אחד מכרטיסי התקלה של Augury שניתן להקצות לכל רכיב (מנוע, תיבת הילוכים, משאבה, מאוורר, נכס שלם וכו'...) נקרא Resonance. זה נושא מאוד מסובך; זה יכול להיות קשה להבנה, קשה לאבחן, ולפעמים יכול להיות קשה או יקר לתיקון.
כדי להבין מהי רזוננס, ראשית עלינו להגדיר כמה מונחים.
- תדר טבעי: ידוע גם בשם תדר צלצול, זהו תדירות התנודה החופשית של מבנה שנעקר משיווי המשקל שלו. דוגמה לכך היא מזלג כוונון או פעמון... כשאתה מכה בו, התדר שהאוזניים שלך שומעות הוא התדר הטבעי. הוא בלתי תלוי בכל אות כניסה והוא מאפיין של מבנה. היא מוכתבת על ידי המסה, הנוקשות והבליעה של מבנה. כאשר אנרגיה מוזנת למבנה על ידי פגיעה בו ומאפשרת לו לרטוט ללא הפרעה, הוא ירטוט (צלצל) בתדר הטבעי.
- תדירות כפייה: לצורך דיון זה, תדר כפייה הוא תדירות הזנת האנרגיה למבנה. דוגמה לכך היא מהירות הריצה (המכונה תדר ההפעלה) של פיר בציוד מסתובב. בכל פיר יש חוסר איזון קל שיורי, ואם הציר מסתובב ב-1800 סל"ד, אז האנרגיה מוזנת מהפיר ב-1800 סל"ד. אם הציר מחובר למשאבת שבשבת שיש בה 9 שבבי שאיבה, אז השבבים האלה עוברים חלק נייח אחד של הציוד הזה 9 פעמים עבור כל סיבוב פיר... כך שתדירות הכוח תהיה ב-9 * מהירות פיר = 9 * 1800 = 16,200 סל"ד.
- תהודה: תהודה מתרחשת כאשר תדר כפייה עולה בקנה אחד עם תדר טבעי וגורם להגברת עוצמת רטט הקלט הכפוי. בעקבות הדוגמה שלמעלה עבור פיר המסתובב ב-1800 סל"ד, אם התדר הטבעי של המבנה הוא במקרה גם 1800 סל"ד, אז המכונה נמצאת ב-Resonance.
לכל מבנה יש תדרים טבעיים, ולכל ציוד מסתובב יש תדרי כפייה. עם זאת, תהודה מתרחשת רק כאשר התדרים הללו מתיישבים זה עם זה. תדר טבעי של מבנה הוא בדרך כלל ללא שינוי לאורך חייו, אך תדר כוחני יכול להשתנות. לדוגמה, כאשר המנוע פועל במהירויות שונות (VFD), הוא למעשה משנה את תדר הכוח שלו.
כדי לסבך את הדברים עוד יותר, תהודה יכולה להתקיים במבנה, אך עשויה שלא להוות בעיה למעשה. זה המקרה כאשר יש שינוי ניכר ברטט במהירויות מסוימות של המכונה, אך משרעת הרטט אינה כה גבוהה עד שהיא מסוכנת או גורמת נזק למכונה. ראה תמונה למעלה, שבה יש תהודה ב-37 הרץ, אבל משרעת הרטט עבור סוג זה של מכונה אינה מדאיגה (0.25ips לעומת 0.35ips). תהודה היא דאגה כאשר משרעת הרטט במהלך תנאי תהודה יוצרת כל כך הרבה תנועה ואנרגיה שהיא עלולה לגרום לבעיות אמינות. בתחילת מאמר זה צוין כי Resonance הוא כרטיס תקלה שאוגורי יכול להקצות. למעשה, תהודה היא מצב, והיא הופכת לתקלה רק כאשר אמפליטודות הרטט הופכות לדאגה.
