ما هو مخطط التداخل؟ رسم خرائط السرعة الحرجة • موازن محمول، محلل اهتزازات "Balanset" لآلات الموازنة الديناميكية، الكسارات، المراوح، آلات التغطية، المثاقب في الحصادات، أعمدة الإدارة، أجهزة الطرد المركزي، التوربينات، والعديد من الدوارات الأخرى. ما هو مخطط التداخل؟ رسم خرائط السرعة الحرجة • موازن محمول، محلل اهتزازات "Balanset" لآلات الموازنة الديناميكية، الكسارات، المراوح، آلات التغطية، المثاقب في الحصادات، أعمدة الإدارة، أجهزة الطرد المركزي، التوربينات، والعديد من الدوارات الأخرى.

ما هو مخطط التداخل؟ رسم خرائط السرعة الحرجة

نُشر بواسطة admin على

فهم مخططات التداخل

التعريف: ما هو مخطط التداخل؟

أن مخطط التداخل هي أداة رسومية تستخدم في ديناميكيات الدوار لتحديد نطاقات سرعة الدوران حيث تتداخل ترددات الإثارة مع (تتطابق) مع النظام الترددات الطبيعية, ، خلق الظروف ل صدى. يشير مصطلح "التداخل" إلى التفاعل الإشكالي بين تردد الإجبار (من عدم التوازن, (أو تمرير الشفرة أو مصادر أخرى) وتردد طبيعي يمكن أن يسبب الإفراط في اهتزاز.

في حين أنها وثيقة الصلة بـ مخطط كامبل, غالبًا ما يركز مخطط التداخل بشكل خاص على تسليط الضوء على نقاط التقاطع (التداخلات) ومناطق السرعة المرتبطة بها والتي يجب تجنبها أو المرور بها بسرعة أثناء التشغيل.

العلاقة مع مخططات كامبل

عمليًا، غالبًا ما يُستخدم مصطلحا "مخطط التداخل" و"مخطط كامبل" بالتبادل، نظرًا لتشابه معلوماتهما. ومع ذلك، ثمة فروق دقيقة بينهما:

مخطط كامبل للتأكيد

  • يُظهر الصورة الكاملة لكيفية تغير الترددات الطبيعية مع السرعة
  • يعرض منحنيات التردد الطبيعية كوظائف مستمرة للسرعة
  • يستخدم في المقام الأول لتحليل وتصميم ديناميكيات الدوار الشاملة

مخطط التداخل مع التركيز

  • يركز الانتباه على مناطق المشكلة المحددة - نقاط التقاطع
  • غالبًا ما يتضمن "مناطق محظورة" مظللة حول السرعات الحرجة
  • مزيد من التركيز على العمليات، مع التأكيد على نطاقات السرعة لتجنب
  • قد يشمل مصادر إثارة متعددة تتجاوز مجرد عدم التوازن

إنشاء مخطط التداخل

يتم إنشاء مخطط التداخل على نحو مماثل لمخطط كامبل ولكن مع سياق تشغيلي إضافي:

العناصر الأساسية

  • المحور الأفقي: سرعة الدوران (RPM أو Hz)
  • المحور الرأسي: الإثارة أو التردد الطبيعي (هرتز أو CPM)
  • خطوط التردد الطبيعي: إظهار كيفية تغير الترددات الطبيعية للنظام مع السرعة
  • خطوط ترتيب الإثارة: خطوط قطرية لـ 1X و2X و3X ومصادر الإثارة الأخرى

ميزات إضافية

  • نقاط التقاطع المميزة: السرعات الحرجة محددة بوضوح بالرموز أو التعليقات التوضيحية
  • مناطق السرعة المحظورة: أشرطة مظللة حول كل سرعة حرجة توضح النطاقات التي يجب تجنبها
  • نطاق سرعة التشغيل: يشار إليه بوضوح، غالبًا على شكل شريط عمودي أو منطقة مميزة
  • مناطق العبور السريع: نطاقات السرعة التي يجب أن تمر بسرعة أثناء بدء التشغيل/الإيقاف
  • مصادر الإثارة المتعددة: خطوط لتردد مرور الشفرة، وتردد شبكة التروس، وترددات عيوب المحمل

أنواع التداخلات

يمكن لمخطط التداخل تحديد أنواع مختلفة من التفاعلات الإشكالية:

1. التداخل المتزامن (1X)

النوع الأكثر شيوعًا، حيث تتزامن قوى عدم التوازن التي تحدث مرة واحدة لكل دورة مع تردد طبيعي. هذا هو النموذج الكلاسيكي السرعة الحرجة حالة.

