Fırlanan Maşınlarda Burulma Vibrasiyasını Anlamaq
Tərif: Burulma vibrasiyası nədir?
Burulma vibrasiyası fırlanan şaftın öz fırlanma oxu ətrafında açısal salınmasıdır - mahiyyət etibarilə milin müxtəlif hissələrinin hər hansı bir anda bir qədər fərqli sürətlə fırlandığı burulma və bükülmə hərəkətidir. Fərqli yanal vibrasiya (yan-yan hərəkət) və ya eksenel vibrasiya (geri-irəli hərəkət), burulma vibrasiyası xətti yerdəyişməni əhatə etmir; əvəzində, şaft alternativ müsbət və mənfi bucaq sürətlənməsini yaşayır.
Burulma vibrasiyası adətən yanal vibrasiyadan daha kiçik amplitüdlərə malik olsa da və tez-tez aşkarlanması çətin olsa da, vallarda, muftalarda və dişli çarxlarda nəhəng alternativ gərginliklər yarada bilər ki, bu da xəbərdarlıq etmədən fəlakətli yorğunluq uğursuzluqlarına səbəb ola bilər.
Fiziki Mexanizm
Burulma vibrasiyası necə baş verir
Burulma vibrasiyası aşağıdakı kimi görünə bilər:
- Bir mühərriki idarə olunan yükə birləşdirən uzun bir şaft təsəvvür edin
- Mil burulma yay kimi fəaliyyət göstərir, burularkən enerjini saxlayır və buraxır
- Fərqli fırlanma momentləri ilə pozulduqda, şaft salınır, bölmələr orta sürətdən daha sürətli və daha yavaş fırlanır.
- Əgər həyəcanlanma tezliyi burulma təbii tezliyinə uyğun gələrsə, bu salınımlar yarana bilər
Burulma Təbii Tezlikləri
Hər bir şaft sisteminin burulma təbii tezlikləri var:
- Milin burulma sərtliyi: Şaftın diametrindən, uzunluğundan və materialın kəsmə modulundan asılıdır
- Sistemin ətaləti: Birləşdirilmiş fırlanan komponentlərin ətalət anları (motor rotoru, muftalar, dişlilər, yüklər)
- Çoxsaylı rejimlər: Mürəkkəb sistemlər bir neçə burulma təbii tezliklərə malikdir
- Birləşmə effektləri: Çevik muftalar təbii tezlikləri aşağı salaraq burulma uyğunluğu əlavə edir
Burulma vibrasiyasının ilkin səbəbləri
1. Pistonlu Mühərriklərdən Dəyişən Tork
Bir çox tətbiqdə ən ümumi mənbə:
- Dizel və benzin mühərrikləri: Yanma hadisələri pulsasiya edən fırlanma anı yaradır
- Atışma əmri: Mühərrik sürətinin harmonikasını yaradır
- Silindr sayı: Daha az silindr daha çox tork dəyişikliyi yaradır
- Rezonans riski: Mühərrikin işləmə sürəti burulma kritik sürətləri ilə üst-üstə düşə bilər
2. Ötürücü Mesh Qüvvələri
Ötürücü sistemlər burulma həyəcanını yaradır:
- Ötürücü şəbəkə tezliyi (dişlərin sayı × RPM) salınan fırlanma anı yaradır
- Diş aralığı səhvləri və profil qeyri-dəqiqliyi kömək edir
- Ötürücü boşluq zərbə yüklənməsinə səbəb ola bilər
- Çox dişli mərhələlər mürəkkəb burulma sistemləri yaradır
3. Elektrik Mühərriki Problemləri
Elektrik mühərrikləri burulma pozuntuları yarada bilər:
- Qütb Keçid Tezliyi: Rotor və stator arasındakı qarşılıqlı əlaqə pulsasiya edən fırlanma anı yaradır
- Qırılan Rotor Barları: Sürüşmə tezliyində tork impulsları yaradır
- Dəyişən Tezlik Sürücüləri (VFDs): PWM keçidi burulma rejimlərini həyəcanlandıra bilər
- Başlanğıc keçidlər: Motorun işə salınması zamanı böyük fırlanma momenti salınımları
4. Proses yükünün dəyişmələri
İdarə olunan avadanlıqda dəyişən yükləmə:
- Kompressor dalğalanma hadisələri
- Pompanın kavitasiyası fırlanma anı meydana gətirir
- Kırıcılarda, dəyirmanlarda və preslərdə dövri yüklər
- Fanatlarda və turbinlərdə bıçağın keçmə qüvvələri
