Müdaxilə Diaqramlarını Anlamaq
Tərif: Müdaxilə Diaqramı nədir?
An müdaxilə diaqramı istifadə olunan qrafik alətdir rotor dinamikası həyəcan tezliklərinin sistemin sürətinə "qarışdığı" (uyğunlaşdığı) fırlanma sürəti diapazonlarını müəyyən etmək üçün təbii tezliklər, üçün şərait yaradır rezonans. “Müdaxilə” termini məcburedici tezlik (dan balanssızlıq, bıçağın keçməsi və ya digər mənbələr) və həddindən artıq çoxluğa səbəb ola biləcək təbii tezlik vibrasiya.
ilə yaxından əlaqəli olsa da Kempbell diaqramı, müdaxilə diaqramı tez-tez əməliyyat zamanı qaçınılmalı və ya tez keçilməli olan kəsişmə nöqtələrinin (müdaxilələrin) və əlaqəli sürət zonalarının vurğulanmasına xüsusi diqqət yetirir.
Kempbell diaqramları ilə əlaqə
Təcrübədə "müdaxilə diaqramı" və "Kampbell diaqramı" terminləri oxşar məlumatları əks etdirdiklərinə görə tez-tez bir-birini əvəz edir. Bununla belə, incə fərqlər mövcuddur:
Kempbell diaqramının vurğulanması
- Təbii tezliklərin sürətlə necə dəyişdiyinin tam mənzərəsini göstərir
- Sürətin davamlı funksiyaları kimi təbii tezlik əyrilərini göstərir
- Əsasən hərtərəfli rotor dinamik analizi və dizaynı üçün istifadə olunur
Müdaxilə Diaqramının vurğulanması
- Diqqəti xüsusi problem sahələrinə - kəsişmə nöqtələrinə yönəldir
- Çox vaxt kritik sürətlər ətrafında kölgəli "qadağan olunmuş zonalar" daxildir
- Diqqətdə daha operativdir, qarşısını almaq üçün sürət diapazonlarını vurğulayır
- Yalnız balanssızlıqdan başqa bir çox həyəcan mənbələri daxil ola bilər
Müdaxilə Diaqramının qurulması
Müdaxilə diaqramı Campbell diaqramına bənzər şəkildə qurulur, lakin əlavə əməliyyat konteksti ilə:
Əsas elementlər
- Üfüqi ox: Fırlanma sürəti (RPM və ya Hz)
- Şaquli ox: Həyəcan və ya təbii tezlik (Hz və ya CPM)
- Təbii tezlik xətləri: Sistemin təbii tezliklərinin sürətlə necə dəyişdiyini göstərir
- Həyəcan Sifariş Xətləri: 1X, 2X, 3X və digər həyəcan mənbələri üçün diaqonal xətlər
Əlavə Xüsusiyyətlər
- Vurğulanan kəsişmə nöqtələri: Simvollar və ya annotasiyalarla aydın şəkildə qeyd olunan kritik sürətlər
- Qadağan olunmuş sürət zonaları: Qarşısının alınması üçün diapazonları göstərən hər bir kritik sürətin ətrafında kölgəli zolaqlar
- Əməliyyat sürəti diapazonu: Çox vaxt şaquli zolaq və ya vurğulanmış bölgə kimi aydın şəkildə göstərilir
- Sürətli keçid zonaları: Başlama/söndürmə zamanı sürətlə keçmək üçün sürət diapazonları
- Çoxsaylı həyəcan mənbələri: Bıçaq keçid tezliyi, dişli şəbəkə tezliyi, daşıyıcı qüsur tezlikləri üçün xətlər
Müdaxilələrin növləri
Müdaxilə diaqramı müxtəlif növ problemli qarşılıqlı əlaqəni müəyyən edə bilər:
1. Sinxron müdaxilə (1X)
Hər bir inqilabda bir dəfə olan balanssızlıq qüvvələrinin təbii tezliklə üst-üstə düşdüyü ən çox yayılmış növ. Bu klassikdir kritik sürət vəziyyət.
2. Harmonik müdaxilə (2X, 3X və s.)
Qaçış sürətinin daha yüksək harmonikləri də rezonansları həyəcanlandıra bilər. Ümumi mənbələrə aşağıdakılar daxildir:
- 2X: From yanlış hizalanma, mexaniki boşluq və ya asimmetrik sərtlik
- 3X, 4X: Ötürücü diş kontaktlarından, çox loblu rulmanlardan və ya struktur asimmetriyalarından
3. Blade/Lanke Passing Interference
Turbomaşınlar üçün bıçağın keçmə tezliyi (bıçaqların sayı × RPM) struktur rejimləri həyəcanlandıra bilər. Müdaxilə diaqramı bıçaqdan keçən tezlik xətlərinin təbii tezlikləri keçdiyi yerləri göstərir.
