Fırlanan Maşınlarda Yanal Vibrasiyanın Anlanması
Tərif: Yanal vibrasiya nədir?
Yanal vibrasiya (həmçinin radial vibrasiya və ya eninə vibrasiya adlanır) fırlanan şaftın fırlanma oxuna perpendikulyar hərəkətinə aiddir. Sadə dillə desək, milin fırlandığı zaman yan-yana və ya yuxarı-aşağı hərəkətidir. Yanal vibrasiya ən çox yayılmış növüdür vibrasiya fırlanan maşınlarda və adətən kimi radial qüvvələr səbəb olur balanssızlıq, yanlış hizalanma, əyilmiş millər və ya rulman qüsurları.
Yanal vibrasiyanı başa düşmək əsasdır rotor dinamikası çünki o, əksər fırlanan avadanlıqlar üçün əsas vibrasiya rejimini təmsil edir və əksər vibrasiya monitorinqinin diqqət mərkəzindədir və balanslaşdırma fəaliyyətləri.
İstiqamət və Ölçmə
Yan vibrasiya mil oxuna perpendikulyar müstəvidə ölçülür:
Koordinat sistemi
- Üfüqi istiqamət: Yerə paralel olaraq yan-yana hərəkət
- Şaquli istiqamət: Yerə perpendikulyar yuxarı-aşağı hərəkət
- Radial istiqamət: Şaft oxuna perpendikulyar istənilən istiqamət (üfüqi və şaquli birləşmə)
Ölçmə yerləri
Yanal vibrasiya adətən aşağıdakılarla ölçülür:
- Rulman yuvaları: Daşıyıcı qapaqlara və ya postamentlərə quraşdırılmış akselerometrlərdən və ya sürət çeviricilərindən istifadə etməklə
- Şaft Səthi: Birbaşa mil hərəkətinin ölçülməsi üçün təmassız yaxınlıq zondlarından istifadə
- Çoxlu istiqamətlər: Həm üfüqi, həm də şaquli istiqamətdə ölçmələr yanal hərəkətin tam mənzərəsini təmin edir
Yanal vibrasiyanın ilkin səbəbləri
Yanal vibrasiya hər biri xarakterik vibrasiya imzaları yaradan çoxsaylı mənbələrdən yarana bilər:
1. Balanssızlıq (ən çox rast gəlinən)
Balanssızlıq yanal vibrasiyanın ən çox görülən səbəbidir. Kütlənin asimmetrik paylanması fırlanan mərkəzdənqaçma qüvvəsini yaradır və aşağıdakıları yaradır:
- 1X (hər inqilabda bir dəfə) vibrasiya tezliyi
- Nisbətən sabit faza münasibət
- Sürətin kvadratına mütənasib amplituda
- Dairəvi və ya elliptik mil orbiti
2. Yanlış düzülmə
Şaftın yanlış hizalanması Birləşdirilmiş maşınlar arasında yanal qüvvələr yaradır:
- Əsasən 2X vibrasiya (hər bir dövrədə iki dəfə)
- 1X və daha yüksək harmonikləri də həyəcanlandıra bilər
- Çox vaxt yüksək eksenel komponenti də göstərir
- Faza əlaqələri balanssızlıqdan fərqlənir
3. Bükülmüş və ya əyilmiş mil
Daimi əyilmiş və ya əyilmiş mil həndəsi ekssentriklik yaradır:
- Balanssızlığa bənzər görünə bilən 1X vibrasiya
- Yavaş yuvarlanma sürətlərində belə yüksək vibrasiya
- Yalnız balanslaşdırmaqla düzəltmək çətindir
4. Rulman qüsurları
Rolling element podşipnik qüsurlar xarakterik yanal vibrasiya yaradır:
- Yüksək tezlikli komponentlər (populyar nasazlıq tezlikləri)
- Aşağı tezliklərin yaradılması ilə modulyasiya edilir yan bantlar
- Tez-tez tələb edir zərf təhlili aşkarlanması üçün
5. Mexanik boşluq
Boş rulmanlar, təməllər və ya montaj boltları aşağıdakıları yaradır:
- Çoxlu harmoniklər (1X, 2X, 3X və s.)
