1. گونج کیا ہے؟

زیادہ تر ڈھانچے اور مشینیں قدرتی دوغلوں سے گزرتی ہیں، اور اس وجہ سے وقتاً فوقتاً ان پر کام کرنے والی بیرونی قوتیں گونج کا سبب بن سکتی ہیں۔ گونج کو اکثر قدرتی فریکوئنسی یا نازک فریکوئنسی پر دولن کہا جاتا ہے۔. گونج جبری دوغلوں کے طول و عرض میں تیز اضافے کا رجحان ہے۔, ، جو اس وقت ہوتا ہے جب بیرونی اتیجیت کی تعدد نظام کی خصوصیات کے ذریعہ طے شدہ گونج والی تعدد تک پہنچ جاتی ہے۔ دولن کے طول و عرض میں اضافہ صرف گونج کا نتیجہ ہے - اس کی وجہ کمپن سسٹم (روٹر بیئرنگ) کی اندرونی (قدرتی) فریکوئنسی کے ساتھ خارجی (جوش) تعدد کا اتفاق ہے۔.

گونج ایک ایسا رجحان ہے جس کے تحت جوش کی قوت کی ایک خاص تعدد پر، کمپن کرنے والا نظام اس قوت کے عمل کے لیے خاص طور پر جوابدہ ہو جاتا ہے۔ سسٹم کے پیرامیٹرز جیسے کم سختی اور/یا کمزور ڈیمپنگ، روٹر مشین پر گونجنے والی فریکوئنسی پر عمل کرنا، گونج کی موجودگی کا باعث بن سکتا ہے۔ گونج لازمی طور پر مشین کی خرابی یا اجزاء کی خرابی کا باعث نہیں بنتی، سوائے اس کے کہ جب مشین میں نقائص وائبریشن کا باعث بنیں، یا جب کوئی قریبی نصب شدہ مشین قدرتی فریکوئنسی کی طرح ہی فریکوئنسی پر کمپن کو "آمادہ" کرے۔.

یہ گھنٹی یا ڈھول کے دوغلوں سے موازنہ ہے۔ گھنٹی کی صورت میں (تصویر 1)، اس کی تمام توانائی اس وقت ممکنہ شکل میں ہوتی ہے جب یہ ساکن ہوتی ہے اور اس کی رفتار کے بلند ترین مقامات پر ہوتی ہے، اور جب یہ زیادہ سے زیادہ رفتار پر سب سے نچلے نقطہ سے گزرتی ہے، تو توانائی حرکی میں بدل جاتی ہے۔ ممکنہ توانائی گھنٹی کے بڑے پیمانے اور لفٹ کی اونچائی کے سب سے نچلے نقطہ کے نسبت متناسب ہے۔ حرکی توانائی پیمائش کے مقام پر کمیت اور رفتار کے مربع کے متناسب ہے۔ یعنی، اگر آپ گھنٹی بجاتے ہیں، تو یہ ایک مخصوص فریکوئنسی (یا تعدد) پر گونجتی ہے۔ اگر یہ آرام پر ہے، تو یہ گونجنے والی فریکوئنسی پر نہیں ہلے گا۔.

گونج مشین کی ایک خاصیت ہے چاہے وہ چل رہی ہو یا نہیں۔ واضح رہے کہ جب مشین گھوم رہی ہوتی ہے تو شافٹ کی متحرک سختی جب مشین کو روکی جاتی ہے تو جامد سختی سے نمایاں طور پر مختلف ہو سکتی ہے، جبکہ گونج صرف معمولی طور پر تبدیل ہوتی ہے۔.

عملی تجربے کی بنیاد پر ایک قائم شدہ اصول ہے، جو کہتا ہے۔ مشین شٹ ڈاؤن (کوسٹ ڈاؤن) کے دوران ماپا جانے والی گونج والی تعدد جبری کمپن فریکوئنسی سے تقریباً 20 فیصد کم ہوتی ہے۔. انفرادی مشین اسمبلیوں اور پرزوں کی گونجنے والی تعدد - جیسے شافٹ، روٹر، کیسنگ، اور فاؤنڈیشن - ان کی قدرتی تعدد پر دوہرائیاں ہیں۔.

