發布時間:2024-03-27

《小知識一起知道》簡諧振動是什麼?Harmonic代表什麼?

vibration-basics-simple-harmonic-motion-and-harmonics-01

午安,我是踢編~本月的「每月一問」來囉!

❓簡諧振動是什麼?

英文稱作:Simple Harmonic Motion

顧名思義,是一種簡單而諧和的振動。

在維基百科上的解釋為:是最基本也最簡單的一種機械振動。

下面這張圖(圖2)所展示的簡諧振動是最簡單的呈現方式,更複雜的可能疊加上基頻的2x、3x、4x等整數倍。只要此波為和諧的、週期性的,我們就可以稱之為簡諧振動。 vibration-basics-simple-harmonic-motion-and-harmonics-02

❓Harmonic 代表什麼?

我們能在字典裡查到:和諧的、諧波的、調和的、和聲的;

作為名詞有:泛音、諧波、諧音等。

Harmonic起源自古希臘文的harmonikos,中文意思為「有音樂上的技巧」。

在音樂領域,指的便是樂器在演奏的過程中出現的泛音,除了基頻以外還同時產生整數倍的更高頻率的聲音。

在物理學方面,將Harmonic表示為一種波的表現方式,以基頻為基準,疊加基頻的整數倍。

在振動領域裡,Harmonic是一種振動模式,有設備異常的可能,但也有可能是正常現象,需要根據設備本身的條件決定異常與否。

設備異常處於Harmonic狀態的情況可能有:機械鬆動、軸承故障/損壞、聯軸器磨損等,需要分析師根據頻率的大小判斷設備確切受損的位置,以下幾個典型Harmonic呈現的異常:

  • 📌 1/3x 或 1/2x Harmonic:轉部與靜部的摩擦動作與鬆動。
  • 📌 1x Harmonic:內鬆動(機械配合、耦合)、外鬆動(基礎固定)。
  • 📌 轉速頻率倍頻的Harmonic(如:葉片頻率):葉片的曲線不佳或變形、葉片的破損、葉片焊裂…。
  • 📌 轉速頻率倍頻的Harmonic(如:齒輪頻率):齒輪壓力曲線不佳或變形、齒輪的破損、齒輪裂等。
  • 📌 非轉速倍頻的Harmonic(如:軸承頻率):軸承內圈軌道瑕疵(軸承內圈頻率)、軸承外圈軌道瑕疵(軸承外圈頻率)、軸承滾動件瑕疵(軸承滾動件頻率)
  • 📌 電氣頻率2倍的Harmonic:馬達鐵心鬆動。

其他尚有相當多不同種類迴轉機械的異常特性,以Harmonic方式呈現,所以Harmonic是非常重要的診斷指標,振合的產品NESTi4.0提供了HMX (HarMonic indeX)指標,以人工智慧計算方式協助設備分析找到Harmonic的存在,節省分析師60%的診斷時間。

下一期「每月一問」即將介紹Shock Finder™的強大功能,敬請期待唷!