- Zorlamaya qeyri-xətti reaksiya
- Qeyri-sabit və ya qeyri-sabit vibrasiya
6. Rotor-Stator Rub
Fırlanan və stasionar hissələr arasında təmas yaranır:
- Subsinxron komponentlər
- Vibrasiya amplitüdünün və fazasının qəfil dəyişməsi
- Mümkün termal əyilmə
Yanal Vibrasiya Digər Vibrasiya Növlərinə qarşı
Fırlanan maşınlar üç əsas istiqamətdə vibrasiya yaşaya bilər:
Yanal (Radial) Vibrasiya
- İstiqamət: Şaft oxuna perpendikulyar
- Tipik səbəblər: Balanssızlıq, yanlış hizalanma, əyilmiş mil, rulman qüsurları
- Ölçmə: Sürətölçənlər və ya rulman korpuslarında sürət sensorları; mil üzərində yaxınlıq zondları
- Üstünlük: Adətən ən böyük amplituda vibrasiya komponenti
Eksenel vibrasiya
- İstiqamət: Şaft oxuna paralel
- Tipik səbəblər: Yanlış uyğunlaşma, dayaq yatağı problemləri, proses axını problemləri
- Ölçmə: Akselerometrlər eksenel olaraq quraşdırılmışdır
- Üstünlük: Tipik olaraq yanaldan daha aşağı amplituda, lakin müəyyən nasazlıqlar üçün diaqnostikdir
Burulma vibrasiyası
- İstiqamət: Mil oxu ətrafında burulma hərəkəti
- Tipik səbəblər: Ötürücü şəbəkə problemləri, motor elektrik problemləri, mufta problemləri
- Ölçmə: Xüsusi burulma vibrasiya sensorları və ya gərginlikölçənlər tələb olunur
- Üstünlük: Adətən kiçikdir, lakin yorğunluq uğursuzluqlarına səbəb ola bilər
Yanal Vibrasiya Rejimləri və Kritik Sürətlər
In rotor dinamikası, yanal vibrasiya rejimləri şaftın xarakterik əyilmə nümunələrini təsvir edir:
Birinci Yan rejim
- Sadə əyilmə forması (tək qövs və ya yay)
- Ən aşağı təbii tezlik
- Ən asanlıqla balanssızlıqdan həyəcanlanır
- Birinci kritik sürət bu rejimə uyğundur
İkinci yan rejim
- Bir düyün nöqtəsi ilə S formalı əyilmə
- Daha yüksək təbii tezlik
- İkinci kritik sürət
- üçün vacibdir çevik rotorlar
Daha yüksək yanal rejimlər
- Çoxlu qovşaqları olan getdikcə mürəkkəb formalar
- Yalnız çox yüksək sürətli və ya çox çevik rotorlar üçün uyğundur
- Bıçaq keçidi və ya digər yüksək tezlikli həyəcanlarla həyəcanlana bilər
Ölçmə və Monitorinq
Ölçmə Parametrləri
Yanal vibrasiya bir neçə parametrlə xarakterizə olunur:
- Amplituda: Hərəkətin böyüklüyü, yerdəyişmə (µm, mil), sürət (mm/s, in/s) və ya sürətlənmə (g, m/s²) ilə ölçülür.
- Tezlik: Tipik olaraq balanssızlığın üstünlük təşkil etdiyi vibrasiya üçün 1X işləmə sürəti, lakin harmoniklər və digər tezliklər daxil ola bilər
- Faza: Şaftdakı istinad işarəsinə nisbətən maksimum yerdəyişmə vaxtı
- Orbit: Sonda göründüyü kimi mil mərkəzi tərəfindən izlənilən faktiki yol
Ölçmə Standartları
Beynəlxalq standartlar məqbul yanal vibrasiya səviyyələri üçün təlimat verir:
- ISO 20816 Seriyası: RMS sürətinə əsaslanan müxtəlif maşın növləri üçün vibrasiya məhdudiyyətləri
- API 610, 617, 684: Nasoslar, kompressorlar və rotor dinamikası üçün sənayeyə xas standartlar
- Ağırlıq zonaları: Avadanlığın növü və ölçüsü əsasında məqbul, ehtiyatlılıq və həyəcan səviyyələrini müəyyənləşdirin
Nəzarət və təsirin azaldılması
Balancing
Balancing balanssızlıqdan yanal vibrasiyanı azaltmaq üçün əsas üsuldur:
- Tək müstəvi balanslaşdırma disk tipli rotorlar üçün
- İki müstəvi balanslaşdırma əksər sənaye rotorları üçün
- Modal balanslaşdırma kritik sürətlərdən yuxarı işləyən çevik rotorlar üçün
Hizalanma
Dəqiq mil hizalanması yanlış hizalanmadan yanal qüvvələri azaldır:
- Milin dəqiq yerləşdirilməsi üçün lazer hizalama alətləri
- Hizalama prosedurlarında istilik artımının nəzərə alınması
- Hizalanmadan əvvəl yumşaq ayaq korreksiyası
Damping
Damping xüsusilə kritik sürətlərdə yanal vibrasiya amplitüdlərini idarə edir:
- Maye filmli rulmanlar əhəmiyyətli bir sönüm təmin edir
- Əlavə nəzarət üçün sıxılmış film amortizatorları
- Dəstək strukturunun sönümləmə müalicəsi
Sərtlik modifikasiyası
Sistemin sərtliyinin dəyişdirilməsi kritik sürətləri hərəkətə gətirir:
- Mil diametrinin artması kritik sürəti artırır
- Rulman aralığının azalması ilk kritik sürəti artırır
- Əsasın sərtləşməsi ümumi sistem reaksiyasına təsir göstərir
Diaqnostik əhəmiyyəti
Yanal vibrasiya təhlili maşın diaqnostikasının təməl daşıdır:
- Trend: Zamanla yanal vibrasiyaya nəzarət inkişaf edən problemləri aşkar edir
- Arızanın identifikasiyası: Vibrasiya tezliyi və nümunəsi xüsusi nasazlıq növlərini müəyyən edir
- Ciddiliyin Qiymətləndirilməsi: Standartlarla müqayisədə amplituda problemin ciddiliyini göstərir
- Balans Təsdiqi: Yanal vibrasiyanın azaldılması uğurlu balanslaşdırmanı təsdiqləyir
- Vəziyyətə əsaslanan Baxım: Vibrasiya səviyyələri baxım tədbirlərini işə salır
Yan vibrasiyanın effektiv idarə edilməsi fırlanan mexanizmlərin etibarlı, uzunmüddətli istismarı üçün vacibdir, bu da onu vibrasiya monitorinq proqramlarının, proqnozlaşdırıcı texniki xidmət strategiyalarının və rotorun dinamik dizaynı mülahizələrinin əsas diqqət mərkəzinə çevirir.