ارتعاشات ماشین صنعتی چیست؟

ما به وسیله نگاه کردن، حس کردن و شنیدن ارتعاشات ماشین صنعتی می توانیم به طور کلی و تقریبی در رابطه با شدت ارتعاشات تصمیم گیری کنیم و شدت آن را حدس بزنیم. ممکن است که بعضی از فرم های خاص ارتعاشی شدید و خشن، بعضی از آنها قابل ملاحظه و بعضی دیگر ناچیز و جزئی باشند.

 همچنین، می توان یاتاقان را لمس کرده و گرمای ناشی از ارتعاش را احساس کرد، یا سروصدای آن را بشنویم و نتیجه بگیریم که اشکالی وجود دارد.

چگونه می توان ارتعاشات ماشین صنعتی را توصیف کرد؟

توصیف ارتعاشات ماشین به وسیله چیزهای کلی گفته شده غیر دقیق است و بستگی به شخص دارد. چیزی که به این روش حس می شود ممکن است به نظر یک شخص شدید و به نظر شخص دیگر قابل قبول باشد. این تشخیص های غیردقیق معمولا غيرقابل اطمینان هستند.

برای آنالیز ارتعاشات قابل قبول و مطمئن مشکلات ارتعاشی ضروری است که ارتعاشات را به یک روش ثابت و قابل اطمینان آنالیز کنیم. برای آنالیز به طور دقیق و مؤثر اصولا باید این آنالیزها براساس معیارهای دقیق عددی استوار باشد نه بر توصیفات سطحی.

دونوع از معیارهای عددی مهم نشان دهنده ارتعاشات ماشین آلات صنعتی دامنه و فرکانس هستند.

دامنه شدت ارتعاش و فرکانس آهنگ نوسانات ارتعاش را توصیف می کند. دامنه و فرکانس در کنار هم وسیله ای را فراهم می کنند که می توان با آن دلایل ارتعاشات را ریشه یابی کرد.

دامنه چیست؟

دامنه یک ارتعاش نشان دهنده بزرگی مقدار آن ارتعاش است. یک ماشین با دامنه ارتعاشی زیاد ماشینی است که در حال تحمل یک حرکت ارتعاشی بزرگ، سریع، یا پرقدرت است. دامنه بزرگتر به معنای تحمل حرکت بیشتر یا پرتنشتر است که این ماشین برای خراب شدن مستعدتر است.

به طور کلی دامنه یا بزرگی ارتعاش با موارد زیر ارتباط دارد:

 الف- اندازه حرکت ارتعاشی

 ب- سرعت حرکت

 ج- نیروی ناشی از حرکت ارتعاشی

 در بیشتر موارد این دامنه، سرعت با شتاب است که بیشترین اطلاعات مفید را در رابطه با شرایط ماشین به ما می دهد.

سرعت چیست؟

تعریف سرعت بطور ساده تندی حرکت اندازه گیری شده در یک راستای خاص است، دامنه سرعت می تواند به وسیله مقدار پیک موجود یا به وسیله آنچه که مقدار جذر میانگین مربعات ( root-mean-square) خوانده شده و با مخفف rms شناخته می شود، بیان شود.

به بیان ساده، نقطه پیک دامنه سرعت در ارتعاش ماشین عبارت است از حداکثر سرعت ارتعاشی که ماشین در یک مدت زمانی مشخص به آن دست پیدا می کند.

فرکانس در ارتعاشات ماشین صنعتی چیست؟

اجزای مرتعش ماشین را نوسان می کنند که این حرکت نوسانی در سیکل هایی تکرار می شود. اجزای ماشین ممکن است سریع یا کند نوسان کنند و این بستگی به نیروی ایجاد کننده آن دارد. نرخ سرعت نوسان هر یک از اجزای ماشین فرکانس نوسانی آن جزء خوانده می شود. فرکانس ارتعاش بالاتر نشان دهنده نوسان سریع تر است.

فرکانس ارتعاشی اجزای ماشین به وسیله شمردن تعداد سیکل های کامل نوسانی در یک ثانیه تعریف می شود. مثلا به جزئی از ماشین که پنج سیکل ارتعاشی کامل را در یک ثانیه انجام میدهد گفته میشود که با فرکانس پنج سیکل بر ثانیه ارتعاش داشته است.

آهنگ ارتعاش یا فرکانس اجزای ماشین نیز اغلب راهی مناسب برای نشان دادن وضعیت ماشین است.

فرکانس نیز مانند دامنه با یک واحد نشان داده میشود. واحد معمول برای فرکانس سیکل بر دقیقه یا cpm است. هرتز واحدی است معادل سیكل بر ثانیه که یک هرتز معادل است با یک cps یا cpm ۶۰.