- תהודה במוניטור עשויה לומר שיש עדויות למצב תהודה אפשרי, אבל אולי לא ראינו מספיק מהירויות הריצה כדי לקבוע אם האמפליטודות גבוהות מדי. זה יכול גם אומר שתהודה זוהתה, אבל אנחנו צופים בו כדי לראות כמה זמן הוא מבלה באמפליטודות גבוהות כדי לשקול החלטה אם כדאי לבצע תיקונים.
- תהודה באזעקה או בסכנה פירושה שאמפליטודות הרטט גבוהות ועלולות לגרום נזק מוקדם למכונה, עלולות לגרום לכשל מיידי או עלולות להיות מסוכנות מנקודת מבט בטיחותית.
אז, חושב שיש לך שליטה טובה ב-Resonance? ובכן, תן לי לזרוק עוד מפתח ברגים בתערובת. זכור לעיל כשאמרתי "לכל מבנה יש תדרים טבעיים, ולכל ציוד מסתובב יש תדרי כפייה?" שימו לב לרבים בתדרים. לא רק שלמבנה שלם יכול להיות תדר טבעי, אלא שלחלקים שונים של נכס יכול להיות לכל אחד תדר טבעי משלו, כלומר אתה לא מתעסק רק בתדר אחד, אלא בתדרים רבים. וכבר דיברנו על איך יכולים להיות תדרי כפייה מרובים בציוד מסתובב, לא רק מהירות פיר ורשת הרוטור, אלא תדרי רשת הילוכים, תדרי מיסבים, או אפילו תדרים ספציפיים לתכנון המכונה ולמה שהיא עושה (כגון תדרים דינמיים נוזליים ).
הנה תרשים גוף חופשי של משאבה אנכית פשוטה עם צינור עצמאי שיורד מהצד (הומור את הציור, זה רק דוגמה!).
למנוע, למשאבה ולצינור יש תדר טבעי משלהם. לא רק זה, אלא שלשילובים של קבצים מצורפים לכל אחד יש תדר טבעי, ולבסוף, לכל המבנה המותקן על הבסיס יש תדר טבעי. בדיקה כדי לגלות איזה חלק בנכס עשוי לגרום לתהודה וסוג התהודה עשויה להיות מתישה ביותר ויכולה לדרוש מספר שיטות בדיקה מתקדמות מאוד. בכל פעם שמכונת Augury מסומנת בכרטיס תקלות Resonance, אנחנו לא באמת יכולים לדעת איזה רכיב עשוי להיות פגום או היכן יש לבצע שיפורים. לכן, פתרון בעיות כנראה צריך להתחיל בביצוע כמה התאמות בכל פעם ולצפות בשינויים ברטט.
מה לעשות
מה שמוביל לשאלה הגדולה. מה עושים לגבי תקלת רזוננס? ובכן, אם תהודה קיימת רק כאשר תדר טבעי ותדר כוחני מיושרים... אז פשוט הזיזו תדר כדי שהם לא יתיישרו יותר. פשוט לומר, קשה יותר לעשות. נתחיל בניסיון להזיז את תדר ה-Forcing, דבר שניתן לעשות על ידי הגדרת הוראות הפעלה או יישום שלילי מהירות (כדי למנוע מהמכונה להסתובב בתדרים הבעייתיים הידועים). כאשר Augury מזהה רזוננס, אנו יכולים גם לספק מידע כגון טווח התדרים שבו תהודה היא בעיה. אם תדר טבעי הוא 32Hz, ייתכן שהתקשורת היא למנוע מהירויות בין 28 ל-36 הרץ. ראה להלן נתוני מגמה, וכיצד הנתונים האלה נראים ברגע שהמהירות והרטט מתווים יחד.
בעלילה לעיל, אתה רואה ככל הנראה קוצים אקראיים במגמת משרעת הרטט (מגמה עליונה). אבל אלה אינם אקראיים. אם מסתכלים מקרוב על הנתונים הללו ועל המהירויות המתאימות (מגמה תחתונה), אמפליטודות הרטט הגבוהות הללו נובעות מתהודה סביב 32 הרץ!
