Dar bant rastgele titreşim: bant sayısının nasıl seçileceği. Makinelerin, aletlerin ve diğer teknik ürünlerin mekanik dış etkilerine karşı direnci için test yöntemleri

Çeşitli LL'lerin gerçek titreşimleri üzerine yapılan çalışmalar, titreşimlerin zamanın rastgele fonksiyonları olduğunu göstermiştir. İstatistiksel özellikleri gerçek titreşim kayıtlarının işlenmesiyle belirlenir. Testlerin amacı, test nesnesinin kontrol noktalarında belirli istatistiksel özelliklere sahip bir titreşim standı üzerinde titreşimi yeniden üretmektir. Doğal titreşim işlemenin sonuçları belirlenmiş istatistiksel özellikler olarak kullanıldığından, rastgele titreşim testleri, test ürününün gerçek titreşim durumunu en doğru şekilde yeniden üretir.

Rastgele bir titreşim testi düzenlenirken iki hipotez kabul edilir:

1) rastgele titreşimlerin dağılım yasasının normalliği hakkında;

2) rastgele titreşimlerin yerel durağanlığı hakkında.

İlk hipotezin mantığı, bir ürünün titreşim durumunun, istatistiksel olarak bağımsız kaynaklar tarafından üretilen çeşitli rastgele süreçlerin bir üst üste binmesi olarak değerlendirilebilmesidir. Ayrıca, titreşim sensörünün yapıda filtreleme özelliklerinin ortaya çıktığı bir yere yerleştirilmesi durumunda, bu sensörün çıkış sinyalinin dağılım yasasının normale yaklaştığı da dikkate alınmalıdır.

İkinci hipotez, titreşimin istatistiksel özelliklerinin zaman içinde oldukça yavaş değiştiğini varsaymaktadır. Bu, belirli bir zaman aralığında hesaplanan bazı ortalama özelliklerin, bu zaman dilimindeki titreşim durumunun yeterli bir tanımını sağladığını varsaymamıza izin verir.

Sabit bir merkezi normal süreç olarak titreşimin özellikleri, genel durumda, kovaryans matrisi veya onun Fourier dönüşümü - spektral yoğunlukların matrisi - tarafından tamamen belirlenir. Frekans (skaler) durumunda süreç, bir korelasyon fonksiyonu veya spektral yoğunluk ile karakterize edilir. Test edilen yapılar, belirgin frekans seçici özelliklere sahip çoklu rezonanslı dinamik sistemler olduğundan, spektral özellikler (içsel ve karşılıklı spektrumlar) en belirgin olanlardır ve test mühendisi için belirleyici öneme sahiptir. Rastgele titreşim testi modu, bir noktada ve bir yönde kontrol edilen titreşim ivmesinin spektral yoğunluğu veya vektör titreşimi analiz ederken spektral yoğunluk matrisi tarafından belirlenir.

Geniş bant titreşim testleri genellikle bir ila yirmi yıllık bir frekans aralığını kapsar. Rastgele dar bant titreşimi, birim veya onlarca hertzlik bir bantta uyarılır ve incelenir.

Geniş bant rastgele titreşim testi. Belirli bir enerji spektrumuna sahip geniş bant rastgele süreçler, gerçek titreşim süreçlerinin fiziksel modelleri olarak yaygınlaştı. Gerçek titreşim süreçleri modellerinin korelasyon teorisi çerçevesinde tanımlanması, yeniden üretilen ve gerçek titreşimlerin eşdeğerliğini, enerji spektrumlarının benzerlik derecesine göre karakterize etmeyi mümkün kılar. Bu durumda, titreşim test kompleksinin titreşim üretim yolu, mekanik titreşimlerin, kontrol edilen noktada veya incelenen nesnenin bir dizi kontrollü noktasında gerekli enerji spektrumuyla yeniden üretilmesini sağlamalıdır.

Bu test yöntemi, bir nesnenin tüm rezonans frekanslarının aynı anda uyarılmasını içerir. Geniş bant rastgele titreşim testi için kurulumun şeması Şekil 1'de gösterilmektedir. 2.24.

Titreşimin doğru şekilde yeniden üretilmesi, titreşimi uyaran araçların bozucu etkisi nedeniyle engellenir. Bu nedenle testten önce genliği düzeltmek veya dengelemek gerekir; titreşim standının frekans tepkisi. Test sırasında ürünün kontrol noktalarında sabit rastgele titreşimler uyarılır. Sayısal özellikleri, tam ölçekli testlerin sonuçlarına göre belirlenen belirtilenlere yakın olmalıdır.

Geniş bant rastgele titreşim testi yöntemi, test edilen ürünün güvenilirliğini etkileyen çalışma koşullarının sayısal titreşim özelliklerini yeniden oluşturmanıza olanak tanır. Titreşim ivmelerinin spektral yoğunluğu bir benzerlik kriteri olarak alınmıştır, çünkü bir ürünün arızalanması veya çalışma modunun bozulması olasılığı, spektral titreşim yoğunluğu seviyesindeki artışla birlikte artar.

Test programı, spektral yoğunluğun bu ölçümlerin gerçekleştirildiği frekans bantlarına bağımlılığını gösteren bir grafik şeklinde belirtilmiştir. Bu program, genel olarak bir geniş bant rastgele sinyal veya beyaz gürültü kaynağını ve bir dizi ayarlanabilir bant geçiren filtreyi temsil eden enerji spektrumu şekillendiricileri kullanılarak ürünün kontrol noktasındaki bir titreşim standı tarafından yeniden üretilir.

Dar bant rastgele titreşim testi. Değişen dar bant rastgele titreşim modu, geniş bant rastgele titreşim modu ile değişen sinüzoidal sinyal modu arasında orta düzeydedir. Yöntem, geniş bantlı düşük hızlanma yoğunluğunun uyarılmasının, frekans aralığının belirli bir kısmı üzerinde yavaşça değişen dar bantlı yüksek hızlanma yoğunluğunun uyarılmasıyla değiştirilmesine dayanmaktadır.

Uygun şekilde ayarlandığında, yöntem belirli bir seviyede geniş bant titreşim yöntemiyle aynı sayıda en önemli ivmelenmeyi sağlar. Rezonans koşullarını ve test örneğinin yüklenmesini yeniden oluşturmak için dar bant titreşiminin, geniş bant titreşimiyle aynı özelliklere sahip olması gerekir. Gerilim seviyesindeki herhangi bir artış için ivmenin işaretindeki değişiklik sayısının aynı olması da gereklidir.

Bu yöntemin aşağıdaki avantajları vardır:

1) daha az güçlü ekipman kullanarak önemli yük seviyeleri elde etme yeteneği;

2) daha basit kontrol ekipmanlarının kullanılması ve bunun sonucunda daha az kalifiye personelin kullanılması olasılığı.

Temel görevler, ortalama frekansın zaman içindeki değişim yasasını ve frekansa bağlı olarak titreşimdeki değişim yasasını belirlemektir. Bu kanunlar belirlenirken dar ve geniş bant rastgele titreşim testlerinin denkliği esas alınır. Bu tür bir eşdeğerlik, örneğin, dar ve geniş bant titreşim altında maksimum ve minimum yüklerin aynı dağılımını gerektiren yorulma mukavemeti testlerinde tesis edilir. Kimlik, ortalama frekans f'nin logaritmik yasaya göre değişmesi ve titreşim ivmesinin ortalama karekök değerinin frekansın kareköküyle orantılı olması durumunda ortaya çıkar. Bir test modu atamanın kolaylığı için, hızlanma gradyanı adı verilen bir γ parametresi tanıtılmıştır:

burada σ y, dar bant uyarımlı aşırı titreşim yükünün ortalama karekök değeridir (g = 9,81 m×s2 birimindeki ivme cinsinden). Eğer σ y'nin orantılı olması gerekiyorsa, dar bant titreşim testlerindeki ivme eğimi sabit bir değerdir.