مشین کی تنصیب کے بعد، سسٹم کے پیرامیٹرز (بڑے پیمانے پر، سختی، اور ڈیمپنگ) میں تبدیلی کی وجہ سے گونجنے والی فریکوئنسی اپنی قدروں کو تبدیل کر سکتی ہے، جو مشین کے تمام میکانزم کو ایک یونٹ میں جوڑنے کے بعد بڑھ سکتی ہے یا گھٹ سکتی ہے۔ مزید برآں، متحرک سختی، جیسا کہ اوپر ذکر کیا گیا ہے، جب مشینیں معمولی گردش کی رفتار سے چلتی ہیں تو گونجنے والی تعدد کو تبدیل کر سکتی ہے۔ زیادہ تر مشینوں کو اس طرح ڈیزائن کیا گیا ہے کہ روٹر میں شافٹ جیسی قدرتی تعدد نہ ہو۔ ایک یا دو میکانزم پر مشتمل مشین کو گونجنے والی فریکوئنسی پر نہیں چلایا جانا چاہئے۔ تاہم، پہننے اور کلیئرنس میں تبدیلی کے ساتھ، قدرتی فریکوئنسی اکثر آپریٹنگ گردش کی رفتار کی طرف بدل جاتی ہے، جس کی وجہ سے گونج پیدا ہوتی ہے۔.

خرابی کی فریکوئنسی پر دوغلوں کی اچانک ظاہری شکل - جیسے ڈھیلے فٹ یا دیگر خرابی - مشین کو اس کی گونج والی فریکوئنسی پر ہلنے کا سبب بن سکتی ہے۔ اس صورت میں، مشین کی کمپن قابل قبول سطح سے بڑھ کر ناقابل قبول سطح تک پہنچ جائے گی اگر دوغلے مشین اسمبلیوں یا عناصر کی گونج کی وجہ سے ہوتے ہیں۔.

2. سٹارٹ اپ اور شٹ ڈاؤن کے دوران گونج (تصویر 2)

گونج مشین کے آغاز کے دوران دیکھی جا سکتی ہے، جب یہ گونجنے والی فریکوئنسی سے گزرتی ہے (تصویر 2)۔ جیسے جیسے گردش کی رفتار بڑھے گی، طول و عرض گونجنے والی فریکوئنسی (n_res) اور اس سے گزرنے کے بعد کم ہوجاتا ہے۔ جب روٹر گونج سے گزرتا ہے، کمپن کا مرحلہ 180 ڈگری تک تبدیل ہوتا ہے۔. گونج میں، نظام کے دوغلوں کو اتیجیت قوت کے دوغلوں کے مقابلہ میں 90 ڈگری تک مرحلے میں منتقل کیا جاتا ہے۔.

180-ڈگری فیز شفٹ اکثر صرف ان روٹرز پر دیکھی جاتی ہے جن میں ایک ہی اصلاحی طیارہ ہوتا ہے (تصویر 3، بائیں)۔ زیادہ پیچیدہ "شافٹ/روٹر بیئرنگ" سسٹمز (تصویر 3، دائیں) میں فیز شفٹ ہوتا ہے جو 160° سے 180° کی حد میں ہوتا ہے۔ جب بھی کمپن تجزیہ کا ماہر ایک اعلی دولن طول و عرض کا مشاہدہ کرتا ہے، تو اسے یہ فرض کرنا چاہیے کہ اس کا ناقابل قبول سطح تک بڑھنا نظام کی گونج سے متعلق ہو سکتا ہے۔.

3. روٹر کنفیگریشنز (تصویر 3)

روٹر کا کمپن رویہ تنقیدی طور پر اس کی جیومیٹری اور اس کی حمایت کے طریقہ پر منحصر ہے۔ سنگل کریکشن ہوائی جہاز (ایک اوور ہنگ ڈسک) والا ایک سادہ روٹر گونج کے ذریعے صاف 180° فیز شفٹ دکھاتا ہے۔ ایک زیادہ پیچیدہ نظام — جیسے کارڈن شافٹ کے ذریعے دو جڑے ہوئے روٹرز — متعدد جوڑے ہوئے طریقوں کو ظاہر کرتا ہے اور فیز شفٹ مثالی 180° سے ہٹ سکتا ہے۔.

