Fırlanan Maşınlarda Şaft Qamçısını Anlamaq

Portativ balanslaşdırıcı, vibrasiya analizatoru

Cihazlar

Portativ balanslaşdırıcı və vibrasiya analizatoru Balanset-1A

Hissələr

Dinamik balanslaşdırıcı “Balanset-1A” OEM

Tərif: Shaft Whip nədir?

Mil qamçı (hidrodinamik rulmanlarda meydana gəldiyi zaman yağ qamçı da deyilir) ağır formasıdır rotorun qeyri-sabitliyi zorakılıqla xarakterizə olunur öz-özünə həyəcanlanan vibrasiya Bu, maye filmli rulmanlarda işləyən rotorun kritik həddi aşdığı zaman baş verir, adətən birinci sürətdən təxminən iki dəfə. kritik sürət. Qamçı baş verdikdən sonra vibrasiya tezliyi rotorun birincisinə “kiliflənir” təbii tezlik və sürətin sonrakı artımlarından asılı olmayaraq orada qalır, amplituda yalnız rulman boşluqları və ya fəlakətli nasazlıqla məhdudlaşır.

Şaft qamçısı yüksək sürətli fırlanan maşınlarda ən təhlükəli şərtlərdən biridir, çünki birdən inkişaf edir, saniyələr ərzində dağıdıcı amplitudalara qədər böyüyür və düzəldilə bilməz. balanslaşdırma və ya digər ənənəvi üsullar. Təkrarlanmanın qarşısını almaq üçün dərhal bağlanma və daşıyıcı sistem modifikasiyası tələb olunur.

İrəliləyiş: Yağın Qamçı Milinə Fırıldaması

Mərhələ 1: Stabil əməliyyat

Rotor qeyri-sabitlik həddinin altında işləyir
Yalnız normal məcburi vibrasiya balanssızlıq indiki
Rulman yağ filmi sabit dəstək verir

Mərhələ 2: Yağ Burulğanının Başlanması

Sürət ilk kritik sürəti təxminən 2× keçdikdə artdıqca:

Yağ burulğanı inkişaf edir - ~ 0,43-0,48 × mil sürətində sub-sinxron vibrasiya
Amplituda başlanğıcda orta və sürətdən asılıdır
Tezlik mil sürəti ilə mütənasib olaraq artır
Fasiləli və ya davamlı ola bilər
Balanssızlıqdan yaranan normal 1X vibrasiya ilə birlikdə mövcud ola bilər

Mərhələ 3: Qamçı keçidi

Neft burulğan tezliyi birinci təbii tezlikə uyğun artdıqda:

Tezlik Kilidi: Təbii tezlikdə vibrasiya tezliyi kilidlənir
Rezonans gücləndirilməsi: Amplituda səbəbiylə dramatik şəkildə böyüyür rezonans
Qəfil başlanğıc: Burulğandan qamçıya keçid ani ola bilər
Sürət Müstəqilliyi: Əlavə sürət artımları tezliyi dəyişmir, yalnız amplituda

Mərhələ 4: Şaft Qamçı (Kritik Vəziyyət)

Sabit tezlikdə vibrasiya (ilk təbii tezlik, adətən 40-60 Hz)
Amplituda adi balanssız vibrasiyadan 5-20 dəfə yüksəkdir
Şaft rulman boşluq hədləri ilə təmasda ola bilər
Rulmanların və yağın sürətli qızdırılması
Bağlanmazsa, bir neçə dəqiqə ərzində fəlakətli uğursuzluq potensialı

Fiziki Mexanizm

Yağ qamçı necə inkişaf edir

Mexanizm rulman yağı filmindəki maye dinamikasını əhatə edir:

Yağlı paz əmələ gəlməsi: Mil fırlandıqca, yağı rulman ətrafında sürükləyir və təzyiqli paz yaradır
Tangensial qüvvə: Yağ pazı radial istiqamətə perpendikulyar qüvvə (tangensial) tətbiq edir.
Orbit Hərəkəti: Tangensial qüvvə mil mərkəzinin təxminən yarım mil sürətində orbitə çıxmasına səbəb olur
Enerji hasilatı: Sistem orbital hərəkəti təmin etmək üçün şaftın fırlanmasından enerji çıxarır
Rezonans Kilidi: Orbit tezliyi təbii tezliyə uyğun gələndə rezonans vibrasiyanı gücləndirir
Limit dövrü: Vibrasiya rulman boşluğu və ya nasazlıqla məhdudlaşana qədər artır

Diaqnostik identifikasiya

Vibrasiya imzası

Mil qamçı vibrasiya məlumatlarında xarakterik nümunələr yaradır:

Spektr: Sub-sinxron tezlikdə böyük pik (birinci təbii tezlik), sürət dəyişikliyindən asılı olmayaraq sabitdir
Şəlalə Süjeti: Sub-sinxron komponent diaqonal (sürətlə mütənasib) deyil, şaquli xətt (sabit tezlik) kimi görünür.
Sifariş təhlili: Sürət artdıqca azalan fraksiya sırası (məsələn, 0,5×-dən 0,4×-dən 0,35×-ə dəyişir)
Orbit: Təbii tezlikdə böyük dairəvi və ya elliptik orbit

Başlama Sürəti

Tipik hədd: 2.0-2.5 × ilk kritik sürət
Rulmandan asılı: Xüsusi həddi rulman dizaynına, əvvəlcədən yükləməyə və yağın özlülüyünə görə dəyişir
Qəfil başlanğıc: Kiçik sürət artımı sabitdən qeyri-sabitə sürətli keçidə səbəb ola bilər

Qarşısının alınması strategiyaları

Rulmanların Dizayn Dəyişiklikləri

1. Əyilən yastiqciqlar

Mil qamçısının qarşısını almaq üçün ən təsirli həll
Yastiqciqlar müstəqil olaraq fırlanır, sabitliyi pozan çarpaz birləşmə qüvvələrini aradan qaldırır
Geniş sürət diapazonlarında təbii olaraq sabitdir
Yüksək sürətli turbomaşınlar üçün sənaye standartı

2. Təzyiqli Baraj Yastıqları

Yivlər və ya bəndlər ilə dəyişdirilmiş silindrik rulman
Effektiv sönümləmə və sərtliyi artırır
Əymə padindən daha ucuzdur, lakin daha az effektivdir

3. Rulmanların əvvəlcədən yüklənməsi

Yataqlara radial ön yükləmə tətbiq etmək sərtliyi artırır
Qeyri-sabitlik üçün eşik sürətini artırır
Ofset çuxur dizaynları vasitəsilə əldə edilə bilər

4. Film damperlərini sıxın

Yatağı əhatə edən xarici amortizator elementi
Rulman dizaynını dəyişdirmədən əlavə sönüm təmin edir
Təkmilləşdirmə tətbiqləri üçün effektivdir

Əməliyyat tədbirləri

Sürət Məhdudiyyəti: Maksimum işləmə sürətini həddən aşağı məhdudlaşdırın (adətən < 1,8× ilk kritik)
Yük İdarəetmə: Mümkün olduqda daha yüksək daşıyıcı yüklərdə işləyin (sönümləməni artırır)
Yağ istiliyinə nəzarət: Yağın aşağı temperaturu özlülüyü və sönümlənməni artırır
Monitorinq: Alt-sinxron komponentlər üçün quraşdırılmış həyəcan siqnalları ilə davamlı vibrasiya monitorinqi

Nəticələr və Zərərlər

Dərhal təsirlər

Şiddətli Vibrasiya: Amplitüdlər bir neçə millimetrə çata bilər (yüzlərlə mil)
Səs-küy: Normal əməliyyatdan fərqli yüksək, fərqli səs
Sürətli rulman qızdırıcısı: Rulmanların temperaturu dəqiqələr ərzində 20-50°C yüksələ bilər
Neftin deqradasiyası: Yüksək temperatur və kəsilmə sürtkü yağını pisləşdirir