Logaritmik frekans değişimi için test süresi şu şekilde belirlenir:

burada f y ve f m dar ve geniş bant titreşimi için test süresidir; p - ölçek faktörü; f ve f ve sırasıyla taramanın gerçekleştirildiği aralığın en yüksek ve en düşük frekanslarıdır. Geniş bant titreşim koşullarını f in ve F n frekans bandında tekdüze spektral yoğunluk S 0 ile yeniden üretmek için (Şekil 2.25), hızlanma gradyanı aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır

burada kcf titreşim sisteminin ortalama iletim katsayısıdır;

H 0 (p) - ee transfer fonksiyonu.

(2.52) ve (2.53) ifadelerinden dar bant titreşim test modunun p ve q katsayıları tarafından belirlendiği açıktır. Q katsayısı 1,14'ten (basit testler için) 3,3'e (hızlandırılmış testler için) kadar değişebilir.

Buna göre p katsayısı 0,65 – 0,025 aralığında değişmektedir.

İncirde. Şekil 2.25a, dar bant ve geniş bant titreşimlerinin spektral yoğunluklarını göstermektedir. Ortalama frekans f değiştikçe spektral yoğunluktaki artış oranını belirleyen kesikli çizginin (tgα) eğimi, ivme gradyanının karesine eşittir.

Bu tür testlerin önemli bir özelliği, titreşim yüklerinin seviyesini otomatik olarak kontrol edebilme yeteneğidir (Şekil 2.25.6).

Zamanla değişen bir merkezi frekansa sahip dar bantlı bir rastgele işlem, bir beyaz gürültü üreteci ve buna eşlik eden bir filtre kullanılarak elde edilir; bunun merkezi frekansı, bir frekans tarama sürücüsü (FSD) tarafından değiştirilir. PSCh'nin dönüş hızı geniş sınırlar dahilinde ayarlanabilir. Titreşim sisteminin çıkışındaki dar bantlı titreşimlerin RMS değeri, otomatik kazanç kontrol (AGC) sistemi yardımıyla stabilize edilir. Geri sinyal verin! AGC, vibrometrik ekipmanın (VA) çıkışından gelir.

Sinyalin kök ortalama kare değerindeki son değerle orantılı artış, logaritmik ölçekte oktav başına 3 dB'lik bir eğime karşılık gelir. Bu nedenle, VA çıkışında (AGC girişinden önce), oktav başına 3 dB zayıflamayla bir filtre açılır. Bu, ortalama frekansı tararken hızlanma gradyanının sabitliğini sağlar.

OKTAV VE FREKANS DEĞİŞİM ORANI

Oktavlar iki frekans arasındaki farkı belirlemek için kullanılır. Örneğin 10 Hz ile 500 Hz frekansları arasındaki fark 490 Hz'dir. Oktavlar bu farkı logaritmik ölçekte temsil eder.

Oktav kavramının müzikte kullanıldığını hemen hemen hepimiz duymuşuzdur. Bir piyanoda aynı adı taşıyan en yakın iki nota arasındaki frekans farkı tam olarak bir oktavdır. Müzik aletlerinin akort edilmesine ilişkin uluslararası standart nota, frekansı 440 Hz olan A'dır. Bir oktav üstteki notanın frekansı 880 Hz, bir oktav alttaki notanın frekansı ise 220 Hz'dir. Böylece oktavın iki katına çıkma özelliğine sahip olduğunu yani logaritmik bir oran olduğunu görüyoruz.

İki frekans arasındaki oktav sayısını belirlemek için aşağıdaki formülü kullanabilirsiniz:

burada f n – alt frekans, f – üst frekans.

Kayan sinüs dalgasıyla test yaparken, logaritmik frekans değişimi ölçeği kullanılır. Bu, test nesnesinin farklı frekanslarda eşit şekilde yüklenmesi için koşulları sağlamak amacıyla yapılır. Yani 10 Hz frekansında 1 saniyede 10 salınım döngüsü meydana gelir. Aynı 10 salınım döngüsü 1000 Hz frekansında saniyenin yüzde biri kadar sürer. Bu, farklı frekanslarda eşit yüklü bir durum (eşit sayıda salınım döngüsü) sağlamak için frekans arttıkça bu frekanstaki salınım süresinin azalması gerektiği anlamına gelir.

En sık kullanılan frekans değişim hızı 1 okt/dakikadır. Testler 10 Hz'de başlarsa, ilk dakika 10 Hz - 20 Hz, sonraki dakika - 20 Hz - 40 Hz vb. aralığından geçecektir. 15 Hz – 1000 Hz frekans aralığı için oktav sayısı 6,1'dir. Dakikada 1 oktav hızda test süresi 6,1 dakika olacaktır.

RASTGELE TİTREŞİM NEDİR?

Farklı uzunluklarda birkaç ışından oluşan bir yapıyı alırsak ve onu kayan bir sinüzoidle uyarmaya başlarsak, o zaman her ışın, doğal frekansı uyarıldığında yoğun bir şekilde titreyecektir. Ancak aynı yapıyı geniş bantlı rastgele bir sinyalle uyarırsak, sanki tüm frekanslar sinyalde aynı anda mevcutmuş gibi tüm ışınların güçlü bir şekilde sallanmaya başlayacağını göreceğiz. Bu doğrudur ve aynı zamanda doğru değildir. Belirli bir süre boyunca bu frekans bileşenlerinin uyarı sinyalinde mevcut olduğunu, ancak seviyelerinin ve fazlarının rastgele değiştiğini varsayarsak resim daha gerçekçi olacaktır. Rastgele bir süreci anlamada zaman kilit noktadır. Teorik olarak gerçek bir rastgele sinyale sahip olmak için sonsuz bir zaman periyodunu dikkate almalıyız. Eğer sinyal gerçekten rastgele ise asla tekrarlanmaz.

Daha önce, rastgele bir süreci analiz etmek için, bireysel frekans bileşenlerini izole eden ve değerlendiren bant geçiren filtrelere dayalı ekipman kullanılıyordu. Modern spektrum analizörleri Hızlı Fourier Dönüşümü (FFT) algoritmasını kullanır. Rastgele sürekli bir sinyal ölçülür ve zaman içinde örneklenir. Daha sonra sinyaldeki her bir zaman noktası için, analiz edilen sinyal periyodunda mevcut olan sinyalin frekans bileşenlerinin seviyelerini belirleyen sinüs ve kosinüs fonksiyonları hesaplanır. Daha sonra sinyal bir sonraki zaman aralığı için ölçülür ve analiz edilir ve sonuçlarının önceki analiz sonuçlarıyla ortalaması alınır. Kabul edilebilir bir ortalama elde edilene kadar bu tekrarlanır. Uygulamada ortalamaların sayısı iki ila üç arasında, birkaç onluk ve hatta yüzlerce arasında değişebilir.

Aşağıdaki şekil, farklı frekanslara sahip sinüzoidlerin toplamının nasıl karmaşık şekilli bir sinyal oluşturduğunu göstermektedir. Toplam sinyalin rastgele olduğu görünebilir. Ancak bu böyle değildir, çünkü bileşenler sabit bir genliğe ve faza sahiptir ve sinüzoidal bir yasaya göre değişir. Dolayısıyla gösterilen süreç periyodik, tekrarlanabilir ve öngörülebilirdir.

Gerçekte rastgele bir sinyal, genlikleri ve fazları rastgele değişen bileşenlere sahiptir.

