin titreşim verilerini mühendisin eyleme geçebileceği bir bilgiye dönüştüren unsurdur — bu sayede, çeşitli hız aralıklarında çalışan herhangi bir rotorun durumunu doğru bir şekilde teşhis eder.
