دانلود مقاله اصول تئوری ارتعاشات

اختصاصی از کوشا فایل دانلود مقاله اصول تئوری ارتعاشات دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل :docx(قابل ویرایش)

تعداد صفحات:22

توجه :مقاله فاقد منابع میباشد

پیشگفتار
خرابی درماشین آلات و قطعات مکانیکی به مرور شروع شده و توسعه می‌یابند و در نهایت منجر به از کار افتادگی سیستم مکانیکی می شود . چنین روندی امری طبیعی مدتها است که شرکتهای زیادی در جستجوی روشها و تکنیک های تعمیر و نگهداری هستند تا به حداکثر کارآیی عملکردی دست یابند. برای اطمینان از چنین کارآیی، راهکارهای عملکردی و تکنیک های تعمیر و نگهداری آنها باید مقرون به صرفه باشد و بدن طریق امکان دستیابی به حداکثر سود برای شرکت یا کارخانه میسر شود. در این راستا، استراتژی های متعددی بوجود آورده اند و تکنیک های تعمیر و نگهداری نیز با پیشرفت تکنولوژی الکترونیک و سیستم های اندازه گیری وضعیت، توسعه یافته اند. قدیمی ترین و ساده ترین روش تعمیر و نگهداری که مورد استفاده قرار می گرفت روش تعمیر و نگهداری براساس از کارافتادگی نامیده می شود. در این شیوه، ماشین تا مرحلة ازکارافتادگی کار می کند و مادامیکه ازکارفتادگی در ماشیم رخ نداده باشد هیچ فعالیت تعمیر و نگهداری برروی آن صورت نمی گیرد. چنین شیوه ای هزینه های زیاید را بر کارخانه تحمیل می کند. چرا که در اثر توقف زمانبندی نشدة خطوط تولید و آسیب های شدیدی که به ماشین آلات وارد می شود تولید محصول به شدت کاهش می یابد و کیفیت محصول نیز تحت تأثیر واقع می شود.
به منظور جلوگیری از موارد یاد شده، بکارگیری تکنیک های پیشرفته تعمیر و نگهداری، امری اجتناب ناپذیر می باشد و همچنانکه تجارب کارخانجات پیشرفته و معتبر جهان نشان داده است دستیابی به چنین هدفی بدون فراهم آوردن تکنولوژی های مناسب و پیشرفتة اندازه گیری وضعیت ماشین آلات امکانپذیر نیست. آنچه مسلم است هیچ روش مانیتورینگ وضعیت نمی تواند به تنهایی اطلاعات جامعی را از وضعیت عملکرد ماشین و یا یک سیستم مکالنیکی دیگر در اختیار قرار دهد ولی تحقیقات نشان داده است که روش آنالیز ارتعاش یکی از مفیدترین و قابل اتکاءترین روشهای مانیتورینگ وضعیت می باشد و به همین دلیل است که روش آنالیز ارتعاشی به طور وسیعی مورد توجه صنایع مختلف قرار گرفته است. روش آنالیز ارتعاشی، که روز به روز در حال توسعه و پیشرفت می باشد، ابزار بسیار قدرتمندی در اختیار تکنولوژی های تعمیر و نگهداری قرار می دهد. با آنکه پیشرفت تکنولوژی ساخت انواع ترانسدیوسرهای ارتعاشی همراه با پیشرفت دستگاههای الکترونیکی برای اندازه گیری پارامترهای ارتعاشی، توانایی سخت افزاری روشهای مانیتورینگ ارتعاشی را ارتقاء بخشیده است ولی توسعة روشهای آنالیز ارتعاشی و پیشرفت های شگرفی که در طی بیست سال گذشته در این زمینه صورت گرفته است از اهمیت خاصی برخوردار می باشد.
مقدمه
ایجاد هرگونه عیب در ماشین آلات و سیستم های مکانیکی باعث ایجاد نویز و ارتعاشات ناخواسته می شود و گسترش عیب ممکن است منجر به از کار افتادن سیستم شده و خسارات زیادی را به بار آورد. این امر از زمانهای نسبتاً دور توجه محققان را به خود جلب کرده است که در پی آن روشهایی برای تشخیص عیوب در تجهیزات و سیستم های مکانیکی ابداع شده است و با گذشت زمان، چنین روشهای عیب یابی نیز سیر تکاملی را پیموده است.
در این پایان نامه ابتدا روشهای مختلف تعمیر و نگهدار یبه تفصیل مورد بحث واقع می شود. در فصل دوم روند پیشرفت تکنولوژی مانیتورینگ وضعیت براساس آنالیز ارتعاشی به طور مفصل آمده است. از آنجایی که روشهای آنالیز ارتعاشی دارای اهمیت ویژه ای در مانیتورینگ وضعیت ماشین آلات و تعیین عملکرد آنها دارد لذا در فصل سوم به عوامل ایجاد ارتعاشات در ماشین آلات پرداخته می شود.
آنالیز ارتعاش و نحوة انجام آن مطلبی است که در فصل چهارم به آن پرداخته می شود. در این فصل روشهای حوزة زمان و حوزة فرکانس و سایر روشهای آنالیز ارتعاشی معرفی شده و بطور مفصل مورد بحث واقع می شوند. در فصل پنجم روشهای پیشرفته آنالیز ارتعاشی برای مانیتورینگ و آنالیز سیگنالهای ارتعاشی بدست آمده از سیستم های مکانیکی مورد بحث واقع شده است. بخش ابتدایی این فصل به بررسی روش دمدولاسیون دامنه می پردازد و در ادامه روشهای آنالیز سیگنالهای ناپایا معرفی می شود.
در فصل آخر نحوة آنالیز ارتعاشی طیف سنج و روش شاک پالس مورد بررسی قرار می گیرد که این روش امروزه برای تشخیص وضعیت بلبرینگها و رولربرینگها، به طرز موفقیت آمیز و قابل اعتمادی و بصورت گسترده مورد استفاده قرار می گیرد.
در خاتمه برخود لازم می دانم که از کمک فکری و تلاش آقای دکتر مهرداد نوری خواجوی و سایر دوستان در رابطه با گردآوری مطالب این پایان نامه کمال تشکر و قدردانی را بنمایم.