Aşağıdaki şekil toplam sinyalin spektrumunu göstermektedir. Toplam sinyalin her frekans bileşeni sabit bir değere sahiptir, ancak gerçekten rastgele bir sinyal için her bileşenin değeri her zaman değişecektir ve spektral analiz, zaman ortalamalı değerleri gösterecektir.

frekansHz

FFT algoritması, analiz süresi boyunca rastgele sinyali işler ve her frekans bileşeninin büyüklüğünü belirler. Bu değerler, daha sonra kareleri alınan kök ortalama kare değerleri ile temsil edilir. İvmeyi ölçtüğümüz için ölçü birimi aşırı yük gn sq olacak ve karesi alındıktan sonra gn 2 sq olacaktır. Analizdeki frekans çözünürlüğü 1 Hz ise ölçülen büyüklük, 1 Hz genişliğinde bir frekans aralığında ivme miktarının karesi olarak ifade edilecek ve ölçüm birimi gn 2 /Hz olacaktır. Gn'nin iyi gn olduğu unutulmamalıdır.

gn2/Hz birimi spektral yoğunluğun hesaplanmasında kullanılır ve esas olarak 1 Hz genişliğindeki bir frekans aralığında yer alan ortalama gücü ifade eder. Rastgele titreşim testi profilinden her 1 Hz geniş bandın güçlerini toplayarak toplam gücü belirleyebiliriz. Aşağıda gösterilen profilde yalnızca üç adet 1Hz bant bulunmaktadır ancak söz konusu yöntem herhangi bir profile uygulanabilir.

Spektral yoğunluk,

g RMS 2 /Hz

frekansHz

(her 1 Hz geniş aralıkta 4 g 2 /Hz = 4 g rms 2)

RMS profilinin toplam ivme (aşırı yük) gn'si toplama yoluyla elde edilebilir, ancak değerler ortalama karekök olduğundan aşağıdaki şekilde toplanırlar:

Aynı sonuç daha genel bir formül kullanılarak da elde edilebilir:

Ancak şu anda kullanılan rastgele titreşim profilleri nadiren düzdür ve daha çok bir kaya kütlesinin enine kesitine benzer.

Spektral yoğunluk,

g RMS 2 /Hz

(günlük ölçeği)

Frekans, Hz (log ölçeği)

İlk bakışta, gösterilen profilin toplam ivmesini gn belirlemek oldukça basit bir iştir ve dört bölümün değerlerinin ortalama karekök toplamı olarak tanımlanır. Ancak profil logaritmik ölçekte gösterilmektedir ve eğik çizgiler gerçekte düz değildir. Bu çizgiler üstel eğrilerdir. Bu yüzden eğrilerin altındaki alanı hesaplamamız gerekiyor ki bu çok daha zor bir iştir. Bunu nasıl yapacağımızı ele almayacağız ancak toplam ivmenin 12.62 gr rms'ye eşit olduğunu söyleyebiliriz.

Rastgele titreşim sırasında neden toplam ivmeyi bilmeniz gerekiyor?

Rastgele titreşim modunda, titreşim test sistemi Nsq veya kgfsrm olarak ifade edilen bir nominal itme kuvvetine sahiptir. Kuvvetin, genlik değerini kullanan sinüs titreşiminden farklı olarak RMS değeri tarafından belirlendiğine dikkat edin. Kuvveti belirleme formülü aynıdır: F = m*a, ancak kuvvetin ortalama karekök değeri olduğundan, ivmenin de ortalama karekök olması gerekir.

Kuvvet (N metrekare) = kütle (kg) * ivme (m/s 2 metrekare)

Kuvvet (kgfs.) = kütle (kg) * ivme (gns.)

Kütlenin tüm hareketli parçaların toplam kütlesini ifade ettiğini unutmayın!

Rastgele titreşim sırasında hareket etmek ne anlama gelir?

Belirli bir test profili için yer değiştirmeyi bilmek bizim için önemlidir çünkü bu, vibratörün izin verilen maksimum yer değiştirmesini aşabilir. Ayrıntılara girmeden, toplam rms ivmesinin nasıl hesaplanacağını biliyoruz ve belirli bir profil için rms hızını ve rms yer değiştirmesini belirlememizi engelleyen hiçbir neden yoktur. Ortalama karekök değerinden genlik veya tepeden tepeye değere geçmek istediğimizde zorluklar ortaya çıkar. Genlik değerinin ortalama karekök değerine oranının tepe faktörü olarak adlandırıldığını ve sinüzoidal bir sinyal için karekök 2'ye eşit olduğunu hatırlayalım. Ortalama karekök değerinden genlik değerine geçiş katsayıları ve geri sırasıyla 1,414 (2) ve 0,707 (1/2)'ye eşittir. Bununla birlikte, sinüzoidal bir sinyalle değil, teorik tepe faktörü sonsuza eşit olan rastgele bir süreçle karşı karşıyayız, çünkü rastgele bir sinyalin genlik değeri sonsuza eşit olabilir. Pratikte tepe faktörü değeri 3 olarak alınır. Şekilde rastgele bir sinyalin normal dağılım eğrisi gösterilmektedir. İstatistiklere göre, kendimizi 3 aralığının genişliğiyle sınırlarsak, bu, gerçek bir rastgele sinyalin genliklerinin tüm olası değerlerinin% 99,73'ünü kapsayacaktır.

Olasılık Yoğunluğu

Çan eğrisi

Bu nedenle, üç tepe faktörü ile rastgele titreşim kontrol cihazının rms değerinin maksimum üç katı genliğe sahip rastgele bir sinyal üreteceğini varsayarsak, hesaplanan yer değiştirmenin toplam rms yer değiştirmenin çarpımına eşit olacağı sonucu çıkar. tepe faktörü değeri 2 ile çarpılır. Hesaplanan bu hareket, vibratörün izin verilen maksimum hareketini aşmamalıdır.

Tepe faktörü değerini seçmenin pratik yönleri

Rastgele titreşim kontrol cihazının, vibratör aracılığıyla test numunesine iletilecek olan tepe faktörü 3 olan bir sinyal üretmesini sağlayabiliriz. Ne yazık ki hem vibratör hem de numune aslında doğrusal olmayan sistemlerdir ve rezonanslara sahiptir. Rezonanslardaki bu doğrusal olmama distorsiyona neden olacaktır. Sonuçta vibratör masasında veya test nesnesinde ölçülen tepe faktörünün başlangıçta belirtilenden önemli ölçüde farklı olacağını göreceğiz! Rastgele titreşim kontrolörleri bunu otomatik olarak düzeltmez.

Bant dışı güç

Örneğin 1000 Hz'e kadar frekans aralığında çalışmak üzere tasarlanmış bir numune rastgele bir sinyalle uyarıldığında ortaya çıkabilecek etkiye dikkat etmek gerekir. Kontrolör tarafından üretilen sinyal, 1000 Hz'in oldukça üzerindeki rezonans frekanslarını harekete geçirebilir. Bu frekanslar harmonikler tarafından uyarılır. Bu nedenle, belirli bir frekans aralığında (bu durumda 1000 Hz'e kadar) çalışan bir numunenin tahrip olmasına neden olabileceğinden sinyal gücünün test aralığının üzerinde kontrol edilmesi faydalıdır.

Dar bant rastgele titreşim

Rastgele titreşim modunda vibratörlerin itme kuvveti aşağıdaki koşullar altında ölçülür:

Yük kütlesi, bağlantı parçalarının (vibratörün hareketli kısmı) kütlesinin yaklaşık iki katıdır.

test profili ISO 5344 standardına uygundur

genlik değerinin ivmenin ortalama karekök değerine oranı en az 3'tür.

