Разбиране на движението по инерция при анализ на въртящи се машини

Устройства

Преносим балансьор и виброанализатор Balanset-1A

$2,358.31

Части

Сензор за вибрации

$107.47

Части

Оптичен сензор (лазерен тахометър)

$148.07

Устройства

Balanset-4

$8,123.32

Части

Магнитна стойка с размер 60 kgf

$54.93

Части

Рефлективна лента

$11.94

Устройства

Динамичен балансьор "Balanset-1A" OEM

$2,071.73

Определение: Какво е Coastdown?

крайбрежие (наричано още забавяне или забавяне) е процесът, който позволява на въртяща се машина да забави от работна скорост до пълно спиране, без да се прилага активно спиране, разчитайки на естествено забавяне от триене, ветроустойчивост и други загуби. В контекста на динамика на ротора и анализ на вибрациите, тестът за движение по инерция е диагностична процедура, при която вибрация Данните се записват непрекъснато, докато машината намалява скоростта, предоставяйки ценна информация за критични скорости, естествени честоти, и динамични характеристики на системата.

Тестването за движение по инерция е основен инструмент за въвеждане в експлоатация на ново оборудване, отстраняване на проблеми с вибрациите и валидиране на динамичните модели на ротора.

Цел и приложения

1. Идентифициране на критичната скорост

Основната цел на изпитването на движение по инерция е да се определят критичните скорости:

• С намаляването на скоростта през всяка критична скорост амплитудата на вибрациите достига пик
• Върхове в амплитуда графика спрямо скоростта маркира критични скорости
• Съпътстващи 180° фаза изместването потвърждава резонанса
• Множество критични скорости могат да бъдат идентифицирани в един тест

2. Измерване на естествената честота

Критичните скорости съответстват на собствените честоти:

• Първата критична скорост се появява при първата собствена честота
• Втора критична точка при втора естествена честота и т.н.
• Осигурява експериментална проверка на аналитичните прогнози
• Използва се за валидиране на модели с крайни елементи

3. Определяне на затихването

Остротата на резонансните пикове разкрива система затихване:

• Острите, високи пикове показват ниско затихване
• Широките, ниски пикове показват високо затихване
• Коефициентът на затихване може да се изчисли от ширината и амплитудата на пика
• Критично за прогнозиране на нивата на вибрации по време на бъдеща експлоатация

4. Оценка на разпределението на дисбаланса

• Фазовите зависимости при критични скорости разкриват дисбаланс разпределение
• Може да идентифицира статичен спрямо двоен дисбаланс
• Помага за планиране на стратегията за балансиране

Процедура за изпитване на движение по инерция

Подготовка

1. Инсталиране на сензори: Място акселерометри или датчици за скорост на местата на лагерите в хоризонтално и вертикално направление
2. Инсталиране на тахометър: Оптичен или магнитен сензор за проследяване на скоростта на въртене и осигуряване на фазова референция
3. Конфигуриране на събирането на данни: Настройте непрекъснат запис с адекватна честота на дискретизация
4. Дефиниране на диапазона на скоростта: Типичен диапазон от работна скорост до 10-20% работна скорост или докато машината спре

Изпълнение

1. Стабилизиране при работна скорост: Работете с нормална скорост до достигане на термично равновесие и стабилна вибрация
2. Започване на движение по инерция: Изключете захранването на задвижването (двигател, турбина и др.) и позволете естествено забавяне
3. Непрекъснато наблюдение: Записвайте амплитудата, фазата и скоростта на вибрациите по време на забавяне
4. Мониторинг на безопасността: Внимавайте за прекомерни вибрации, показващи неочаквани резонанси или нестабилности
5. Пълно забавяне: Продължете да записвате, докато машината спре или достигне минималната скорост, която ви интересува

Параметри за събиране на данни

• Честота на дискретизация: Достатъчно висок, за да улови всички интересуващи ни честоти (обикновено 10-20× максимална честота)
• Продължителност: Зависи от инерцията на ротора – може да бъде от 30 секунди до 10 минути
• Размери: Амплитуда, фаза и скорост на вибрациите на всички места на сензора
• Синхронно семплиране: Данни, взети при постоянни ъглови стъпки за анализ на реда

Анализ и визуализация на данни

Диаграма на Боде

Стандартната визуализация на данните за движение по инерция е Диаграма на Боде:

• Горен участък: Амплитуда на вибрациите спрямо скоростта
• Долен участък: Фазов ъгъл спрямо скорост
• Сигнатура на критичната скорост: Амплитуден пик със съответно фазово изместване от 180°
• Множество сюжети: Отделни графики за всяко място и посока на измерване

Парцел с водопад

Водопадни парцели предоставят 3D визуализация:

• Ос X: Честота (Hz или порядъци)
• Y-ос: Скорост (обороти в минута)
• Z-ос (цвят): Амплитуда на вибрациите
• 1× Компонент: Появява се като диагонално проследяване на линия със скорост
• Естествени честоти: Появяват се като хоризонтални линии (постоянна честота)
• Точки на пресичане: Където линията 1× пресича линията на естествената честота = критична скорост

Полярна диаграма

• Вибрационни вектори, нанесени при множество скорости
• Характерен спирален модел с намаляване на скоростта през критични скорости
• Фазовите промени са ясно видими

Тестване при изтичане срещу тестване при изтичане

Предимства на изкачването по инерция

• Не е необходимо външно захранване: Просто изключете задвижването и оставете машината да се движи по инерция.
• По-бавно забавяне: Повече време при всяка скорост, по-добра резолюция
• По-безопасно: Системата естествено губи енергия, вместо да я получава
• По-малко стрес: Критичните скорости са преминали с намаляваща енергия

Предимства на Runup

• Контролирано ускорение: Може да контролира скоростта чрез критични скорости
• Част от нормалното стартиране: Данни, събрани по време на рутинно стартиране
• Активни условия: Налични са технологични натоварвания, по-представителни за работата

Съображения за сравнение

• Температурни ефекти: Разработката е извършена при студен двигател; движението по инерция е извършено при горещи работни условия
• Твърдост на лагера: Може да се различава между горещо (по инерция) и студено (по инерция)
• Триене и демпфиране: Зависим от температурата, влияещ върху амплитудите на пиковете
• Сравнение на данни: Разликите между данните за разбег и движение по инерция могат да разкрият топлинни или натоварващи ефекти

Приложения и случаи на употреба

Въвеждане в експлоатация на ново оборудване

• Проверете дали критичните скорости съответстват на проектните прогнози
• Потвърдете адекватни граници на разделяне
• Валидиране на динамичните модели на ротора
• Установяване на изходни данни за бъдещи справки

Отстраняване на проблеми с вибрациите

• Определете дали високата вибрация е свързана със скоростта (резонанс)
• Идентифицирайте неизвестни досега критични скорости
• Оценка на ефектите от модификации или ремонти
• Разграничаване на резонанса от други източници на вибрации

Процедури за балансиране

• За гъвкави ротори, движението по инерция идентифицира кои режими се нуждаят от балансиране
• Определя подходящите скорости на балансиране
• Потвърждава подобрението след балансиране на видовете транспорт

Проверка на модификацията

• След смяна на лагери, проверете критичните промени на скоростта
• След промени в масата или твърдостта, потвърдете прогнозираните промени в естествената честота
• Сравнете данните преди/след движение по инерция, за да определите количествено подобрението

Най-добри практики за тестване на изпускане по инерция

Съображения за безопасност

• Уверете се, че целият персонал е информиран, че тестът е в ход
• Следете внимателно вибрациите за неочаквани резонанси
• Да има налична възможност за аварийно изключване
• Освободете зоната около оборудването по време на теста
• Ако се развият прекомерни вибрации, помислете за аварийно спиране, вместо завършване на движението по инерция

Качество на данните

• Адекватна скорост на забавяне: Не е твърде бързо (недостатъчно данни при всяка скорост) или твърде бавно (термични промени по време на теста)
• Стабилни условия: Минимизиране на промените в променливите на процеса по време на теста
• Множество изпълнения: Извършете 2-3 движения по инерция за проверка на повторяемостта
• Всички места за измерване: Записвайте данни едновременно на всички лагери

Документация

• Записване на работните условия (температура, натоварване, конфигурация)
• Заснемане на пълни данни за вибрациите и скоростта
• Генериране на стандартни аналитични графики (Боде, водопад, полярни)
• Идентифицирайте и маркирайте всички открити критични скорости
• Сравнете с прогнозите на дизайна или данните от предишни тестове
• Архивирайте данните за бъдещи справки

Интерпретация на резултатите

Идентифициране на критични скорости

• Търсете амплитудни пикове в диаграмата на Боде
• Потвърдете с фазово изместване на 180°
• Обърнете внимание на скоростта, при която се появява пикът
• Изчислете границата на разделяне от работната скорост

Оценка на тежестта

• Пикова амплитуда: До каква степен достигат вибрациите при критична скорост?
• Пикова рязкост: Острият пик показва ниско затихване, потенциален проблем
• Работна близост: Колко близо е работната скорост до критичните скорости?
• Приемливост: Обикновено се изисква граница на разделяне ±15-20%

Разширен анализ

• Екстракт форми на режима от многоточкови измервания
• Изчислете коефициентите на затихване от пиковите характеристики
• Идентифицирайте режимите на вихрушка напред и назад
• Сравнете с Диаграма на Кембъл прогнози

Тестването за движение по инерция е основен диагностичен инструмент в динамиката на ротора, предоставящ емпирични данни, които допълват аналитичните прогнози и разкриват действителното динамично поведение на въртящите се машини при реални експлоатационни условия.

---

← Обратно към основния индекс