#HeryerdenEğitim
Titreşim Rehberi #9
FFT Analizi
Başlıktan da anlaşılacağı gibi, bu bölüm FFT analizörlerle toplanan titreşim ölçüm verisi ve bunun analizine odaklanacaktır. FFT analizör, zaman-dalga formu alarak, daha sonra hesaplamalar ile ölçülen sinyali bir grafik üzerinde bir dizi tepeye dönüştürür. Her bir tepe, bir titreşim genliğine ve frekansa sahiptir. Bu iki parametre kullanılarak, titreşimin şiddetini ve kök nedenini tespit edeilmek mümkündür.
Hizasızlık, balanssızlık, mekanik gevşeklik gibi farklı etmenler, spektrum üzerinde tespit edilebilir çünkü hepsinin kendine has tepe yaptığı frekanslar vardır. Örnek olarak, hizasızlık genelde en yüksek titreşim genliğini 2x’te, balanssızlık ise 1x’te gösterir. Ancak, daha sonra da bahsedeceğimiz gibi titreşim dünyasında hiçbir şey, bu basit örnekte verildiği ve doğrudan anlatıldığı gibi değildir. Ancak, FFT yöntemi anlaşılamayan zaman-dalga sinyalini anlaşılabilir titreşim grafiğine dönüştürmektedir.
Yalnızca balanssızlık ve hizasızlık gibi arızalar değil aynı zamanda farklı makine bileşenleri de değişik frekanslarda farklı genlikte titreşimler üretirler. Genel bir kural olarak, makine bileşenleri, büyük mekanik arızalara, hizasızlık, balanssızlık gibi, kıyasla daha yüksek frekanslarda titreşim karakteristiğine sahiptirler.
Aşağıdaki 2 grafik FFT analizi ile balanssızlığa sahip bir ekipmanın zaman dalga formundan, spektruma çevirildiği zaman daha kolay anlaşılabilir bir formata dönüşünü gösteriyor. Burada frekans dönüş deviri, d/d cinsinden gösterilmiştir.
Zaman-dalga formu grafiğinde, yatay eksen zamanı milisaniye cinsinden, dikey eksen ise hızı mm/s cinsinden göstermektedir. Spektrumda ise, yatay eksen devir/dakika, dikey eksen ise yine hızı mm/s cinsinden göstermektedir.
FFT grafiklerindeki yatay eksenle ilgili önemli bir not bu noktada yardımcı olacaktır. FFT grafiklerinde, sık rastlanan 2 tip birim mevcuttur. Bunlar devir/dakika(d/d) veya Hertz(Hz)’dir. d/d dönüş hızını, Hz ise frekansı temsil etmektedir ve basitçe; “Hz = (d/d) / 60” tır.
Spektrum açıkça, makine dönüş frekansı olan 1000 d/d’da yüksek tepe göstermektedir. Bu tepe,1x, makinenin dönüş frekansı olarak adlandırılır, daha küçük olan 2x, 3x, 4x ve 5x’te ise daha küçük tepeler mevcuttur. Eğer yatay eksen Hz cinsinden gösterilseydi, ilk tepe 16.6 Hz (1000/60) olurdu.
Yukarıdaki örnek, FFT dönüşümünün makine problemlerini bulmak için daha basit bir format oluşuna güzel bir örnektir. Aşağıda görüldüğü gibi, FFT dönüşümü hizasızlık durumunun tespiti için de kullanışlıdır.
FFT analizine yeni başlamış birine yardımcı olması için genel makine arızalarının teşhisine referans olabilecek bir tablo hazırlanması mümkündür ancak bu noktada, gelecekte bu konunun daha iyi anlaşılması için temel prensiplerin anlatımına devam etmek istiyoruz.
Örnek olarak, balanssızlık sorunu en yüksek frekansını neden dönüş frekansında gösterir? Aslında bu sorunun cevabı oldukça basit: Balanssızlığa sahip bir motor dönerken, her turunda balanssızlıktan kaynaklı kuvvet, hız sensörüne en yüksek hıza sahip olduğu anda kuvvet uygular.
En sık rastlanan balanssızlık tipleri:
Statik balanssızlık: Zorlanmış balanssızlık da denen bu tip, ağır nokta rulman yataklarının orta noktasında olduğu zaman gerçekleşir. Bu balanssızlık tipi, rotorun uzunluğunun çapına kıyasla daha küçük olduğu zaman genelde gerçekleşir.
Eş balanssızlık: Balanssızlık kuvvetleri, aynı şaft üzerinde 180 derece faz farkına sahip olduğu zaman gerçekleşir. 1x frekansı her zaman mevcuttur ve FFT spektrumunda belirgindir. Balans alma işlemi en az 2 düzlemde yapılmalıdır.
Dinamik balanssızlık: Bazen yarı statik balanssızlık diye adlandırılır ve en sık rastlanan balanssızlık tipidir. Şaftın dönüş ekseni ve ağırlık merkezi çakışmadığında gerçekleşir. Statik ve eş balanssızlığın kombinasyonudur.
Sarkık balanssızlık: 1x frekansında radyal ve eksenel titreşim gösterir. Radyal sinyaller, şaft bükülmesine bağlı olarak balanssızlık yükü sebebi ile oluşur. Eksenel veriler ise düzensizdir ve ölçüm sırasında farklı değerler okunabilir.
Hizasızlık
Hizasızlık, balanssızlık ile beraber pompa gibi kaplin bağlantılı döner makinalarda yüksek seviyede titreşime sebep olan başlıca arızalardandır. Balanssızlığın aksine, tek bir frekansta sinyal tepesi oluşturmaz. Bunun yerine, 1x ve 2x frekanslarında yüksek genlikler oluşurken, 3x’ten 7x’e kadar harmoniklerini görmek mümkündür.
Hizasızlığın temel tipleri
Paralel kaçıklık: Hizasızlığın bu tipi yüksek radyal titreşimler oluşturur. 2 ölçüm noktası arasında 180 derece faz farkı oluşurken, 2x baskın frekans olmak üzere, 1x,2x,3x ve 4x’te titreşim genlikleri yüksektir. Dikey ve yatay paralel kaçıklık aynı frekans şablonlarını oluşturur.
Açısal hizasızlık: Yüksek seviyeli eksenel titreşim ve kaplinin zıt taraflarında 180 derecelik faz farklı oluşur. 1x ve 2x baskın olmak üzere, 1x,2x ve 3x’te eksenel titreşim oluşur. Dikey ve yatay açısal hizasızlık aynı titreşim şablonunu oluşturur.
Genel hizasızlık: Hizasızlığın en sık rastlanılan şeklidir. Paralel ve açısal hizasızlığın kombinasyonundan oluşur. 1x ve 2x fekanslarında baskın olmak üzere, 7x frekansına kadar eksenel ve radyal titreşimlerin harmoniklerini görmek mümkündür.