4. بڑے پیمانے پر، سختی، اور نم کرنا (تصویر 4-7)

بڑے پیمانے پر، سختی، اور ڈیمپنگ - یہ کمپن سسٹم کے تین پیرامیٹرز ہیں جو فریکوئنسی کو متاثر کرتے ہیں اور گونج کے وقت دوغلوں کے طول و عرض میں اضافہ کرتے ہیں۔.

ماس جسم کی خصوصیات کو نمایاں کرتا ہے اور اس کی جڑت کا ایک پیمانہ ہے (جتنا زیادہ بڑے پیمانے پر ہوتا ہے، یہ ایک متواتر قوت کے عمل کے تحت کم ایکسلریشن حاصل کرتا ہے)، جو اس کے دوغلوں کا سبب بنتا ہے۔.

سختی نظام کی ایک خاصیت ہے جو بڑے پیمانے پر قوتوں کے نتیجے میں پیدا ہونے والی جڑی قوتوں کی مخالفت کرتی ہے۔.

نم کرنا نظام کی ایک خاصیت ہے جو مکینیکل سسٹم میں رگڑ کی وجہ سے دوغلوں کی توانائی کو تھرمل توانائی میں تبدیل کر کے اسے کم کرتی ہے۔.

جہاں ایف_n — قدرتی فریکوئنسی، k — سختی، m — بڑے پیمانے پر، ζ — ڈیمپنگ ریشو، Q — کوالٹی فیکٹر (گونج میں اضافہ)، A_res - گونج طول و عرض، F₀ - حوصلہ افزائی قوت کا طول و عرض۔.

گونج کو کم کرنے کے لیے، سسٹم کے پیرامیٹرز کا انتخاب کیا جاتا ہے تاکہ اس کی گونجنے والی فریکوئنسی ممکنہ بیرونی جوش کی تعدد سے جہاں تک ممکن ہو پوزیشن میں ہو۔ عملی طور پر، نام نہاد متحرک کمپن جذب کرنے والے، یا ڈیمپرز، اس مقصد کے لیے استعمال کیے جاتے ہیں۔.

ذیل میں انٹرایکٹو سمیلیٹر (اصل مضمون سے جامد انجیر 4–7 کی جگہ لے رہا ہے) ایک سادہ کمپن سسٹم کے طول و عرض-فریکونسی خصوصیت (AFC) کو ظاہر کرتا ہے جس میں بڑے پیمانے پر، بہار اور ڈیمپر شامل ہیں۔ ان اثرات کو حقیقی وقت میں دیکھنے کے لیے پیرامیٹرز کو ایڈجسٹ کریں:

گٹار کے تار سے مشابہت کھینچی جا سکتی ہے۔ آپ گٹار پر سٹرنگ کو جتنی سختی سے کھینچیں گے (زیادہ سختی)، اتنا ہی زیادہ ٹون (گونجنے والی فریکوئنسی) بڑھتا ہے — جب تک کہ تار ٹوٹ نہ جائے۔ اگر آپ سب سے موٹی تار (زیادہ بڑے پیمانے پر) استعمال کرتے ہیں، تو اس سے پیدا ہونے والا ٹون کم ہوگا۔.

5. گونج کی پیمائش (تصویر 8)

کسی ڈھانچے کی گونجنے والی فریکوئنسی کی پیمائش کرنے کے سب سے عام طریقوں میں سے ایک آلہ والے ہتھوڑے کا استعمال کرتے ہوئے اثر جوش ہے۔.

ساخت پر اثر، ایک ان پٹ ہڑتال کی صورت میں، ایک مخصوص فریکوئنسی رینج پر چھوٹی پریشان کن قوتوں کو اکساتا ہے۔ اثرات سے پیدا ہونے والے دوغلے ایک عارضی، قلیل مدتی توانائی کی منتقلی کے عمل کی نمائندگی کرتے ہیں۔ اثر قوت کا سپیکٹرم مسلسل ہے، زیادہ سے زیادہ طول و عرض 0 Hz پر اور بعد میں بڑھتی ہوئی تعدد کے ساتھ کمی۔.