4. Sub-sinxron müdaxilə
Yağ burulğanı kimi hadisələr (adətən 0,43X-0,48X-də) müəyyən edilməli və idarə edilməli olan subsinxron müdaxilələr yarada bilər.
5. Tezlik müdaxiləsini döyün
Birləşdirilmiş sistemlərdə və ya çoxlu fırlanan elementləri olan sistemlərdə kiçik sürət fərqlərindən yaranan döyülmə tezlikləri müdaxilələr yarada bilər.
Maşın dizaynında praktik istifadə
Dizayn Faza Tətbiqləri
- Kritik sürətdən qaçınma: Əməliyyat sürəti diapazonunun müdaxilə zonaları ilə üst-üstə düşmədiyinə əmin olun
- Ayırma Marjasının Yoxlanması: Bütün kritik sürətlər ətrafında adekvat kənarları (adətən ±15% - ±30%) təsdiqləyin
- Həyəcan mənbəyinin idarə edilməsi: Bir müdaxilənin qarşısını almaq mümkün deyilsə, həyəcan mənbəyinin amplitüdünü azaldın (tarazlığı yaxşılaşdırın, yanlış hizalanmasını azaldın və s.)
- Damping tələbləri: Təkmilləşdirildiyi yeri müəyyənləşdirin amortizasiya rezonans vibrasiyasını idarə etmək üçün lazımdır
Modifikasiya və Problemlərin aradan qaldırılması
Mövcud maşın vibrasiya problemləri ilə qarşılaşdıqda, müdaxilə diaqramları kömək edir:
- Problemin kritik sürətə çox yaxın işləmə ilə bağlı olub olmadığını müəyyənləşdirin
- Təklif olunan dəyişiklikləri qiymətləndirin (rulman dəyişiklikləri, əlavə kütlə, sərtlik dəyişiklikləri)
- Sürət dəyişikliklərinin və ya dəyişən sürət əməliyyatının təsirlərini proqnozlaşdırın
- Problemin gözlənilməz həyəcan mənbəyindən qaynaqlandığını müəyyənləşdirin
Qadağan olunmuş sürət zonalarının yaradılması
Müdaxilə diaqramlarının əsas xüsusiyyəti qadağan edilmiş və ya məhdudlaşdırılmış sürət zonalarının müəyyən edilməsidir:
Zona eninin təyini
Hər bir qadağan zonanın eni bir neçə amildən asılıdır:
- Sistemin sönümlənməsi: Aşağı amortizasiya daha geniş zonalar tələb edir; yüksək amortizasiya daha dar zonalara imkan verir
- Həyəcan amplitüdü: Güclü həyəcan mənbələri daha geniş qaçınma zonaları tələb edir
- Əməliyyat nəticələri: Kritik avadanlıq daha mühafizəkar (daha geniş) zonalar tələb edə bilər
- Tipik Dəyərlər: Yaxşı nəmlənmiş sistemlər üçün ±15%, zəif nəmlənmiş sistemlər üçün ±20-30%
Əməliyyat Prosedurları
Müdaxilə diaqramına əsasən əməliyyat prosedurları müəyyən edilir:
- Davamlı işləməyə icazə verilir: Heç bir müdaxilə olmadan sürət aralığı
- Sürətli keçid tələb olunur: Başlama/söndürmə zamanı sürətlə keçməli olan qadağan zonalar
- Qətiliklə qadağandır: Əməliyyata heç vaxt icazə verilməyən şiddətli rezonans zonaları
Nümunə: Turbin müdaxilə diaqramı
Aşağıdakı xüsusiyyətlərə malik bir buxar turbinini nəzərdən keçirin:
- Əməliyyat sürəti: 3000 RPM (50 Hz)
- İlk Kritik Sürət: 2400 RPM (40 Hz)
- İkinci Kritik Sürət: 4200 RPM (70 Hz)
- Bıçaqların sayı: 60
- 3000 RPM-də Bıçağın Keçmə Tezliyi: 60 × 50 Hz = 3000 Hz
Müdaxilə Diaqramı Göstərir:
- 1X Xətti ilk təbii tezliyi keçir: 2400 RPM-də kritik sürət—Qadağan olunmuş zona: 2040-2760 RPM (±15%)
- 1X xətti ikinci təbii tezliyi keçir: 4200 RPM-də kritik sürət - İşləmə sürəti çox aşağıda olduğu üçün narahatçılıq doğurmur