5. Birləşmə və ötürücü qatar problemləri
- Aşınmış və ya zədələnmiş muftalar oynaq və ya boşluqla
- 2 × burulma həyəcanı yaradan bucaqlarda işləyən universal birləşmələr
- Kəmər sürücüsü sürüşməsi və şaqqıltı
- Zəncir ötürücü çoxbucaqlı hərəkəti
Aşkarlama və Ölçmə Problemləri
Niyə burulma vibrasiyasını aşkar etmək çətindir
Yanal vibrasiyadan fərqli olaraq, burulma vibrasiyası unikal ölçmə problemləri təqdim edir:
- Radial yerdəyişmə yoxdur: Yastıq gövdələrindəki standart akselerometrlər sırf burulma hərəkətini aşkar etmir
- Kiçik bucaq amplitüdləri: Tipik amplitüdlər dərəcənin fraksiyalarıdır
- Tələb olunan xüsusi avadanlıq: Burulma vibrasiya sensorları və ya mürəkkəb analiz tələb edir
- Tez-tez diqqətdən kənarda qalanlar: Rutin vibrasiya monitorinq proqramlarına daxil deyil
Ölçmə üsulları
1. Gərginlikölçənlər
- Kəsmə gərginliyini ölçmək üçün şaft oxuna 45°-də quraşdırılmışdır
- Dönən mildən siqnal ötürmək üçün telemetriya sistemi tələb olunur
- Burulma gərginliyinin birbaşa ölçülməsi
- Ən dəqiq üsul, lakin mürəkkəb və bahalıdır
2. İkili zondlu burulma vibrasiya sensorları
- İki optik və ya maqnit sensor müxtəlif şaft yerlərində sürəti ölçür
- Siqnallar arasındakı faza fərqi burulma vibrasiyasını göstərir
- Kontaktsız ölçmə
- Müvəqqəti və ya daimi quraşdırıla bilər
3. Lazer Burulma Vibrometrləri
- Şaftın bucaq sürətinin dəyişməsinin optik ölçülməsi
- Təmassız, mil hazırlığı tələb olunmur
- Problemləri həll etmək üçün bahalı, lakin güclü
4. Dolayı Göstəricilər
- Motor cərəyanı imza analizi (MCSA) burulma problemlərini aşkar edə bilər
- Birləşmə və dişli dişlərin aşınma nümunələri
- Mil yorğunluğu çatlaqlarının yerləri və istiqamətləri
- Burulma rejimləri ilə birləşə bilən qeyri-adi yanal vibrasiya nümunələri
Nəticələr və Zərər Mexanizmləri
Yorğunluq Uğursuzluqları
Burulma vibrasiyasının əsas təhlükəsi:
- Şaft nasazlıqları: Yorğunluq çatlamaları adətən mil oxuna 45°-də (maksimum kəsmə gərginliyi təyyarələri)
- Birləşmə nasazlıqları: Ötürücü birləşdirici dişlərin aşınması, çevik elementin yorğunluğu
- Dişli dişlərin qırılması: Burulma salınımları ilə sürətlənir
- Açar və açar yolu zədəsi: Salınan fırlanma momentindən əzilmə və aşınma
Burulma uğursuzluqlarının xüsusiyyətləri
- Çox vaxt xəbərdarlıq etmədən qəfil və fəlakətli olur
- Səthləri mil oxuna təxminən 45° bucaq altında qırın
- Yorğunluğun irəlilədiyini göstərən qırıq səthində çimərlik izləri
- Yanal vibrasiya səviyyələri məqbul olduqda belə baş verə bilər
Performans Məsələləri
- Dəqiq sürücülərdə sürətə nəzarət problemləri
- Sürət qutularında və muftalarda həddindən artıq aşınma
- Ötürücü tıqqıltı və mufta təsirindən səs-küy
- Enerji ötürülməsinin səmərəsizliyi
Analiz və Modelləşdirmə
Dizayn zamanı burulma analizi
Düzgün dizayn burulma analizini tələb edir:
- Təbii Tezliyin Hesablanması: Bütün burulma kritik sürətlərini təyin edin
- Məcburi Cavab Təhlili: İş şəraitində burulma amplitüdlərini proqnozlaşdırın
- Kempbell diaqramı: Burulma təbii tezlikləri və əməliyyat sürətini göstərin
- Stress Analizi: Kritik komponentlərdə dəyişən kəsmə gərginliklərini hesablayın
- Yorğunluq Ömrü Proqnozu: Burulma yükü altında komponentin ömrünü təxmin edin