امپیکٹ ایکسائٹیشن کے دوران اثر کی مدت اور سپیکٹرم کی شکل کا تعین امپیکٹ ہتھوڑے اور مشین کی ساخت دونوں کے بڑے پیمانے اور سختی سے ہوتا ہے۔ سخت ساخت پر نسبتاً چھوٹا ہتھوڑا استعمال کرتے وقت، ہتھوڑے کی نوک کی سختی سپیکٹرم کا تعین کرتی ہے۔. ہتھوڑے کی نوک مکینیکل فلٹر کے طور پر کام کرتی ہے۔. ہتھوڑے کی نوک کی سختی کو منتخب کرکے، کوئی تفتیش کی فریکوئنسی رینج کا انتخاب کرسکتا ہے۔.

پیمائش کی اس تکنیک کا استعمال کرتے وقت، ساخت کے مختلف پوائنٹس پر حملہ کرنا بہت ضروری ہے، کیونکہ تمام گونجنے والی فریکوئنسی ہمیشہ ایک ہی نقطہ پر مار کر اور ناپ کر ناپی جا سکتی ہے۔ مشین کی گونج کا تعین کرتے وقت، دونوں پوائنٹس — امپیکٹ پوائنٹ اور پیمائش پوائنٹ — کی تصدیق (ٹیسٹ) ہونی چاہیے۔.

اگر ہتھوڑا نرم ٹپ رکھتا ہے، تو آؤٹ پٹ انرجی کی اہم مقدار کم تعدد پر دوغلوں کو اکسائے گی۔ ایک سخت نوک والا ہتھوڑا کسی مخصوص فریکوئنسی پر تھوڑی توانائی فراہم کرتا ہے، سوائے اس کے کہ اس کی پیداواری توانائی اعلی تعدد پر دوغلوں کو اکسائے گی۔ ہتھوڑے کی ہڑتال کے ردعمل کو سنگل چینل اینالائزر سے ماپا جا سکتا ہے، بشرطیکہ مشین بند ہو اور منقطع ہو۔.

6. طول و عرض – فیز فریکوئنسی کی خصوصیت — APFC (تصویر 9)

گونج کی فریکوئنسی پر دولن کے طول و عرض میں اضافے کے طور پر اور گونج سے گزرتے وقت 180 ڈگری فیز کی تبدیلی کے ذریعے مشین کی گونج کا تعین سنگل چینل اینالائزر کا استعمال کرتے ہوئے کیا جا سکتا ہے — اگر مشین اسٹارٹ اپ (رن اپ) یا شٹ ڈاؤن (coastdown) کے دوران گردش کی فریکوئنسی پر طول و عرض اور دولن کے مرحلے کی پیمائش کی جاتی ہے۔ ان پیمائشوں کی بنیاد پر بننے والی خصوصیت کو کہا جاتا ہے۔ طول و عرض فیز فریکوئنسی کی خصوصیت (APFC).

اے پی ایف سی کا تجزیہ (تصویر 9) کمپن تجزیہ کے ماہر کو روٹر کی گونج والی تعدد کی شناخت کرنے کی اجازت دیتا ہے۔.

اگر مشتبہ گونج سے گزرتے وقت مرحلہ تبدیل نہیں ہوتا ہے، تو طول و عرض میں اضافہ بے ترتیب اتیجیت سے متعلق ہوسکتا ہے اور یہ روٹر گونج نہیں ہے۔ ایسے معاملات میں، رن اپ/کوسٹ ڈاؤن کے دوران کمپن کی پیمائش کے علاوہ، "امپیکٹ ٹیسٹ" کرنے کی سفارش کی جاتی ہے۔.

ملٹی چینل وائبریشن اینالائزر کا استعمال کرتے وقت، ایک ہی وقت میں سسٹم سے ان پٹ اور آؤٹ پٹ سگنلز کی پیمائش کرکے، ایک ہی وقت کے دوران جمع ہونے والے کمپن کے مرحلے اور ہم آہنگی کو کنٹرول کرتے ہوئے، ساخت کی گونج کا تعین بڑی درستگی کے ساتھ کیا جا سکتا ہے۔ ہم آہنگی ایک دوہری چینل فنکشن ہے جو سسٹم کے ان پٹ اور آؤٹ پٹ سگنلز کے درمیان لکیریٹی کی ڈگری کا اندازہ کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ گونجنے والی تعدد کو نمایاں طور پر تیزی سے شناخت کیا جا سکتا ہے۔.