Titreşim test sistemleri doğrusal olmayan bir frekans tepkisine sahiptir (bazı frekanslarda verimlilikleri daha yüksek, diğerlerinde ise daha düşüktür) ve 500 Hz'nin altındaki frekanslarda rastgele süreç daha az verimlilikle yeniden üretilir. Bu durumda amplifikatör gerekli itme kuvvetini oluşturmaya yetecek güce sahip olmayabilir. Daha güçlü bir amplifikatör seçmek bu sorunu çözecektir.

SPEKTAL YOĞUNLUK ÖLÇÜM BİRİMLERİ

Güç spektrumu yoğunluğunun en yaygın kullanılan birimleri şunlardır:

gn²/Hz

(m/s²)²/Hz

gn/Ö Hz.

Her durumda, ivmenin ortalama karekök değerleri ile ifade edildiğini hatırlamanız gerekir.

Ölçü birimlerini dönüştürmek için:

g²/Hz V m²/s³	9,80665² ile çarpın	onlar. ´ 96.1703842
m²/s³ V g²/Hz	9,80665²'ye bölünür	onlar. ¸ 96.1703842
G/Ö Hz. V g²/Hz	kare G/Ö Hz.	onlar. (G/Ö Hz)²
g²/Hz V G/Ö Hz.	kare çıkar in kökü g²/Hz	onlar. Ö (g²/Hz)

TİTREŞİM ÜRÜNLERİMİ NASIL ETKİLER?

Tüm ürünler, çoğu durumda hakkında çok az şey bildiğimiz titreşime maruz kalır. Titreşimin nedeni ürünün çalışma koşulları, taşınması veya ürünün kendisidir. Örneğin bir çamaşır makinesinin elektronik bileşenleri güçlü titreşime maruz kalır. Yüksek kaliteli ve güvenilir ürünler yaratmamıza yardımcı olması için titreşimin etkilerini anlamamız gerekir.

Gösterge paneline takılan bir araba radyosunu düşünürsek titreşime maruz kalır. Titreşimin kaynakları motor, şanzıman ve yol profilidir. Titreşim frekans aralığı genellikle 1 Hz ile 1000 Hz arasındadır. Örneğin 3000 rpm'lik bir motor hızı 50 Hz'lik bir frekansa karşılık gelir. Bu titreşim, motor teorik olarak titreşimi araç gövdesine iletmemesi gereken titreşim yalıtıcı takozlara monte edilmiş olsa bile gösterge paneline iletilir. Yani gösterge panelini ve araç radyosunu heyecanlandıran bir titreşim kaynağımız var.

Gösterge Paneli

Titreşim

Kaynağın yarattığı titreşim küçük olabilir ancak radyoya ulaştığında, araba gövdesinin ve ön panelin rezonansları nedeniyle titreşim seviyesi önemli ölçüde artabilir.

Rezonans

Rezonansa iyi bir örnek, ıslak bir parmağı camın kenarında gezdirdiğinizde camın çıkardığı sestir. Camın duvarları kendi frekanslarında titremeye başlar. Bu titreşimler duyduğumuz ses dalgalarını üretir. Titreşimlerin kendisi parmağın cam üzerindeki sürtünmesinden kaynaklanır. Sesiyle camı kıran bir opera sanatçısı hakkında iyi bilinen bir hikaye vardır. Ses titreşimlerinin frekansı, camın duvarlarının doğal titreşim frekansıyla örtüşürse, titreşimler o kadar yoğun hale gelebilir ki cam patlayabilir.

Rezonansta şarap bardağının kenarı

Bir nesnenin rezonans frekansı, nesnenin denge durumundan rahatsız edilmesi durumunda doğal olarak titreşeceği frekanstır. Örneğin, bir gitarın teli çekildiğinde rezonans frekansında titreşir; vurulduktan sonra zil de rezonans frekansında titreşir.

Rezonansta ışın

darbe

Kazanç = 20

Şekil rezonansın titreşimleri nasıl güçlendirdiğini göstermektedir. Bu örnekte, 1 mm'lik bir genliğe sahip heyecan verici bir hareket, ışının 20 mm'lik bir genliğe sahip titreşimlerine neden olur ve bunun büyüklüğü, bir dereceye kadar ışının kalite faktörüne bağlıdır. Bir kirişin aşırı bükülmesi yorulma arızasına yol açabilir.

Kalite faktörü (kalite kriteri) olarak bilinen rezonansın keskinliği, sönümleme miktarına göre belirlenir. Sönümlemenin etkisi, çalan zile elinizle dokunarak duyulabilir: el, zilin titreşimini azaltır, yani. titreşimlerin genliği ve zil sesi değişecek ve hızla kaybolacaktır.

Aşağıdaki şekil f frekansındaki rezonans zirvesini göstermektedir. Sönümleme ne kadar büyük olursa, rezonans tepe noktası da o kadar düşük ve geniş olur. Sönümleme, yarım güç seviyesinde (A/2) veya A'dan -3 dB seviyesinde rezonans eğrisinin genişliğini belirleyen kalite faktörü Q aracılığıyla ifade edilir; burada A maksimum genliktir. (-3 dB yuvarlanmış bir değerdir, tam değer –3.0102299957 dB'dir).

Seviye

Sıklık

Rezonans araba radyosunu nasıl etkiler?

Gövdenin zayıflaması (gürültü)

Kablo kopması

Vurmak

Gösterge Paneli

Zarar

panolar

Bu resim şunları göstermektedir:

İyi sabitlenmemiş bir devre kartı bükülecek ve sonunda çatlayacak veya kırılacaktır.

Bir devre kartı rezonansa girdiğinde, zamanından önce arızalanabilecek elektronik bileşenlere yüksek düzeyde titreşim iletir.

Yorulma stresi nedeniyle kablolar ve teller panele bağlandıkları noktada zamanla kırılabilir.

Cihazın tamamı dikkatli bir şekilde emniyete alınmazsa, gösterge panelinin diğer kısımlarına çarpabilir, sinir bozucu tıkırtılara neden olabilir, ancak daha tehlikelisi, elektronik bileşenlerin şoka uğramasına ve bunların rezonans olarak titremesine neden olabilir.

Araç radyosu bir kaset kaydedici içerdiğinden, bant mekanizmasının titreşimi uğultu ve tıkırtı sesine neden olabilir ve filme zarar verebilir.

VİBRATÖR İZOLASYONU

Vibratör dikey konumda çalışırken dikey yönde bir itme kuvveti oluşturur. Newton'un üçüncü yasasına göre her etki bir tepkiye neden olur. Buradan, test nesnemize kuvvet uyguladığımızda aynı kuvveti zemine de uyguladığımız sonucu çıkar.

Test nesnesi

Güç

Çoğu binanın doğal frekansı yaklaşık 15 Hz civarında olduğundan, yalnızca vibratörü çevreleyen nesnelerin rezonans frekansları değil, aynı zamanda binanın rezonans frekansları da uyarılır ve bu, bazı durumlarda binanın zarar görmesine neden olabilir.

Böyle bir sorunun ortaya çıkmasını önlemek için sismik bir kütle kullanabilirsiniz - genellikle büyük bir beton blok, ağırlığı vibratörün geliştirdiği maksimum itme kuvvetinin en az 10 katı olmalıdır,

veya pnömatik montaj parçaları veya lastik montaj parçaları gibi diğer bazı yalıtım yöntemlerini kullanın.