Proqram Alətləri
Xüsusi proqram burulma analizini həyata keçirir:
- Çox ətalətli yığılmış kütləli modellər
- Sonlu elementlərin burulma analizi
- Keçici hadisələrin zaman-domen simulyasiyası
- Tezlik-domen harmonik analizi
Təsirlərin azaldılması və nəzarət üsulları
Dizayn Həlləri
- Ayırma Haşiyələri: Burulma təbii tezliklərinin həyəcan tezliklərindən ±20% uzaqda olmasını təmin edin
- Damping: Burulma amortizatorlarını daxil edin (özlü damperlər, sürtünmə damperləri)
- Çevik muftalar: Həyəcan diapazonundan aşağı təbii tezliklərə burulma uyğunluğu əlavə edin
- Kütləvi Tuning: Təbii tezlikləri dəyişdirmək üçün volan əlavə edin və ya ətalətləri dəyişdirin
- Sərtlik Dəyişiklikləri: Mil diametrlərini və ya mufta sərtliyini dəyişdirin
Əməliyyat həlləri
- Sürət məhdudiyyətləri: Burulma kritik sürətlərdə davamlı işləmədən çəkinin
- Sürətli sürətlənmə: Başlanğıc zamanı kritik sürətlərdən tez keçin
- Yük İdarəetmə: Burulma rejimlərini həyəcanlandıran şəraitdən çəkinin
- VFD Tuning: Burulma həyəcanını minimuma endirmək üçün sürücü parametrlərini tənzimləyin
Komponent seçimi
- Yüksək sönümlü muftalar: Burulma enerjisini yayan elastomer və ya hidravlik muftalar
- Burulma amortizatorları: Pistonlu mühərriklər üçün xüsusi qurğular
- Ötürücü keyfiyyəti: Sıx dözümlü dəqiq dişlilər həyəcanı azaldır
- Şaft materialı: Burulma baxımından kritik vallar üçün yüksək yorğunluğa davamlı materiallar
Sənaye Tətbiqləri və Standartları
Kritik Tətbiqlər
Burulma analizi aşağıdakılar üçün xüsusilə vacibdir:
- Pistonlu Mühərrik Sürücüləri: Dizel generatorları, qaz mühərriki kompressorları
- Uzun sürücü valları: Dəniz hərəkəti, yayma dəyirmanları
- Yüksək Güclü Sürət qutuları: Külək turbinləri, sənaye dişli ötürücüləri
- Dəyişən Sürətli Sürücülər: VFD motor tətbiqləri, servo sistemlər
- Çox bədən sistemləri: Çoxlu əlaqəli maşınları olan kompleks sürücü qatarları
Müvafiq Standartlar
- API 684: Rotor dinamikası, o cümlədən burulma analizi prosedurları
- API 617: Mərkəzdənqaçma kompressorunun burulma tələbləri
- API 672: Qablaşdırılmış pistonlu kompressorun burulma analizi
- ISO 22266: Fırlanan mexanizmlərin burulma vibrasiyası
- VDI 2060: Sürücü sistemlərində burulma vibrasiyaları
Digər vibrasiya növləri ilə əlaqəsi
Yanal və eksenel vibrasiyadan fərqli olaraq, burulma vibrasiyası onlarla birləşdirilə bilər:
- Yanal-burrulma muftası: Müəyyən həndəsilərdə burulma və yanal rejimlər qarşılıqlı təsir göstərir
- Ötürücü Mesh: Burulma vibrasiyası yanal vibrasiyanı həyəcanlandıra bilən müxtəlif diş yükləri yaradır
- Universal oynaqlar: Bucaqların uyğunsuzluğu burulma girişini yanal çıxışa birləşdirir
- Diaqnostik Çətinlik: Mürəkkəb vibrasiya imzalarının bir çox vibrasiya növünün töhfələri ola bilər
Burulma vibrasiyasını başa düşmək və idarə etmək elektrik ötürücü sistemlərin etibarlı işləməsi üçün vacibdir. Müntəzəm monitorinqdə yanal vibrasiyadan daha az diqqət yetirilsə də, burulma uğursuzluqlarının fəlakətli nəticələrə səbəb ola biləcəyi yüksək güclü və ya dəqiq sürücü sistemlərinin dizaynı və problemlərinin aradan qaldırılması zamanı burulma vibrasiyasının təhlili vacibdir.
Kateqoriyalar:
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 