Potensial uğursuzluqlar

Rulman məlhəmi: Daşıyan babbit materialı əriyir və silinir
Şaftın zədələnməsi: Xal vurma, ötürmə və ya daimi əyilmə
Sızdırmazlığı: Şaftın həddindən artıq hərəkəti möhürləri məhv edir
Şaftın qırılması: Şiddətli salınımdan yüksək dövrəli yorğunluq
Birləşmə zədəsi: Köçürülən qüvvələr muftalara zərər verir

Əlaqədar hadisələr

Neft burulğanı

Yağ burulğanı qamçının xəbərçisidir:

Eyni mexanizm, lakin tezlik təbii tezliyə bağlanmayıb
Daha az şiddətli amplituda
Sürətə mütənasib tezlik (~0,43-0,48×)
Bəzi tətbiqlərdə dözümlü ola bilər

Buxar Whirl

Buxar turbinlərində oxşar qeyri-sabitlik, yağ filmləri deyil, labirint möhürlərindəki aerodinamik qüvvələr tərəfindən səbəb olur. Təbii tezliyə bənzər subsinxron vibrasiya kilidini nümayiş etdirir.

Quru sürtünmə qamçı

Sızdırmazlıq yerlərində və ya rotor-stator təmasından yarana bilər:

Sürtünmə qüvvələri sabitliyi pozan mexanizm təmin edir
Yağ qamçısından daha az yayılmış, lakin eyni dərəcədə təhlükəlidir
Fərqli düzəldici yanaşma tələb edir (əlaqəni aradan qaldırın, möhür dizaynını yaxşılaşdırın)

Məsələnin tədqiqi: Kompressor milinin qamçısı

Ssenari: Düz silindrik rulmanlı yüksək sürətli mərkəzdənqaçma kompressoru

Normal əməliyyat: 2,5 mm/s vibrasiya ilə 12 000 rpm
Sürət artımı: Operator daha yüksək tutum üçün 13500 RPM-ə yüksəldi
Başlama: 13.200 RPM-də qəfil şiddətli vibrasiya yarandı
Simptomlar: 45 Hz-də 25 mm/s vibrasiya (sabit), rulman temperaturu 3 dəqiqə ərzində 70°C-dən 95°C-ə yüksəldi
Fövqəladə Fəaliyyət: Dərhal bağlanma rulmanların nasazlığının qarşısını aldı
Kök Səbəb: İlk kritik sürət 2700 RPM (45 Hz) idi; 2 × kritik = 5400 RPM-də qamçı həddi keçildi
Həll: 15.000 rpm-ə qədər təhlükəsiz işləməyə imkan verən əyilmə rulmanları ilə dəyişdirilmiş düz rulmanlar

Standartlar və Sənaye Təcrübəsi

API 684: Yüksək sürətli turbomaşınlar üçün sabitlik təhlili tələb olunur
API 617: Kompressorlar üçün rulman növlərini və dayanıqlıq tələblərini müəyyən edir
ISO 10814: Sabitlik üçün rulman seçimi ilə bağlı təlimat verir
Sənaye Təcrübəsi: 2× birinci kritik sürətdən yuxarı işləyən avadanlıq üçün standart əyilmə pad podşipnikləri

Mil qamçı düzgün rulman seçimi və dizaynı ilə qarşısı alınmalı olan fəlakətli nasazlıq rejimini təmsil edir. Fərqli subsinxron, tezlik kilidli vibrasiya imzasının tanınması kritik yüksək sürətli fırlanan avadanlığın bahalı zədələnməsinin qarşısını alaraq, sürətli diaqnoz və müvafiq fövqəladə hallara cavab verməyə imkan verir.

← Əsas İndeksə qayıt

Shaft Whip nədir? Şiddətli Rotor Qeyri-sabitliyi İzah edilir

admin tərəfindən Oktyabr 28, 2025 Oktyabr 28, 2025-də nəşr edilmişdir