אם אתה מתווה את נתוני מהירות המנוע כנגד משרעת הרטט, אתה יכול לראות שהרעידה מוגברת כאשר המנוע פועל בין 28 ל-36 הרץ. אם מהירות זו היא משהו שקל להימנע ממנו, אז פשוט הגדרת מגבלות מהירות תשפר את האמינות של הנכס.
הסיבה שזהו טווח תדרים במקום רק תדר אחד היא בגלל תכונה מבנית הנקראת שיכוך. הגברת הרטיבות במבנה יכולה להפחית את משרעת הרטט, ועלולה להזיז מעט את תדר התהודה. עם זאת, הגדלת הנחתה יכולה להפוך את טווח התדרים שבהם מתרחשת תהודה רחב עוד יותר, כלומר עליך להימנע מפעולה במהירויות רבות יותר. אם אתה יכול להוריד את המשרעת הנגרמת על ידי תהודה מספיק כדי שזה לא יהפוך עוד לדאגה, אזי הדחה עשויה להיות אופציה. אחרת, הוספת הרטבה עלולה להחמיר את תנודות הפעולה שלך. זה מוביל אותנו לאפשרות השנייה שלנו לתדרים לנוע במהלך תהודה: התדר הטבעי.
ניתן לתמרן מעט את התדר הטבעי על ידי התאמת הלחלוח, אך לא באופן ניכר. הדרך הטובה ביותר לשנות תדר טבעי היא על ידי התאמת המסה או הנוקשות. עלייה במסה או ירידה בקשיחות מזיזה את התדר הטבעי לתדר נמוך יותר. ירידה במסה או עלייה בקשיחות מזיזה את התדר הטבעי לתדר גבוה יותר. אנלוגיה קלה היא מיתר גיטרה. אם אתה תולש את המיתר, סובב את כפתור הכוונון כדי להדק אותו, מה שגורם לתדר לעלות (נוקשות מוגברת). אם תוסיף מסה למיתר ותנגן בה, הוא ירטוט בתדר נמוך יותר (מסה מוגברת). על ידי הזזת תדר טבעי מהרחק ממהירויות שבהן תדרי כפייה עשויים להתיישר איתו, אתה יכול למנוע התרחשות תהודה.
תדר טבעי n= קשיחות (k) מסה (m)
בכל פעם שמנסים להתאים את התדר הטבעי של מכונה, חשוב לדון בכך עם יצרן הציוד המקורי (OEM). לפעמים יש להם פתרונות קלים או הצעות להילחם בתהודה. לחלופין, הם עשויים ליידע אותך אם השינויים בעיצוב המיועדים שלך עלולים לפגוע במכונה.
לבסוף, אם אתה באמת צריך לנסות להתאים את התדר הטבעי שלך, זה רעיון טוב לבצע בדיקות נוספות או סימולציות כדי לוודא שלשינויים שאתה רוצה לבצע תהיה השפעה ניכרת. צורות נוספות של בדיקה כוללות אנליזת השפעה מודאלית (הצורה הגסה של זה נקראת Bump Test), ניתוח צורת סטיה הפעלה (ODS), או אולי הגברה תנועה כדי לסייע בזיהוי מצב הכיפוף.
תַקצִיר
תהודה היא תגובה פיזיקלית המתרחשת באופן טבעי המתרחשת בין התדר הטבעי של מבנה לבין תדירות הכפייה של הציוד המסתובב. תדרים אלו קיימים בכל הציוד המסתובב והופכים לבעיה רק כאשר הם מתיישרים וגורמים לאמפליטודות של רטט שמגבירות את הלחץ על רכיבי הציוד. זה יכול להיות מסובך לזיהוי ולתיקון בשל ריבוי הרכיבים וריבוי התדרים הקיימים עבור כל רכיב. כאשר מזוהים תקלות תהודה, חשוב לתקן אותן כדי להימנע מלחץ יתר על הציוד. לחץ מתמשך זה לאורך זמן ריצה מוביל בסופו של דבר לכשלים חוזרים ללא גורם שורש ברור.