7. مشین کی گونج کے بارے میں کچھ تحفظات

مختلف قسم کی مشینوں اور ان کے آپریٹنگ طریقوں کے تجزیہ پر توجہ دی جانی چاہئے، جو گونج کی جانچ کو پیچیدہ بنا سکتے ہیں:

افقی اور عمودی سمتوں میں ساختی سختی میں فرق کی وجہ سے، گونجنے والی فریکوئنسی سمت کے لحاظ سے مختلف ہوگی۔ لہذا، گونج ایک خاص سمت میں سب سے زیادہ مضبوطی سے ظاہر ہوسکتی ہے.

جیسا کہ پہلے بات کی گئی ہے، گونجنے والی فریکوئنسی مختلف ہوتی ہے جب مشین چل رہی ہوتی ہے بمقابلہ جب اسے بند کیا جاتا ہے (بند کیا جاتا ہے)۔ عمودی سازوسامان، ایک اصول کے طور پر، بہت زیادہ تشویش کا باعث بنتا ہے، کیونکہ اس طرح کے آلات کے آپریشن کے دوران ہمیشہ گونج ہوتی ہے جو کینٹیلیور پر نصب الیکٹرک موٹر کے آپریشن کے دوران ہوتی ہے۔.

کچھ مشینوں میں بڑے پیمانے پر ماس ہوتا ہے، اور اس وجہ سے ہتھوڑے سے پرجوش نہیں کیا جا سکتا - اصل گونجنے والی تعدد کا تعین کرنے کے لیے متبادل جوش کے طریقے درکار ہوتے ہیں۔ بعض اوقات، بہت بڑی مشینوں پر، ایک وائبریٹر کا استعمال کیا جاتا ہے جو ایک مخصوص فریکوئنسی رینج کے مطابق ہوتا ہے، کیونکہ وائبریٹر میں یہ صلاحیت ہوتی ہے کہ وہ دوہرتے وقت ہر انفرادی فریکوئنسی پر بڑی مقدار میں توانائی فراہم کر سکتا ہے۔.

اور ایک حتمی غور - گونج کی جانچ کرنے سے پہلے، یہ بہت مفید ہے کہ پہلے پس منظر کی کمپن لیول کی پیمائش کریں (آس پاس کے ماحول سے بے ترتیب جوش کا ردعمل)۔ یہ پس منظر کی سطح سے اوپر ایک مخصوص فریکوئنسی پر زیادہ سے زیادہ دولن طول و عرض کی بنیاد پر تشخیص (سسٹم گونج) کے تعین میں غلطی کو روکنے میں مدد کرے گا۔.

8. خلاصہ

اس مضمون میں ہم نے مشین کمپن پر گونجنے والی تعدد کے اثر و رسوخ پر تبادلہ خیال کیا۔ تمام ڈھانچے اور مشینوں میں گونجنے والی تعدد ہوتی ہے، لیکن گونج مشین کو متاثر نہیں کرتی ہے اگر ایسی کوئی تعدد نہ ہو جو اسے پرجوش کرتی ہو۔ اگر مشین کی کمپن اس کی اپنی قدرتی تعدد سے پرجوش ہے، تو نظام کو گونج سے ہٹانے کے لیے تین اختیارات ہیں:

آپشن 1۔. پریشان کن قوت کی فریکوئنسی کو گونجنے والی فریکوئنسی سے دور کریں۔.

آپشن 2۔. گونجنے والی فریکوئنسی کو پریشان کن قوت کی فریکوئنسی سے دور کریں۔.

آپشن 3۔. گونج پروردن عنصر کو کم کرنے کے لئے نظام کے نم میں اضافہ کریں.

اختیارات 2 اور 3 میں عام طور پر کچھ ساختی ترمیمات کی ضرورت ہوتی ہے جو اس وقت تک انجام نہیں دی جا سکتیں جب تک کہ ساخت پر موڈل تجزیہ اور/یا عنصر کا محدود مطالعہ نہ کیا جائے۔.