|
|
Rezgésmérési alapfogalmak Bevezetés a rezgésdiagnosztikába-1 Bevezetés a rezgésdiagnosztikába-2 A fázisszög
|
Szűcs András A fázisszög értelmezése Mint a diagnosztika és az egyensúlyozás alapja
A diagnosztikai gyakorlatban sokszor használjuk a kifejezéseket: fázisszög, a rezgés fázisa, fázisviszonyok stb. A rezgésmérési eredmények kiértékelésének, a rezgésdiagnosztikának alappillére az egyes mérési pontok egymáshoz képesti „mozgásának” ismerete, azaz a rezgések egyes összetevoinek fázishelyes mérése. E fontos paraméter mérésének mikéntjérol manapság alig esik szó, a legtöbb esetben a „muszer tudja” felkiáltással és pár soros magyarázattal van a dolog elintézve. A legtöbb alkalmazási területen nincs jelentosége, hogy a muszerünk hogyan képzi az egyes rezgésösszetevok fázisszögét, általában relatív mérésekrol szól a történet – még az egyensúlyozás esetében is! Aki azonban a diagnosztika területén otthonosan akar mozogni - ne agyj’ Isten ki akarja magát próbálni egy egyensúlyozás elvégzésében a muszere szoftveres támogatása nélkül -, annak nem árt ismerni, hogy a mérés milyen elven megy végbe. A mérés könnyebb szemléltethetosége érdekében menjünk kicsit vissza az idoben. Pontosan addig, amikor még a stroboszkóp lámpa a rezgésméro muszerek alaptartozéka, a fordulatszám mérés elterjedt eszköze volt. Az akkori mérokör – a teljesség igénye nélkül, a fobb elemeket kiemelve – állt egy rezgésérzékelobol, hangolható szurobol (csak a vizsgálni kívánt frekvencia áteresztésére) és egy stroboszkóp lámpából. Az egyszeru bemutatás érdekében induljunk ki egy tökéletesen kiegyensúlyozott tárcsából (ami ugye nincs!).
A mérés elokészítése során egy referencia jelet helyeztünk a forgórészünkre, tengelyünkre (ahogy manapság is tesszük), majd grafikai készségünknek megfeleloen egy koordinátarendszert „varázsoltunk” a jelünkhöz közeli fix, forgást nem végzo felületre. Ezt követoen erosítsünk fel a tárcsára egy „m” tömeget, a referencia jelünkhöz képest ismert β szöghelyzetre.
Indulhat a mérés. A forgórészünket megpörgetjük, majd a hangolható szurovel – melyet ekkor a stroboszkóplámpa vezérlésére használunk - addig „játszadozunk”, míg a felvillanó fényben az „m” tömeget és a referencia jelünket állni látjuk. Ez a jelenség bármilyen helyzetben bekövetkezhet, nincs jelentosége, hogy hol látjuk a referencia jelünket. A lényeg az, hogy a hangolást pontosan végezzük és a referencia jelünket állni lássuk.
Ezt követoen egy mozdulattal átkapcsoljuk muszerünket úgy, hogy a stroboszkóplámpát a rezgésérzékelobol a hangolható szuron átjövo (jelen esetben forgási frekvenciájú) rezgésjel vezérelje. Ekkor – a legtöbb esetben – egy ugrásszeru változás történik, szintén álló „képet” láthatunk, csak mind az „m” tömegünk, mind a referencia jelünk más – de egymáshoz képest természetesen azonos – szöghelyzetbe kerül. Ez esetben tehát a kiegyensúlyozatlanság, az „m” tömeg keltette rezgés vezérli a villanó fényt. Leolvassuk a jelünk helyzetét a koordinátarendszerben (α)és rögzítjük.
Lássuk mi történik akkor, ha beavatkozunk a rendszerbe. Az „m” tömegünket helyezzük át δ fokkal forgásirányba.
