Hiểu về Phân tích thứ tự cho Máy tốc độ thay đổi

Định nghĩa: Phân tích đơn hàng là gì?

Phân tích đơn hàng là một kỹ thuật phân tích rung động chuyên dụng được sử dụng cho các máy móc hoạt động ở nhiều tốc độ khác nhau. Thay vì biểu diễn biên độ rung động theo một trục tần số cố định (tính bằng Hz hoặc CPM), kỹ thuật này biểu diễn biên độ theo “cấp bậc”. đặt hàng là bội số của tốc độ quay chính của máy. Ví dụ, bậc 1 là dao động xảy ra ở đúng tốc độ quay (1x), bậc 2 là ở gấp đôi tốc độ quay (2x), v.v.

Tại sao FFT chuẩn lại là vấn đề đối với máy có tốc độ thay đổi?

Phân tích Biến đổi Fourier Nhanh (FFT) tiêu chuẩn hoạt động bằng cách lấy mẫu dữ liệu trong một khoảng thời gian cố định. Phương pháp này hoạt động hoàn hảo với các máy có tốc độ không đổi. Tuy nhiên, nếu tốc độ máy thay đổi trong quá trình thu thập dữ liệu, phổ FFT thu được sẽ bị "nhòe". Một thành phần rung động liên quan trực tiếp đến tốc độ chạy (như mất cân bằng ở 1x) sẽ có năng lượng trải rộng trên nhiều bin tần số khi tốc độ thay đổi, dẫn đến một đỉnh rộng, biên độ thấp, khó đọc và khó xác định xu hướng. Phân tích bậc (order analysis) được phát triển để giải quyết vấn đề cụ thể này.

Giải pháp: Theo dõi đơn hàng

Phân tích đơn hàng dựa trên một kỹ thuật gọi là theo dõi đơn hàng. Điều này đòi hỏi một cảm biến thứ hai, một máy đo tốc độ (hay còn gọi là "tacho"), cung cấp xung một lần mỗi vòng quay từ trục quay. Máy phân tích rung động sử dụng tín hiệu tacho này làm cơ sở thời gian động. Thay vì lấy mẫu dữ liệu dựa trên đồng hồ nội bộ cố định (ví dụ: mỗi mili giây), nó lấy mẫu dữ liệu dựa trên góc quay của trục (ví dụ: mỗi độ quay). Quá trình này còn được gọi là lấy mẫu lại trong miền góc.

Bằng cách đồng bộ hóa việc thu thập dữ liệu với chuyển động thực tế của trục, phổ thu được sẽ được tính theo bậc chứ không phải theo tần số. Giờ đây, nếu máy tăng tốc hoặc giảm tốc, đỉnh mất cân bằng 1x sẽ vẫn là một đỉnh sắc nét, rõ ràng trong ngăn bậc 1, loại bỏ hoàn toàn hiệu ứng nhòe.

Các ứng dụng chính của Phân tích đơn hàng

Phân tích thứ tự là điều cần thiết cho bất kỳ máy móc nào không hoạt động ở một tốc độ duy nhất và không đổi. Các ứng dụng phổ biến bao gồm:

• Kiểm tra xe và động cơ: Phân tích độ rung của động cơ, hộp số và hệ thống truyền động trên toàn bộ dải vòng tua máy.
• Tua bin gió: Tốc độ rôto thay đổi liên tục theo tốc độ gió, khiến việc phân tích thứ tự trở nên cần thiết.

– Phân tích quá trình tăng tốc và giảm tốc của máy: Phân tích dữ liệu rung động khi máy khởi động hoặc tắt là một cách hiệu quả để xác định tốc độ và cộng hưởng quan trọng. Phân tích thứ tự giúp các biểu đồ này (tương tự như biểu đồ Bode và biểu đồ Waterfall) trở nên rõ ràng và dễ đọc.

• Máy móc chuyển động qua lại: Phân tích máy nén và động cơ có tốc độ tức thời có thể thay đổi.
• Máy móc hạng nặng: Thiết bị san lấp mặt bằng, xe khai thác mỏ và các máy móc khác có ổ đĩa tốc độ thay đổi.

Dữ liệu phân tích đơn hàng được hiển thị như thế nào?

Kết quả phân tích đơn hàng thường được xem theo nhiều cách:

• Thứ tự quang phổ: Biểu đồ biên độ so với bậc, tương tự như FFT chuẩn nhưng có bậc trên trục x.
• Sơ đồ thác nước hoặc thác nước: Biểu đồ 3D hiển thị một chuỗi phổ bậc xếp chồng lên nhau khi tốc độ máy thay đổi. Biểu đồ này cho thấy rõ ràng biên độ của từng bậc thay đổi như thế nào theo vòng/phút.
• Biểu đồ Bode: Biểu đồ được sử dụng trong các bài kiểm tra chạy đà/giảm tốc cho thấy biên độ và pha của một bậc cụ thể (thường là 1x và 2x) theo tốc độ máy.
• Biểu đồ Campbell: Một biểu đồ chuyên biệt chồng các đường thứ tự lên trên các tần số tự nhiên của hệ thống để xác định rõ các điểm cộng hưởng tiềm ẩn (nơi một đường thứ tự giao với một đường tần số tự nhiên).

Phân tích đơn hàng là một công cụ mạnh mẽ và không thể thiếu để chẩn đoán chính xác tình trạng hoạt động của bất kỳ máy móc nào hoạt động ở nhiều tốc độ khác nhau.

← Quay lại Mục lục chính