2. التداخل التوافقي (2X، 3X، إلخ.)

يمكن للتوافقيات العالية لسرعة الجري أن تُثير الرنين أيضًا. من المصادر الشائعة:

  • 2X: من عدم المحاذاة, ، الارتخاء الميكانيكي، أو الصلابة غير المتماثلة
  • 3X، 4X: من اتصالات أسنان التروس، أو المحامل متعددة الفصوص، أو عدم التماثل الهيكلي

3. تداخل مرور الشفرة/الريشة

في الآلات التوربينية، يُمكن لتردد مرور الشفرات (عدد الشفرات × عدد الدورات في الدقيقة) أن يُثير أنماطًا هيكلية. يُظهر مخطط التداخل تقاطع خطوط تردد مرور الشفرات مع الترددات الطبيعية.

4. التداخل دون التزامن

يمكن لظواهر مثل دوامة الزيت (عادة عند 0.43X-0.48X) أن تخلق تداخلات غير متزامنة يجب تحديدها وإدارتها.

5. تداخل تردد النبض

في الأنظمة المقترنة أو الأنظمة التي تحتوي على عناصر دوارة متعددة، يمكن لترددات النبض الناتجة عن اختلافات السرعة الطفيفة أن تؤدي إلى حدوث تداخلات.

الاستخدام العملي في تصميم الآلات

تطبيقات مرحلة التصميم

  1. تجنب السرعة الحرجة: تأكد من عدم تداخل نطاق سرعة التشغيل مع مناطق التداخل
  2. التحقق من هامش الفصل: تأكد من وجود هوامش كافية (عادةً ±15% إلى ±30%) حول جميع السرعات الحرجة
  3. إدارة مصدر الإثارة: إذا لم يكن من الممكن تجنب التداخل، قم بتقليل سعة مصدر الإثارة (تحسين التوازن، وتقليل عدم المحاذاة، وما إلى ذلك).
  4. متطلبات التخميد: تحديد المكان المعزز التخميد مطلوب للتحكم في الاهتزاز الرنان

التعديل واستكشاف الأخطاء وإصلاحها

عندما تواجه الآلات الموجودة مشاكل اهتزاز، تساعد مخططات التداخل في:

  • حدد ما إذا كانت المشكلة ناجمة عن التشغيل بالقرب من سرعة حرجة
  • تقييم التعديلات المقترحة (تغييرات المحمل، الكتلة المضافة، تعديلات الصلابة)
  • التنبؤ بتأثيرات تغيرات السرعة أو تشغيل السرعة المتغيرة
  • تحديد ما إذا كانت المشكلة ناتجة عن مصدر إثارة غير متوقع

إنشاء مناطق السرعة المحظورة

الميزة الأساسية لمخططات التداخل هي تحديد مناطق السرعة المحظورة أو المقيدة:

تحديد عرض المنطقة

يعتمد عرض كل منطقة محظورة على عدة عوامل:

  • تخميد النظام: يتطلب التخميد المنخفض مناطق أوسع؛ ويسمح التخميد العالي بمناطق أضيق
  • سعة الإثارة: تتطلب مصادر الإثارة القوية مناطق تجنب أوسع
  • العواقب التشغيلية: قد تتطلب المعدات الحرجة مناطق أكثر تحفظًا (أوسع)
  • القيم النموذجية: ±15% للأنظمة ذات التخميد الجيد، ±20-30% للأنظمة ذات التخميد الضعيف

إجراءات التشغيل

بناءً على مخطط التداخل، يتم إنشاء إجراءات التشغيل:

  • مسموح بالتشغيل المستمر: نطاقات السرعة بدون أي تداخلات
  • مطلوب عبور سريع: المناطق المحظورة التي يجب المرور بها بسرعة أثناء بدء التشغيل/الإيقاف
  • ممنوع تماما: مناطق الرنين الشديدة حيث لا يُسمح بالتشغيل مطلقًا

مثال: مخطط تداخل التوربينات

خذ في الاعتبار توربين بخاري له الخصائص التالية:

  • سرعة التشغيل: 3000 دورة في الدقيقة (50 هرتز)
  • السرعة الحرجة الأولى: 2400 دورة في الدقيقة (40 هرتز)
  • السرعة الحرجة الثانية: 4200 دورة في الدقيقة (70 هرتز)
  • عدد الشفرات: 60
  • تردد مرور الشفرة عند 3000 دورة في الدقيقة: 60 × 50 هرتز = 3000 هرتز