A gép beindítását és a szükséges beállítások elvégzését - a rezgésjel vezéreli a villanó fényt -követoen azt fogjuk tapasztalni, hogy az „m” tömegünket pontosan ugyan ott fogjuk látni a stroboszkóplámpa fényében, mint az elozo esetben. A referencia jel helyzete viszont megváltozott, méghozzá a tömeg elmozdításának δ szögével, csak forgásiránnyal ellentétes irányban.
Ez a jelenség az ábrákat nyomon követve természetes, hiszen a stroboszkóp felvillanását a rezgésjel csúcsa, azaz a mindenkori egyensúlyozatlanság vezérli. Az, hogy a rezgésjel vezérelte felvillanás fényében az „m” tömeg miért nem a 0ş-nál látható abból adódik, hogy a rendszernek van egy mechanikai (csapágyazás, alátámasztás, alap…) és egy elektronikai (érzékelo, muszer, stroboszkóp) késleltetése. E késleltetés minden gépre és muszerre természetesen más és más.
Lássuk, hogyan ültethetjük át a fentieket a ma használatos muszerek világába. Mint már az elején említésre került, a mérés alapja – általában – most is a forgórésre felhelyezett referencia jel, valamint annak fordulatonkénti detektálása. A fázishelyes mérés lényege, hogy a mintavételezés kezdete „eseményvezérelt” legyen. Az „esemény” lehet a rezgésjel maximuma – mint a stroboszkóplámpás mérés esetén – és ehhez képest mérjük a referencia jelünk helyzetét („lemaradását”). A elozo példákat figyelembe véve lett a 0ş meghatározva, de a kijelzés mikéntje a gyártó fantáziájára bízva:
Ez esetben is egy forgásirányú tömeg eltolásra egy forgásiránnyal ellentétes irányú fázisváltozás fog tehát bekövetkezni.
Amennyiben a referencia jel detektálásának pillanata indítja a mérést, akkor – a fenti példák alapján – az „m” tömeg forgásirányba való eltolásával egyre növekvo fázisszöget kapunk – forgásirányban mérve.
Mindkét mérési eljárás során a rendszerben az állandóságot a referencia jelünk biztosítja, mégis eltéro – egymásra tükörszimmetrikus – eredményt kapunk.
Az eddig leírtak figyelmen kívül hagyása mérés közben természetesen a legtöbb esetben – mivel relatív mérésrol van szó – nem okoz gondot. Tehát minden további nélkül használhatjuk mérési eredményeinket diagnosztikai célokra, illetve egyensúlyozhatunk muszerünk szoftverének utasításai szerint – csak egyszer meg kell tanulnunk a kiírt szögek értelmezését. Probléma akkor léphet fel, ha valamilyen oknál fogva el kell, vagy el akarunk térni a muszerünkbe „beépített” egyensúlyozó program nyújtotta számítások alkalmazásától.
A referencia jel indította mérés esetében a fázisszög változása megegyezett a tömeg mozgásának irányával, tehet a példánkban szereplo vektoros elrendezés esetén a korrekciós tömeget a forgásiránnyal megegyezoen kel felerosíteni. Természetesen egy adott feladat elvégzésénél különbözo mérési módszerrel nem juthatunk ellentétes eredményre, csak egyazon helyre erosített korrekciós tömeg hozhatja meg a kívánt eredményt, „tüntetheti el” az eredeti egyensúlyozatlanságot. Természetesen mindkét módszer muködik, csak a mért fázisszögek illetve változások irány különbözik – egymásnak tükörképei.
A fentiek alapján tehet szükségünk lehet arra, hogy muszerünk mely mérési elvvel dolgozik. Amennyiben kétségeink vannak – nem tudjuk beszerezni a szükséges információt -, magunk is megállapíthatjuk. Egy forgórészre – nem kell tökéletesen kiegyensúlyozott – felteszünk egymás után két különbözo helyre egy tömeget és figyeljük a fázisszög változás irányát. A leírt példák alapján a muködési elv meghatározható.
Összességében megállapítható tehát, hogy a különbözo mérési elvek a mért fázisszögek irányát befolyásolják, de természetesen a változások mértékét – és egyben a kiértékelhetoségüket – nem.
A lap publikálása engedélyköteles! |