3-2 اصول تئوری ارتعاشات:
هر زمانی که ارتعاشی اتفاق می افتد، در حقیقت چهار نیرو خستند که در تعیین خصوصیات ارتعاش نقش دارند. این چهار نیرو عبارتند از:
نیروی برانگیزش یا تحریک مانند عدم تعادل یا ناراستگی
جرم سیستم ارتعاشی
سختی سیستم ارتعاشی
خصوصیات میرایی سیستم ارتعاشی
نیروی برانگیزش یا تحریک سبب ایجاد ارتعاش می شود درحالیکه سختی، جرم و نیروهای میرایی برای کنترل و کم کردن مقدار ارتعاش بر ضد نیروی برانگیزش به کار می روند.
ساده ترین روس برای شرح دادن یک سیستم ارتعاشی، تعتقیب کردن حرکت یک جرم معلق در انتهای یک فنر می باشد. همانطوریکه در شکل 3-1a نشان داده شده است، هنگامی که به جرم نیرو وارد می شود، جرم در یک مسیر خطی و به سمت بالا و پائین شروع به حرکت می کند. این حرکت ارتعاش نامیده می شود.


شکل 3-1a ارتعاش یک سیستم جرم و فنر ساده از مرجع [ ]
شکل موجی که در نمودار 3-1b نشان داده شده است. شامل تمام خصوصیات لازم برای تعریف ارتعاش می باشد و این حرکت پیوستة جرم به سادگی این خصوصیات را تکرار خواهد کرد.