Armatür

Hareketli takviye

Hava yayı

Bedeni hareket ettirmek

Çoğu vibratör titreşim izolasyon elemanlarıyla birlikte gelir. Ancak bu durum vibratör gövdesinin hareketiyle ilgili başka bir sorunu ortaya çıkarmaktadır. Vibratör gövdesinin “yaylar” kullanılarak zeminden izole edilmesi nedeniyle, vibratör armatürü bir yük ile yukarı doğru hareket ettiğinde vibratör gövdesi aşağı doğru hareket etme eğilimi gösterir. Vibratör gövdesinin hareket ettirilmesi, vibratör tablasının zemine göre hareketini ve dolayısıyla tablanın mutlak değeri olan ivmesini azaltır. Gövdenin hareket miktarı, toplam hareketli kütlenin vibratör gövdesinin kütlesine oranıyla ilgilidir. Yük ne kadar ağır olursa vücut hareketi de o kadar fazla olur. Masanın zemine göre maksimum hareketi aşağıdaki formülle belirlenebilir:

Ne yazık ki titreşim izolatörleri izolatörün tipine göre 2,5 Hz, 5 Hz, 10 Hz veya 15 Hz frekanslarında rezonanslara sahiptir. Vibratör, yalıtkanın rezonans frekansında hareketle büyük çalışıyorsa, o zaman yukarıdaki formülün bir anlamı yoktur, çünkü vibratör gövdesi hareket ederken test nesnesi hareketsiz kalacaktır.

Bahşiş Eziyet

Test nesnesinin ve ekipmanının ağırlık merkezinin, donatının boylamasına eksenine yerleştirilmesi gerektiğine göre bir kural vardır. Bu kurala uyulmazsa şunları yapabilirsiniz:

test nesnesine aşırı yükleme

vibratöre zarar vermek

Vibratörün tasarımı, itme kuvvetinin donatı ekseni boyunca iletilmesini sağlar, dolayısıyla faydalı yükün ve ekipmanın boylamasına eksenden yer değiştirmesi, donatının "devrilmesine" neden olur. Bu eğilme hareketi armatür kılavuzları tarafından alınır ve üzerlerine bir yük bindirir; bu da aşırı durumlarda kılavuz yataklarına ve hareketli bobine zarar verebilir. Test nesnesi ayrıca test modları tarafından sağlanmayan yanal yüklere de maruz kalır. Ekipman yeterince sağlam değilse, test nesnesinin önemli ölçüde kontrolsüz titreşime maruz kaldığı enine yönde rezonans yaşayabilir. Örneğin, Q = 50 rezonans frekansında kalite faktörüne sahip yükün ve ekipmanın yer değiştirmesinden kaynaklanan 5g'lik bir yanal ivme ile, test nesnesi bu frekansta 250g'lik bir ivmeye sahip olacaktır!

Kontrol

Bu durumu önlemek için en iyi kural yanal ivmeyi kontrol etmektir. Yanal ivmenin ihmal edilemez olduğu durumlarda kontrol stratejisi, test nesnesinin aşırı yüklenmesini önlemek için dikey hareketi azaltabilir. Bu yöntem, test edilen nesnenin çeşitli noktalardaki reaksiyonuna dayalı olarak kontrol sinyali üretildiğinde çok kanallı kontrolde kullanılır.

Ekipmanınız sağlamsa, dikkatli bir şekilde tasarlanmış ve üretilmişse, ekipmanın ve test nesnesinin ağırlık merkezleri vibratör tablasının uzunlamasına ekseninde yer alıyorsa, bu durumda devrilme momenti minimum düzeyde olacaktır ve göz ardı edilebilir.

Not. Karmaşık bir yapı titreştiğinde ağırlık merkezinin konumu uyarılma frekansına bağlı olabilir, dolayısıyla farklı frekanslarda ağırlık merkezinin konumu farklı olacaktır.

Belge

Vokal kısımlarda Richard sıklıkla kullanılır, daha ziyade ..., davulcu Ginger Fırıncı, piyanist Johnny... geri dön yönetilen, rock alt bölümlere ayrılmıştır... yarı kahramanca basit sahneler içerik. Adam Ent, ... notlar, özellikle büyük titreşim cümlenin sonunda...

Zamanla değişen ortalama frekansa sahip rastgele dar bant titreşimi için test yöntemleri yaygınlaştı. Aşağıdaki avantajlara sahiptirler:

1) daha az güçlü ekipman kullanarak önemli yük seviyeleri elde etme yeteneği;

2) daha az kalifiye personel gerektiren daha basit kontrol ekipmanı kullanma imkanı.

Pirinç. 8. Dar bant rastgele titreşimi test etmek için kontrol devresi: a - dar bant ve geniş bant titreşimin spektral yoğunlukları, b - sistemin blok diyagramı: 1 - frekans tarama sürücüsü, 2 - vibrometrik ekipman, 3 - sensör, 4 - test edilen ürün, 5 - titreşim uyarıcısı, 6 - amplifikatör; 7 - otomatik kazanç kontrolü, 8 - eşlik eden filtre; 9 - beyaz gürültü üreteci

Temel görevler, ortalama frekansın zaman içindeki değişim yasasını ve frekansa bağlı olarak titreşimdeki değişim yasasını belirlemektir. Bu yasaları belirlerken, dar ve geniş bantlı rastgele titreşim testleri arasındaki bazı denkliklerin dikkate alınmasıyla yönlendirilirler. Örneğin, dar ve geniş bantlı titreşimler altında maksimum ve minimum yüklerin aynı dağılımını gerektiren yorulma mukavemeti testleri için kurulur. Kurulmuş

Aşırı titreşim yükünün ortalama karekök değeri nerede (dar bant uyarımlı birimlerdeki ivme cinsinden. VI ile orantılı olması gerekiyorsa, dar bant titreşimi test ederken hızlanma gradyanı sabit bir değerdir. Frekanstaki logaritmik değişimle test süresi

Buna göre taramanın yapıldığı aralığın en yüksek ve en düşük frekansları; dar ve geniş bant titreşimi için test süresi; Ölçek faktörü.

Geniş bant titreşimi sırasında ortaya çıkan koşulları frekans bandında tek tip spektral yoğunlukla yeniden oluşturmak için (bkz. Şekil 8, a), hızlanma gradyanı aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır

Titreşim sisteminin ortalama iletim katsayısında; onun transfer fonksiyonu.

(18) ve (19)'a göre, dar bant titreşimi için test modu katsayılarla belirlenir.Katsayı 1,14 (basit testler için) ile 3,3 (hızlandırılmış testler için) arasında değişebilir. Katsayı limitler dahilinde buna göre değişir

İncirde. Şekil 8a, dar bant ve geniş bant titreşimlerinin spektral yoğunluklarını göstermektedir. Ortalama frekans değiştiğinde spektral yoğunluktaki artış oranını belirleyen kesikli çizginin eğimi, ivme gradyanının karesine eşittir.

Çok sayıda endüstriyel otomasyon sisteminin dar bant rastgele titreşimi test ettiği bilinmektedir. Şekil 2'de gösterilen şemaya göre inşa edilmiştir. 8, b. Merkezi frekansı bir frekans tarama sürücüsü tarafından değiştirilen bir beyaz gürültü üreteci ve ona eşlik eden bir filtre kullanılarak zamanla değişen merkezi frekansa sahip dar bantlı bir rastgele işlem elde edilir.Dönme hızı geniş sınırlar içinde ayarlanabilir. Titreşim sisteminin çıkışındaki dar bantlı titreşimlerin RMS değeri, otomatik kazanç kontrol (AGC) sistemi kullanılarak stabilize edilir. AGC geri bildirim sinyali titreşim ölçüm ekipmanının çıkışından gelir

Titreşim etkilerini test ederken en yaygın olarak aşağıdaki test yöntemleri kullanılır:

Sabit frekanslı sinüzoidal titreşim yöntemi;

Tarama frekansı yöntemi;

Geniş bant rastgele titreşim yöntemi;

Dar bant rastgele titreşim yöntemi.