شکل موج چیست؟

نشان دادن گرافیکی سیگنال های الکتریکی گرفته شده از قلب انسان الکتروکاردیوگرام یا ECG)) یک وسیله کاربردی برای آنالیز وضعیت قلب انسان است. به روش مشابه، نشان دادن گرافیکی حرکت ارتعاشی وسیله ای کاربردی برای آنالیز طبیعت ارتعاشات ماشین صنعتی است. ما همچنین می توانیم در صفحه گرافیکی نشان دهنده حرکات ارتعاشی، نشانه هایی پیدا کنیم که دلایلی که سبب شدت ارتعاشات می شوند را از آن طریق کشف کنیم.

یک صفحه گرافیکی، به طور عمومی، به وسیله یک آنالیست ارتعاشات برای دیدن شکل موج به کار برده می شود. شکل موج یک نمایش گرافیکی است از چگونگی تغییرات میزان ارتعاشات در طول زمان.

شکل موج سرعت به طور ساده عبارت است از گرافی که نشان میدهد چگونه سرعت ارتعاش اجزای مرتعش در طول زمان تغییر می کند.

مقدار اطلاعاتی که شکل موج در بر دارد بستگی به مدت زمان و تفکیک پذیری شکل موج دارد. مدت زمان شکل موج مجموع دوره های زمانی است که اطلاعات موج ممکن است از آن به دست آمده باشد که در بیشتر موارد تنها چند ثانیه کافی است.

 تفکیک پذیری شکل موج عبارت است از اندازه گیری میزان جزئیات در شکل موج که به وسیله تعداد نقاط در داده ها و یا نمونه های توصیف شده شکل موجها تعیین می شود. اگر نمونه های بیشتری موجود باشد جزئیات بیشتری هم در رابطه با شکل موج ها وجود دارد.

طیف در ارتعاشات ماشین صنعتی چیست؟

یکی دیگر از ابزار متداول که برای آنالیز ارتعاشات می توان از آن بهره برد، بررسی طیف است. یک طیف عبارت است از نمایش گرافیکی فرکانس های یک جزء مرتعش ماشین به طور همزمان با نمایش دامنه آن فرکانسها در یک صفحه نمایش گرافیکی.

چگونه می شود که یک جزء از یک ماشین در چند فرکانس مختلف ارتعاش نماید؟

جواب در واقع در این موضوع نهفته است که برخلاف نوسان ساده پاندول، اغلب در ماشین آلات حرکت نوسانی شامل فقط یک حرکت ارتعاشی ساده نیست. بلکه اغلب شامل چندین حرکت ارتعاشی است که همزمان اتفاق می افتند.

برای مثال، طیف سرعت ناشی از ارتعاش یاتاقان نشان میدهد که یاتاقان تنها در یک فرکانس ارتعاش نمی کند، بلکه در چندین فرکانس مختلف ارتعاش می کند. ارتعاش در برخی از فرکانس ها ممکن است به علت حرکت المان های یاتاقان، برهم کنش دندانه های چرخ دنده و در سایر فرکانس ها به علت دوران روتور موتور باشد.

از آنجا که طیف فرکانس های ارتعاشات ، یکی از ابزار کاربردی برای تحلیل و اندازه گیری ارتعاشات ماشین آلات است. به وسیله مطالعه انفرادی فرکانسها در جایی که اجزای ماشین در حال نوسان هستند و همچنین دامنه های آن فرکانس ها می توان اطلاعات بسیاری درباره علت های به وجود آورنده ارتعاشات و وضعیت ماشین به دست آورد. برعکس، شکل موج به صورت واضح فرکانس هایی که ارتعاشات در آن اتفاق افتاده را نشان نمی دهد.

اطلاعات موجود در طیف به فرکانس ماکزیمم و تجزیه و تحلیل طیف بستگی دارد. فرکانس ماکزیمم یک طیف عبارت است از حد بالای فرکانس قابل مشاهده بر روی صفحه نمایش که شامل اطلاعاتی از طیف باشد. اینکه فرکانس ماکزیمم چقدر باشد به سرعت کارکرد ماشین بستگی دارد.

سرعت کارکرد بالاتر به معنی نیاز به فرکانس ماکزیمم بالاتر است. تجزیه و تحلیل یک طیف عبارت است از اندازه گیری سطح جزئیات طیف که به وسیله تعداد خطوط طیفی که شکل طیف را توصیف می کند- نشان داده می شود. خطوط طیفی بیشتر جزئیات بیشتری از طیف نمایان می سازد.

همچنین، دو روش ابتدایی و بنیادی برای نمایش گرافیکی ارتعاشات ماشین صنعتی بیان شد که اگر آنالیز ارتعاشات ماشین صنعتی به صورت گرافیکی نمایش داده شود بسیار ساده تر می شود. دو مدل از نمایش را معرفی کردیم که عبارتند از روش شکل موج و روش طیف. برای اهداف آنالیزی، معمولا طیف بسیار کاربردی تر است.