Kritik sürət nədir?

Kritik sürət, valın fırlanma tezliyinin təbii əyilmə tezliklərindən birinə bərabər olduğu və rezonansa səbəb olduğu fırlanma sürətidir. Kritik sürətdə hətta kiçik bir balanssızlıq belə yastıqlara, möhürlərə və valın özünə zərər verə biləcək böyük titrəmələr yaradır.

Niyə kritik sürətə yaxın hərəkətlərdən çəkinməlisiniz?

Kritik sürətə yaxın işləmək rezonans səbəbindən titrəmələri eksponensial olaraq artırır. Standart təcrübə kritik sürətdən ən azı 20–30% aşağı və ya yuxarı işləməkdir. Kritik sürətin ±20% daxilindəki bölgə kritik sürət zolağı adlanır və bundan çəkinmək lazımdır.

Kritik sürəti necə artırmaq olar?

Kritik sürət valın diametrini artırmaqla (sərtliyi d⁴ artırır), daha sərt materialdan istifadə etməklə (daha yüksək E modulu), valın uzunluğunu azaltmaqla, rotor kütləsini azaltmaqla və ya dayaq şərtlərini sadəcə dayaqdan sabit-sabit vəziyyətə keçirməklə artırıla bilər.

Sərt və çevik rotor arasındakı fərq nədir?

Sərt rotor ilk kritik sürətindən xeyli aşağıda (adətən 70% Ncr-dən aşağı) işləyir. Çevik rotor ilk kritik sürətindən yuxarıda işləyir və işə düşmə və enmə zamanı rezonansdan keçməlidir. Çevik rotorlar daha diqqətli balanslaşdırma tələb edir.

Hansı təhlükəsizlik həddi tövsiyə olunur?

API 610 və API 617 tövsiyə edir ki, ilk kritik sürət maksimum davamlı işləmə sürətindən (sərt rotorlar üçün) ən azı 20% yuxarıda və ya işləmə sürəti kritik sürətdən (rezonansdan keçən çevik rotorlar üçün) ən azı 15–20% yuxarıda olsun.

Pulsuz Mühəndislik Aləti — #009

Rotor Kritik Sürət Kalkulyatoru

Rayleigh metodundan istifadə edərək mərkəzi kütləyə və ya paylanmış kütləyə malik valın ilk kritik sürətini (təbii tezliyi) hesablayın. Təhlükəsizlik marjası üçün işləmə dövriyyəsi ilə müqayisə edin.

Mərkəzi Kütlə Reyli Metodu 3 Dəstək Növü

Şaftın uzunluğu L (mm)

Şaftın diametri d (mm)

Rotor Kütləsi m (kilqram)

Material (E Modulu)

Dəstək Növü

Əməliyyat sürəti (RPM, isteğe bağlı)

Sürətli hazır parametrlər

Nəticələr

Kritik Sürət (Mərkəzi Kütlə)

—

Təbii Tezlik

—

Bucaq Tezliyi ω_n

—

Ətalət momenti I

—

Şaft Sərtliyi k

—

Əməliyyat Sürəti Marjası

—

Sahənin İkinci Momenti

Mərkəzi Kütlə — Sadəcə Dəstəklənir

Konsentrat kütləli bir mil üçün m orta aralıqda və sadəcə dəstəklənən uclarda:

Dəstək Vəziyyəti Faktorları

Sərtlik əmsalı k Dəstək növü ilə dəyişikliklər:

Dəstək	Sərtlik k	Faktor vs SS
Sadəcə Dəstəklənir (mərkəzi yük)	48EI / L³	1.00
Sabit-Sabit (mərkəzi yük)	192EI / L³	4.00
Konsol (son yük)	Üç E i / L kub	0.0625

Praktik Nümunə

Misal — Nasos Şaftı

Verilmiş: L = 800 mm, d = 50 mm, m = 30 kq, Polad E = 210 GPa, Sadə dayaqlı

I = π × 50⁴ / 64 = 306,796 mm⁴

k = 48 × 210,000 × 306,796 / 800³ = 6,040 N/mm

ω_n = √(6,040,000 / 30) = 448.7 rad/s

N_cr = 448.7 × 60 / (2π) = 4,285 RPM

⚠️ Qeyd: Bu sadələşdirilmiş model tək konsentrat kütləyə malik kütləsiz val fərz edir. Ağır vallar üzərində daha dəqiq nəticələr üçün paylanmış val kütləsini nəzərə alan Reyleigh və ya Dunkerley metodlarını nəzərdən keçirin.