Bazen gerçek titreşimin etkileri için laboratuvar koşullarında testler yapılır.

Sabit Frekanslı Sinüzoidal Titreşim Testleri titreşim parametrelerinin belirtilen değerlerinin sabit bir frekansa ayarlanmasıyla gerçekleştirilir. Testler yapılabilir:

Tek sabit frekansta;

Bir dizi mekanik rezonans frekansında;

Çalışma aralığında belirtilen sayıda frekansta.

Belirli bir hızlanma (yer değiştirme) genliği ile belirli bir tp süresi için sabit bir f(i) frekansında yapılan testler etkisizdir. Çünkü Bir ürünün çalışma veya nakliye sırasında belirli bir frekansta titreşime maruz kalma olasılığı çok düşüktür. Bu tür testler, düşük kaliteli lehimli ve dişli bağlantıların yanı sıra diğer üretim kusurlarını belirlemek için üretim süreci sırasında gerçekleştirilir.

Mekanik rezonans frekanslarında sabit frekans yöntemini kullanan testler. Test edilen ürünler bu frekansların ön tespitini gerektirir. Test edilen ürün, rezonans frekanslarında sırayla titreşime maruz bırakılır ve her modda bir süre korunur. İtibar Bu yöntem, testlerin test edilen elektrik sistemi için en tehlikeli frekanslarda yapılmasıdır. Dezavantaj Test sürecini otomatikleştirmenin zorluğu, test sırasında rezonans frekanslarının biraz değişebilmesinden kaynaklanmaktadır.

Çalışma aralığında belirli sayıda frekansta testler yaparÜrünün özelliklerinin çalışma frekansı aralığındaki noktalarda belirlenmesi tavsiye edilir. Teorik olarak, iki bitişik frekans arasındaki aralık, yapısal elemanın rezonans özelliğinin genişliğinden daha büyük olmayacak şekilde seçilir. Bu, olası rezonans oluşumunu kaçırmamak için yapılır. Rezonans frekanslarının veya ürünün kontrol edilen parametrelerinde bozulmanın gözlemlendiği frekansların tespit edilmesi durumunda, tutarsızlığın nedenlerini açıklığa kavuşturmak ve belirlemek için bu frekansta ek bir enstantane hızı tavsiye edilir.

Tarama frekansı testi titreşim frekansının önce artıp sonra azalacak şekilde sürekli değiştirilmesiyle gerçekleştirilir. Tarama frekansı yöntemini karakterize eden ana parametreler şunlardır:

Bir salınım döngüsünün süresi T c;

Dönüş hızı nk;

Test süresi T s.

Tarama frekansı yönteminin önemli bir göstergesi, frekans taramasının hızıdır. Yüksek titreşim frekansları aralığının (1000...5000 Hz) düşük titreşim frekansları aralığından (20...1000 Hz) çok daha geniş olduğu gerçeğine dayanarak, frekans belirli bir aralıkta sabit bir hızda salındığında şu sonuca varılır: Çalışma aralığında düşük frekans bölgesi, yüksek frekans bölgesine göre daha kısa sürede geçecektir. Sonuç olarak düşük frekanslardaki rezonansların tespiti zor olacaktır. Bu nedenle, genellikle çalışma frekansı aralığındaki frekans değişimi üstel yasaya göre gerçekleştirilir.

f in =f 1 ×e kt,(3)

Nerede f içeri– t zamanındaki titreşim frekansı, Hz; f1– çalışma aralığının daha düşük frekansı, Hz; k, salınım hızını karakterize eden bir üsteldir.

Yüksek bir salınım hızı seçildiğinde, test edilen ES'nin özellikleri büyük hatalarla değerlendirilecektir çünkü ürünün rezonans salınımlarının genliği düşük hıza göre daha düşük değerlere ulaşacaktır ve rezonansların ihmal edilmesi (algılanmaması) da mümkündür. Düşük salınım hızı seçildiğinde, çalışma frekansı aralığının uzun süreli geçişi, rezonans frekanslarında test ürününe zarar verebilir ve test süresini uzatabilir. Frekans değişim hızı, rezonans frekans bandındaki frekans değişim zamanını sağlayacak şekilde olmalıdır. t D f ürünün titreşim genliğinin rezonansta kararlı durum değerine yükselmesi için geçen süreden daha az değildi nar ve ölçüm veya kayıt cihazının hareketli kısmının nihai kurulma zamanı t ey. Onlar. Frekans değişim oranı aşağıdaki koşullarla sınırlanacaktır:

t D f > t nar,(4)

t D f > t y .

Titreşim genliğinin rezonansta kararlı durum değerine yükselme süresi aşağıdaki formül kullanılarak yaklaşık olarak hesaplanabilir:

t ad =k 1 ×Q/f 0, (5)

Nerede f 0 – rezonans frekansı, Hz; Q - ürünün kalite faktörü; k 1 – genlik değişikliklerinin doğrusal yasadan sapması sonucu genliğin sabit durum değerine yükselme süresindeki artışı hesaba katan katsayı.

Yukarıdakilerin tümü dikkate alınarak frekans değişim oranı aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:

n k =2000×lg(2×Q+1/2×Q)/t D f ,(6)

Nerede t D f - koşullara (4) uygun olarak seçilmiştir. Formülle bulunan frekans değişim hızı 2 oktav/s'yi aşıyorsa yine 2 oktav/s olarak kabul edilir - bu maksimum maksimum frekans değişim hızıdır.

Geniş bant rastgele titreşim testi. Bu durumda, test ürününün tüm rezonanslarının eşzamanlı uyarılması gerçekleştirilir ve bu da bunların ortak etkilerini tanımlamayı mümkün kılar. Rezonans frekanslarının eş zamanlı uyarılması nedeniyle test koşullarının sıkılaştırılması, tarama frekansı yöntemine kıyasla test süresini azaltır.

Geniş bant rastgele titreşim testinin ciddiyeti aşağıdaki parametrelerin birleşimiyle belirlenir:

Frekans aralığı;

Spektral ivme yoğunluğu;

Testin süresi.

Zalimlik dereceleri Tablo 5.1'de gösterilmektedir.

Tablo 5.1

İLE liyakat Bu yöntem şunları içerir:

Gerçek çalışma sırasında mekanik strese yakınlık;

Çeşitli yapısal elemanların mekanik etkisinin tüm etkilerini tanımlama yeteneği;

En kısa test süresi.

İLE eksiklikler test edilen ekipmanın yüksek maliyeti ve karmaşıklığı ile ilgilidir.

Dar bant rastgele titreşim testi. Bu yönteme aynı zamanda frekans bandı taramalı rastgele titreşim yöntemi de denir. Bu durumda rastgele titreşim, üstel yasaya göre merkezi frekansı test sırasında frekans aralığını yavaşça tarayan dar bir frekans bandında uyarılır.

Bu yöntem, geniş bant ve süpürülmüş sinüs dalgası test yöntemleri arasında bir uzlaşmadır.

Tarama bandı rastgele titreşim testi ile geniş bant rastgele titreşim testi arasında eşdeğerliği sağlamak için aşağıdaki koşulun karşılanması gerekir:

g=s/(2×pi×f) 1/2 =sabit,(7)

burada g ivme eğimidir, g×с 1/2; s – kontrol noktasında ölçülen, dar bir frekans bandındaki ortalama kare titreşim ivmesi, g; f, bandın merkez frekansıdır.

Bu durumda testin ciddiyet derecesi aşağıdaki parametrelerin bir kombinasyonu ile belirlenir:

Frekans aralığı;

Tarama frekansı bant genişliği;

Hızlanma gradyanı;

Test süresi.