يوضح الرسم البياني للتداخل ما يلي:

  • 1X الخط يعبر التردد الطبيعي الأول: السرعة الحرجة عند 2400 دورة في الدقيقة - المنطقة المحظورة: 2040-2760 دورة في الدقيقة (±15%)
  • 1X الخط يعبر التردد الطبيعي الثاني: السرعة الحرجة عند 4200 دورة في الدقيقة - ليست مصدر قلق لأن سرعة التشغيل أقل بكثير
  • سرعة التشغيل (3000 دورة في الدقيقة): بأمان بين سرعتين حرجتين مع هوامش فصل جيدة
  • تردد تمرير الشفرة: عند 3000 هرتز، لا يوجد تداخل مع الأوضاع الهيكلية في نطاق التشغيل

التوجيه التشغيلي:

  • أثناء بدء التشغيل، قم بالتسارع إلى نطاق 2040-2760 دورة في الدقيقة في أقل من 30 ثانية
  • التشغيل المستمر بين 2800-3200 دورة في الدقيقة أمر مقبول
  • لا تحاول التشغيل بشكل مستمر بين 2040-2760 دورة في الدقيقة

اعتبارات متقدمة

تأثيرات درجة الحرارة

تتضمن بعض مخططات التداخل منحنيات متعددة تُظهر كيفية تغير الترددات الطبيعية مع تغيرات درجة الحرارة (يؤثر النمو الحراري على الصلابة وخصائص المحمل). قد تتغير السرعات الحرجة مع ارتفاع درجة حرارة الآلة.

تأثيرات التحميل

بالنسبة للآلات التي يؤثر فيها حمل العملية بشكل كبير على صلابة المحمل أو انحراف الدوار، قد تظهر مخططات التداخل مجموعات من المنحنيات لظروف حمل مختلفة.

الأنظمة المقترنة

عندما يتم ربط عدة دوارات (مجموعات المحرك والمضخة، ومجموعات التوربينات والمولدات)، يجب أن يأخذ مخطط التداخل في الاعتبار الأوضاع الالتوائية والجانبية المقترنة التي يمكن أن تخلق سرعات حرجة إضافية.

إنشاء مخطط التداخل

من النماذج التحليلية

  1. تطوير نموذج العناصر المحدودة لنظام الدوار-المحمل
  2. حساب الترددات الطبيعية بسرعات متعددة
  3. رسم منحنيات التردد الطبيعي مقابل السرعة
  4. خطوط ترتيب الإثارة المتراكبة (1X، 2X، مرور الشفرة، وما إلى ذلك)
  5. تحديد نقاط التقاطع وإنشاء المناطق المحظورة
  6. التعليق على نطاق سرعة التشغيل والإجراءات

من البيانات التجريبية

  1. إجراء اختبارات بدء التشغيل والانحدار مع مراقبة الاهتزاز
  2. يولد مخططات الشلالات أو مخططات بود
  3. تحديد مواقع السرعة الحرجة من ذروات السعة وتحولات الطور
  4. إنشاء مخطط تداخل يحدد السرعات الحرجة الملحوظة
  5. إنشاء مناطق محظورة تجريبية بناءً على مستويات الاهتزاز المقاسة

فوائد التشغيل والصيانة

توفر مخططات التداخل إرشادات قيمة لمشغلي الآلات وموظفي الصيانة:

  • حدود التشغيل الواضحة: مؤشر مرئي لنطاقات السرعة الآمنة وغير الآمنة
  • إجراءات بدء التشغيل/الإيقاف: يحدد السرعات للعبور بسرعة
  • تشغيل السرعة المتغيرة: يحدد نطاقات السرعة المقبولة لمحركات السرعة القابلة للتعديل
  • أداة استكشاف الأخطاء وإصلاحها: يساعد في تشخيص ما إذا كانت مشاكل الاهتزاز مرتبطة بالسرعة
  • تخطيط التعديل: يظهر تأثير التغييرات المقترحة قبل التنفيذ
  • مساعدات التدريب: أداة تعليمية لفهم السلوك الديناميكي للآلة

بالنسبة للآلات الدوارة الحرجة، يعد مخطط التداخل وثيقة أساسية يجب أن تكون متاحة للمشغلين وفنيي الصيانة وموظفي الهندسة، لضمان فهم الجميع للخصائص الديناميكية للآلة وتشغيلها ضمن نطاقات السرعة الآمنة.

← العودة إلى الفهرس الرئيسي

فئات:
واتساب