3-3-اندازه گیری ارتعاش:
سه خصوصیتی که برای تعریف هر ارتعاش لازم می باشد عبارت است از:
دامنه
فرکانس
فاز
دامنه بصورت طبیعی به عنوان یک المانی که در توصیف مقدار پارامتر اندازه گیری هر چیزی مورد استفاده قرار می گیرد مشخص می شود.
دامنه ارتعاش در سه واحد اصلی مهندسی اندازه گیری می شود.
جابجایی
سرعت
شتاب
این پارامترهای اندازه گیری می توانند در واحدهای متریک و انگلیسی بیان شوند. بیشترین وسایل مدرن اندازه گیری ارتعاشات، دارای این قابلیت هستند که بسته به نوع انتخاب مصرف کننده، هم در واحد متریک و هم در واحد انگلیسی اندازه گیری نمایند. حال به توصیف جزئیات هر یک از این پارامترهای اندازه گیری می پردازیم.
3-3-1- جابجایی:
همانطور که در دیاگرام 3-1b نشان داده شده است، کل مسافتی که توسط موج ارتعاشی از یک حد انتهایی تا حد انتهایی دیگر طی می شود از یک پیک تا پیک دیگر)، جابجایی نامیده می شود. در واحد متریک ، جابجایی از یک پیک تا پیک دیگر معمولاً با میرکون بیان می شود که هر میکرون برار است با 0.001 میلی‌متر.
2-3-3-سرعت:
جرمی که در دیاگرام b1- نشان داده شده است، بایستی یک مسافت مشخصی را در طی زمانی معین طی کند. لذا بایستی این حرکت با مقداری سرعت انجام شود. در حدهای انتهایی حرکت، نقاط C,A سرعت صفر بوده و جرم بایست قبل از اینکه بتواند در خلاف جهت تغییر مسیر دهد ، متوقف شود.
در نقطه B هنگامی که جرم در حال عبور از موقعیت ابتدایی خود می باشد، دارای بیشترین مقدار سرعت می باشد. در واحد متریک سرعت با واحد میلی‌متر بر ثانیه بیان می شود و در واحد انگلیسی با واحد اینچ بر ثانیه. واحد دیگری نیز برای بیان سرعت وجود دارد بنام RMS. بیشتر وسایل اندازه‌گیری مدرن، قادر هستند سرعت را بر حسب واحدهای فوق اندازه گیری نمایند.
3-3-3-شتاب:
شتاب عبارت است از اندازه نرخ تغییرات سرعت اگر به دیاگرام b1-3 برگردیم. شتاب در نقاط انتهایی مسیر (نقطه A) دارای بیشترین مقدار خود می باشد. هنگامی که سرعت جرم افزایش می یابد، شتاب کم می شود تا اینکه در نقطه B سرعت ثابت بوده و دارای بیشترین مقدار خود است و شتاب صفر می شود.
4-3-فرکانس:
همانطور که در دیاگرام b1-3 نشان داده شده است، مقدار زمان لازم برای کامل شدن یک سیکل ارتعاشی ، پریود ارتعاش نامیده می شود. اگر به طور مثال یک ماشین، یک سیکل کامل را در مدت   ثانیه طی کند، پریود ارتعاشی این سیکل ،   ثانیه خواهد بود.
فرکانس ارتعاش به بیان ساده عبارت است از تعداد سیکلهای کاملی که در یک پریود زمانی مشخص اتفاق می افتد. واحد فرکانس عبارت است از سیکل بر ثانیه (CPS) یا سیکل بر دقیقه (CPM) ارتباط فرکانس با پریود توسط فرمول زیر بیان می شود
پریود /= فرکانس
به بیان دیگر فرکانس برابر است با عکس پریود ارتعاش.
در دنیای واقع تشخیص و آنالیز ارتعاشات برای تعیین فرکانس ارتعاش نیازی به اندازه گیری زمان ارتعاش و پریود ارتعاش و سپس محاسبه معکوس آن نیست. هر چند می توان این کار را انجام داد اما امروزه تمامی وسایل مدرن جمع آوری کتتده اطلاعات و بررسی کننده ارتعاشات قادرند فرکلنسهای ارتعاشی تولد شده توسط ماشین را بصورت دامنه و نه بصورت فرکانسی از طریق تبدیل مستقیم حوزه زمان به حوزه فرکانس اندازه گیری نمایند.
این معمولاً به عنوان یک طیف نامیده می شود زمانی که از وسایل با پردازش تبدیل فوریه سریع (FFT) استفاده می کنیم.