Hızlanma gradyanının değeri aşağıdaki formülle bulunur:

g=0,22×S(f)1/2 ,(8)

Nerede S(f) – geniş bant rastgele titreşim yöntemiyle test edildiğinde titreşim ivmesinin spektral yoğunluğu.

İlgili bilgi.

Spektral analiz bir sinyalin frekans bileşimini tanımlamanıza olanak tanıyan bir sinyal işleme yöntemidir. Bir titreşim sinyalini işlemek için bilinen yöntemler vardır: korelasyon, otokorelasyon, spektral güç, cepstral özellikler, basıklığın hesaplanması, zarf. En yaygın olanı, hasarın kesin olarak tanımlanması ve devam eden süreçler ile titreşim spektrumları arasındaki anlaşılır kinematik ilişkiler nedeniyle, bilgi sunma yöntemi olarak spektral analizdir.

Spektrumun bileşiminin görsel bir temsili, titreşim sinyalinin spektrogramlar biçiminde grafiksel bir temsiliyle sağlanır. Genliklerin ve titreşim bileşenlerinin modelinin belirlenmesi, ekipman arızalarının tanımlanmasını mümkün kılar. Titreşim ivmesi spektrogramlarının analizi, hasarın erken bir aşamada tespit edilmesini mümkün kılar. Titreşim hızı spektrogramları ileri düzeydeki hasarın izlenmesinde kullanılır. Hasar araması, olası hasarın önceden belirlenmiş sıklıklarında gerçekleştirilir. Titreşim spektrumunu analiz etmek için spektral sinyalin ana bileşenleri aşağıdaki listeden tanımlanır.

Devir sıklığı– mekanizmanın tahrik milinin dönüş hızı veya çalışma sürecinin frekansı – birinci harmonik. Harmonikler, dönüş frekansının () katları olan ve dönüş frekansını tam sayı (2, 3, 4, 5, ...) kadar aşan frekanslardır. Harmoniklere genellikle süperharmonikler denir. Harmonikler arızaları karakterize eder: yanlış hizalama, mil bükülmesi, kaplin hasarı, koltukların aşınması. Harmoniklerin sayısı ve genliği mekanizmadaki hasarın derecesini gösterir.
Harmoniklerin ana nedenleri:
- dengesiz bir rotorun dengesiz titreşimi, rotor dönme frekansı ile sinüzoidal salınımlar şeklinde kendini gösterir, dönme frekansındaki bir değişiklik, ikinci dereceden bir ilişkide salınım genliğinde bir değişikliğe yol açar;
- şaft bükülmesi, şaftın yanlış hizalanması - radyal ve eksenel yönlerde ortaya çıkan 2. veya 4. harmoniklerin artan genlikleri ile belirlenir;
- Mil üzerindeki veya mahfazadaki yatak bileziğinin döndürülmesi, garip harmoniklerin (3. veya 5.) ortaya çıkmasına neden olabilir.
Alt harmonikler– birinci harmoniğin kesirli kısımları (1/2, 1/3, 1/4, ... dönme hızı), titreşim spektrumundaki görünümleri boşlukların varlığını, parçaların ve desteklerin artan uyumunu gösterir (). Bazen artan uyumluluk ve düğümlerdeki boşluklar, 1½, 2½, 3½….devir frekansında () bir buçuk harmoniklerin ortaya çıkmasına neden olur.
Rezonans frekansları– mekanizma parçalarının doğal titreşimlerinin frekansları. Mil dönüş hızı () değiştiğinde rezonans frekansları değişmeden kalır.
Harmonik olmayan titreşimler– bu frekanslarda rulmanlarda hasar meydana gelir. Titreşim spektrumunda, olası yatak hasarının sıklığına sahip bileşenler görünür ():
- dış halka hasarı f nc = 0,5 × z × f zaman × (1 – d × cos β / D);
- iç halkada hasar f vk = 0,5 × z × f vr × (1 + d × çünkü β / D);
- yuvarlanma elemanlarında hasar f tk = (D × f zaman / d) ×;
- ayırıcı hasarı f с = 0,5 × f zaman × (1 – d × cos β / D),
Nerede f vr– şaft dönüş hızı; z yuvarlanma elemanlarının sayısı; D– yuvarlanma elemanlarının çapı; β – temas açısı (yuvarlanan elemanlar ile koşu bandı arasındaki temas); D– yuvarlanma elemanlarının () merkezlerinden geçen dairenin çapı.

Önemli hasar gelişimi ile harmonik bileşenler ortaya çıkar. Rulman hasarının derecesi, belirli bir hasarın harmonik sayısına göre belirlenir.

Rulmanların hasar görmesi, rulmanların 2000…4000 Hz () doğal frekansları bölgesinde titreşim ivme spektrumunda çok sayıda bileşenin ortaya çıkmasına neden olur.
Dalga frekansları– Şaftın dönme frekansı ile eleman sayısının (diş sayısı, bıçak sayısı, parmak sayısı) çarpımına eşit frekanslar:
f dönüşü = z × f dönüşü,

Nerede z– tekerlek dişlerinin sayısı veya bıçakların sayısı.

Diş frekansında ortaya çıkan hasar, hasar ilerledikçe harmonik bileşenler üretebilir ().
Yan şeritler– Prosesin modülasyonu, dişlilerde ve rulmanlarda hasar oluşmasıyla birlikte ortaya çıkar. Görünümün nedeni, hasarlı yüzeylerin etkileşimi sırasında hızdaki değişikliktir. Modülasyon değeri salınımların uyarılma kaynağını gösterir. Modülasyon analizi, hasarın kökenini ve gelişim derecesini bulmanızı sağlar (Şekil 110).
Elektrik kaynaklı titreşim genellikle 50 Hz, 100 Hz, 150 Hz ve diğer harmoniklerde gözlenir (). Elektrik enerjisi kapatıldığında elektromanyetik kökenli titreşim frekansı spektrumda kaybolur. Hasarın nedeni, örneğin statoru çerçeveye sabitleyen dişli bağlantıların gevşemesi gibi mekanik hasardan kaynaklanabilir.
Gürültü bileşenleri sıkışma, mekanik temaslar veya kararsız dönüş hızı sırasında meydana gelir. Farklı genliklere sahip çok sayıda bileşenle karakterize edilirler ().

Spektrumun bileşenleri hakkında bilginiz varsa, bunları frekans spektrumunda ayırt etmek ve hasarın nedenlerini ve sonuçlarını belirlemek mümkün hale gelir ().

(A)

(B)

(V)

(G)

a) rotor dengesizliği ve 10 Hz birinci harmonik frekansı olan bir mekanizmanın titreşim hızının spektrogramı; b) dış halkaya zarar veren bir rulmanın titreşim spektrumu - dış halka boyunca yuvarlanan yuvarlanma elemanlarının frekansı ile harmoniklerin ortaya çıkması; c) dikey bir freze makinesinin milinin rulmanlarındaki hasara karşılık gelen titreşim ivmesinin spektrogramı - 7000...9500 Hz frekanslarında rezonans bileşenleri; d) metal kesme makinesinde işlenen ikinci tip parçanın ayarlanması sırasında titreşim ivmesinin spektrogramı

Spektral bileşenleri analiz etme kuralları

Çok sayıda harmonik, mekanizmaya daha fazla zarar verilmesini karakterize eder.
Harmonik sayısı arttıkça harmonik genlikleri azalmalıdır.
Alt harmoniklerin genlikleri, birinci harmoniğin genliğinden küçük olmalıdır.
Yan şeritlerin sayısındaki artış, hasarın geliştiğini gösterir.
İlk harmoniğin genliği daha büyük bir değere sahip olmalıdır.
Modülasyon derinliği (harmonik genliğin yan bant genliğine oranı) mekanizmadaki hasarın derecesini belirler.
Titreşim hızı bileşenlerinin genlikleri, genel titreşim seviyesini analiz ederken kabul edilen izin verilen değerleri aşmamalıdır. Önemli hasarın işaretlerinden biri, 9,8 m/s2'den büyük değerlere sahip bileşenlerin titreşim ivme spektrumunda bulunmasıdır.

