Розуміння субгармонік

1. Визначення: Що таке субгармоніка?

A Субгармоніка є частотною складовою в вібрація спектр що відбувається на цілочисельній частці основної частоти впливу. В аналізі машин ця основна частота майже завжди є швидкість бігу (1X).

Субгармоніки з'являються на частотах, таких як 1/2X, 1/3X, 1/4X тощо, і їх також називають субсинхронний коливання, оскільки вони виникають на частоті нижче основної синхронної (1X) швидкості. Наявність серії субгармонік (наприклад, 1/2X, 3/2X, 5/2X) є класичною ознакою певних типів несправностей машин.

2. Основні причини субгармонік

Субгармоніки не такі поширені, як гармоніки (2X, 3X), але коли вони з'являються, вони часто є яскравим індикатором однієї з наступних проблем:

a) Механічна нещільність

Це найпоширеніша причина субгармонік, зокрема компонента 1/2X. Коли компонент ослаблений, наприклад, підшипник у корпусі або ослаблений монтажний болт, це може призвести до нелінійного ефекту «підстрибування» або «брязкання». Такий тип удару може збудити систему таким чином, що вона реагує на частоті, що становить половину основної частоти впливу (1X).

Спектр, що показує пік 1X, що супроводжується серією субгармонік на 1/2X, 3/2X (1.5X), 5/2X (2.5X) тощо, є типовою ознакою сильної структурної нещільності. Нещільність допускає удари, які відбуваються фактично через кожен оберт вала, генеруючи сімейство піків 1/2X.

b) Нестабільність підшипника ковзання

У машинах з гідроплівковими або ковзаючими підшипниками субгармоніки є критичним показником нестабільності масляної плівки. Це самозбуджувані коливання, що виникають внаслідок динаміки масляного клина, що підтримує вал.

• Олійний вихор: Це явище зазвичай виникає на частоті від 0,42X до 0,48X від швидкості обертання. Воно спричинене тим, що сама масляна плівка починає обертатися (вирувати) в зазорі підшипника, штовхаючи вал. Часто нижче 0,5X спостерігається сильний, чіткий пік.
• Масляний вінчик: Це більш серйозна форма нестабільності, яка виникає, коли частота масляного виру збігається з першою власною частотою ротора (критична швидкість). Коли це трапляється, вібрація може стати дуже сильною та руйнівною. Частота «зафіксовується» на власній частоті та не змінюватиметься, навіть якщо швидкість машини збільшиться.

в) Інші причини

• Проблеми з ремінним приводом: Зношений або пошкоджений ремінь іноді може генерувати субгармонічні частоти, пов'язані зі швидкістю обертання ременя, яка зазвичай нижча за швидкість ведучого або веденого шківа.
• Частоти проходу лопатей або флюгерів: У деяких випадках із насосами або вентиляторами субсинхронні піки можуть бути пов'язані з турбулентністю потоку або умовами зупинки обертання, які можуть не бути точними частками 1X, але все ще нижчими за робочу швидкість.

3. Аналіз та підтвердження

Коли в спектрі спостерігаються субгармоніки, вкрай важливо визначити точну частоту. Пік точно на рівні 0,50X, найімовірніше, пов'язаний з розпушенням. Пік на рівні 0,47X майже напевно є масляним вихром. Наявність повного ряду (1/2X, 3/2X тощо) переконливо підтверджує розпушення.

Аналізуючи часова хвиля також може бути корисним. Рихлість часто свідчить про удар або усічення, тоді як масляний вихор може виглядати як більш складний, модулюючий сигнал.

← Назад до головного індексу