- Əməliyyat sürəti (3000 RPM): Yaxşı ayırma marjaları ilə iki kritik sürət arasında təhlükəsiz
- Bıçaqdan keçmə tezliyi: 3000 Hz-də iş diapazonunda struktur rejimlərinə heç bir müdaxilə yoxdur
Əməliyyat Rəhbərliyi:
- Başlanğıc zamanı 30 saniyədən az müddətdə 2040-2760 RPM diapazonu ilə sürətləndirin
- 2800-3200 RPM arasında davamlı əməliyyat məqbuldur
- 2040-2760 RPM arasında davamlı işləməyə çalışmayın
Qabaqcıl Mülahizələr
Temperatur effektləri
Bəzi müdaxilə diaqramlarına təbii tezliklərin temperaturun dəyişməsi ilə necə dəyişdiyini göstərən çoxlu əyrilər daxildir (istilik artımı sərtliyə və daşıyıcı xüsusiyyətlərə təsir edir). Maşın isindikcə kritik sürətlər hərəkət edə bilər.
Yük effektləri
Proses yükünün rulman sərtliyinə və ya rotorun əyilməsinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir etdiyi maşınlar üçün müdaxilə diaqramları müxtəlif yük şəraiti üçün əyri ailələri göstərə bilər.
Birləşdirilmiş sistemlər
Çoxlu rotorlar birləşdirildikdə (motor-nasos dəstləri, turbin-generator dəstləri) müdaxilə diaqramı əlavə kritik sürətlər yarada bilən birləşdirilmiş burulma və yan rejimləri nəzərə almalıdır.
Müdaxilə Diaqramının yaradılması
Analitik Modellərdən
- Rotor daşıyıcı sisteminin sonlu elementlər modelini işləyib hazırlayın
- Çox sürətlə təbii tezlikləri hesablayın
- Sürətə qarşı təbii tezlik əyrilərini tərtib edin
- Həyəcan sırasının üst-üstə düşməsi (1X, 2X, bıçaq keçidi və s.)
- Kəsişmə nöqtələrini qeyd edin və qadağan edilmiş zonalar qurun
- Əməliyyat sürəti diapazonu və prosedurları ilə qeyd edin
Eksperimental Məlumatlardan
- Vibrasiya monitorinqi ilə işə salma və sahilə enmə testlərini həyata keçirin
- Yaratmaq şəlalə sahələri or Bode süjetləri
- Amplituda zirvələri və faza sürüşmələrindən kritik sürət yerlərini müəyyən edin
- Müşahidə olunan kritik sürətləri işarələyən müdaxilə diaqramını yaradın
- Ölçülmüş vibrasiya səviyyələri əsasında empirik qadağan zonaları yaradın
Əməliyyatlar və Baxım üçün Faydalar
Müdaxilə diaqramları maşın operatorları və texniki qulluqçular üçün dəyərli təlimat verir:
- Əməliyyat Limitlərini təmizləyin: Təhlükəsiz və təhlükəli sürət diapazonlarının vizual göstəricisi
- Başlama/Söndürmə Prosedurları: Sürətlə keçmək üçün sürətləri müəyyən edir
- Dəyişən Sürətli Əməliyyat: Tənzimlənən sürət sürücüləri üçün məqbul sürət diapazonlarını müəyyən edir
- Problemlərin aradan qaldırılması aləti: Vibrasiya problemlərinin sürətlə əlaqəli olub olmadığını diaqnoz etməyə kömək edir
- Dəyişiklik Planlaması: Tətbiqdən əvvəl təklif olunan dəyişikliklərin təsirini göstərir
- Təlim yardımı: Maşın dinamik davranışını anlamaq üçün tədris vasitəsi
Kritik fırlanan maşınlar üçün müdaxilə diaqramı operatorlar, texniki qulluqçular və mühəndis heyəti üçün əlçatan olmalı, hər kəsin maşının dinamik xüsusiyyətlərini başa düşməsini və onu təhlükəsiz sürət diapazonlarında idarə etməsini təmin edən vacib sənəddir.