Teknik durumun etkili bir şekilde izlenmesi için titreşim hızı bileşenlerinin spektral analizinin aylık olarak izlenmesi gereklidir. Hasar gelişiminin geçmişinde birkaç aşama vardır:

(A)

(B)

(V)

(G)

a) iyi durumda; b) başlangıç dengesizliği; c) ortalama hasar seviyesi; d) önemli hasar

Uzun süreli çalışma (10...15 yıl) sonrasında mekanizmaya verilen karakteristik hasarlardan biri, makine gövdesinin destek yüzeyleri ile temelin paralel olmaması ve makinenin ağırlığının üç veya iki parçaya dağıtılmasıdır. destekler. Bu durumda titreşim hızı spektrumu, genliği 4,5 mm/s'den fazla olan harmonik bileşenler ve bir buçuk harmonik içerir. Hasar, mahfazanın yönlerden birinde artan uyumuna ve dengeleme sırasında faz açısının dengesizliğine yol açar. Bu nedenle, rotorun dengelenmesinden önce makine gövdesi desteklerinin ve temelin paralel olmaması, dişli bağlantıların gevşemesi, yatak yuvalarının aşınması, yatakların artan eksenel boşluğunun ortadan kaldırılması gerekir.

Bir buçuk harmoniğin ortaya çıkışı ve gelişiminin çeşitleri Şekil 115'te gösterilmektedir. Bir buçuk harmoniğin küçük genliği, bu hasarın gelişiminin erken aşamasının karakteristiğidir (a). Daha fazla gelişme iki şekilde gerçekleştirilebilir:

Bir buçuk harmoniğin genliği ters frekansın (r) genliğini aşarsa onarım ihtiyacı ortaya çıkar.

(A)

(B)

(V)

(G)

a) hasar gelişiminin erken aşaması - bir buçuk harmoniğin küçük genliği; b) hasarın gelişimi – bir buçuk harmoniğin genliğinde artış; c) hasar gelişimi – 1¼, 1½, 1¾ vb. harmoniklerin ortaya çıkması;
d) onarım ihtiyacı – bir buçuk harmoniğin genliği aşıyor
ters frekans genliği

Makaralı rulmanlar için, değişen derecelerde hasarla ilişkili titreşim ivmesinin karakteristik spektrogramlarını tanımlamak da mümkündür (Şekil 116). Kullanılabilir bir durum, incelenen spektrumun düşük frekans bölgesinde, 10...4000 Hz (a)'da önemsiz genlik bileşenlerinin varlığıyla karakterize edilir. Hasarın ilk aşaması, spektrumun orta kısmında 3,0...6,0 m/s2 genliğe sahip birkaç bileşene sahiptir (b). Ortalama hasar seviyesi, 5,0…7,0 m/s 2 (c) tepe değerlerine sahip 2…4 kHz aralığında bir “enerji tümseğinin” oluşumu ile ilişkilidir. Önemli hasar, “enerji tümseği” bileşenlerinin genlik değerlerinde 10 m/s2 (g)'nin üzerinde bir artışa yol açar. Pik bileşenler azalmaya başladıktan sonra rulman değiştirilmelidir. Bu durumda sürtünmenin doğası değişir - rulmanlı yatakta kayma sürtünmesi görülür, yuvarlanma elemanları koşu bandına göre kaymaya başlar.

(A)

(B)

(V)

(G)

a) iyi durumda; b) başlangıç aşaması; c) ortalama hasar seviyesi;
d) önemli hasar

Zarf Analizi

Makaralı rulmanların çalışması, geniş bir frekans aralığında sürekli gürültü ve titreşim üretimi ile karakterize edilir. Yeni rulmanlar düşük gürültü ve neredeyse algılanamayan mekanik titreşimler üretir. Yatak aşındıkça, titreşim süreçlerinde yatak sesleri adı verilen sesler ortaya çıkmaya başlar ve kusurlar geliştikçe genliği artar. Sonuç olarak, arızalı bir yatağın ürettiği titreşim sinyali, bir miktar yaklaşık değerle, rastgele genlik modülasyonlu bir süreç () olarak temsil edilebilir.

Zarfın şekli ve modülasyon derinliği, rulmanın teknik durumunun çok hassas göstergeleridir ve bu nedenle analizin temelini oluşturur. Teknik durumun bir ölçüsü olarak bazı programlar genlik modülasyon katsayısını kullanır:

K m = (U p,max – U p,min) / (U p,max + U p,min).

Kusurların gelişiminin başlangıcında, "gürültü arka planında" yön tonları görünmeye başlar ve kusurlar geliştikçe "gürültü arka planı" seviyesine göre yaklaşık 20 dB artar. Kusurun daha sonraki gelişim aşamalarında, ciddileştiğinde, gürültü seviyesi artmaya başlar ve kabul edilemez bir teknik durumdaki tonlama seviyesine ulaşır.

Sinyalin yüksek frekanslı gürültü kısmı zamanla genliğini değiştirir ve düşük frekanslı sinyal tarafından modüle edilir. Bu modülasyon sinyali aynı zamanda yatağın durumu hakkında da bilgi içerir. Bu yöntem, geniş bantlı bir sinyalin modülasyonunu analiz etmezseniz, ancak önce yaklaşık 6...18 kHz aralığında titreşim sinyalinin bant geçiren filtrelemesini gerçekleştirirseniz ve bu sinyalin modülasyonunu analiz ederseniz en iyi sonuçları verir. Bunu yapmak için, filtrelenmiş sinyal tespit edilir, modüle edici bir sinyal izole edilir ve bu, zarf spektrumunun oluşturulduğu dar bantlı bir spektrum analizörüne beslenir.

Rulmandaki küçük kusurlar, rulmanın ürettiği düşük ve orta frekans bölgesinde fark edilebilir titreşimlere neden olamaz. Aynı zamanda, yüksek frekanslı titreşim gürültüsünü modüle etmek için ortaya çıkan darbelerin enerjisinin oldukça yeterli olduğu ortaya çıkıyor; yöntem çok yüksek bir hassasiyete sahip.

Zarf spektrumu her zaman çok karakteristik bir görünüme sahiptir. Kusur olmadığında neredeyse yatay, hafif dalgalı bir çizgi gibi görünür. Kusurlar ortaya çıktığında, ayrı bileşenler, frekansları yatağın kinematiğinden ve devirlerinden hesaplanan, sağlam bir arka planın bu oldukça düzgün çizgisinin seviyesinin üzerine çıkmaya başlar. Zarf spektrumunun frekans bileşimi, kusurların varlığını tanımlamayı mümkün kılar ve karşılık gelen bileşenlerin arka plan üzerindeki fazlalığı, her kusurun derinliğini açıkça karakterize eder.

Zarf kullanarak bir rulmanın diyagnozunu yaparken bireysel arızaları tespit etmek mümkündür. Arızaların tespit edildiği titreşim zarfı spektrumunun frekansları, titreşim spektrumunun frekanslarıyla örtüşür. Zarf kullanarak ölçüm yaparken, taşıyıcı frekansını cihaza girmek ve sinyali filtrelemek gerekir (bant genişliği 1/3 oktavdan fazla olmamalıdır).