Разбиране на набирането при анализа на въртящи се машини
Забег — наричан още тест за пускане или ускорение — представлява процесът на ускоряване на въртяща се машина от покой (или от ниска скорост) до нормалната ѝ работна скорост при непрекъснато записване вибрация и други параметри. В рамките на динамика на ротора, „runup“ е диагностична процедура, която отчита поведението на машината по време на ускорението, като предоставя преки емпирични данни за нейното критични скорости, its резонанс характеристиките му и начина, по който се справя с преходния режим при стартиране. Тъй като може да бъде включено в рутинния старт, изпитването при ускорение е един от най-удобните начини за периодична оценка на динамичното състояние на ротора — то допълва тестване на движение по инерция без да се налага специално изключване.
1. Цел и приложения
Проверка на критичната скорост
Основната цел на пробния пуск е да се установят и опишат критичните скорости на машината:
- Амплитудата на вибрациите достига максимална стойност, когато машината ускорява при преминаване през всяка критична скорост.
- Височината на този връх отразява наличните затихване и степента на резонанса.
- Характерен 180° фаза преминаването през върха потвърждава, че става дума за истински резонанс, а не за случайно въздействие.
- Тестът установява всички критични скорости в диапазона от нула до работната скорост, в реда, в който машината ги достига.
Проверка на процедурата за стартиране
Тестът потвърждава, че описаната процедура за стартиране е действително подходяща:
- Скоростта на ускорението е достатъчно висока, за да се преминат критичните скорости без забавяне.
- Амплитудите на вибрациите остават в безопасни граници през цялото време.
- Отчетени са ефектите от термичното разширение по време на загряването.
- Всички периоди на задържане на скоростта са правилно разположени извън критичните скорости.
Пускане в експлоатация и приемо-предаване
- Проверка на работата при първото стартиране на нов компютър.
- Доказване, че проектните спецификации са спазени.
- Establishing базова линия данни за бъдещо сравнение.
- Проверка на динамичния модел на ротора и съответствието на неговите прогнози с реалността.
Периодична оценка на здравето
- Сравнение на настоящото покачване с историческите референтни нива.
- Откриване на промени в местоположението на критичната скорост, които са признак за механични промени, като например зараждаща се пукнатина или промяна в твърдостта на опората.
- Забелязване на увеличение на амплитудата при критична скорост, което е признак за намалено затихване или нарастващ дисбаланс.
- Предупреждава за възникващи проблеми още в самото им начало.
2. Процедура за изпитване на ускорение
Предварителна тестова настройка
- Монтаж на сензора: mount акселерометри или датчици за скорост на всеки лагер, както в хоризонтална, така и във вертикална посока.
- Фазова референция: fit a тахометър или ключов фазор за да осигури както скорост, така и фазова референция.
- Система за събиране на данни: настройте го за непрекъснат високоскоростен запис през целия процес на стартиране, а не за периодични снимки.
- Системи за безопасност: уверете се, че всички предпазни устройства работят и настройте вибрацията нива на пътуване преди да завърти колелото.
Изпълнение на теста
- Първоначално условие: машина в покой, всички системи са готови.
- Начало на запис преди задвижването да бъде включено, така че да се улови самото начало на преходния процес.
- Стартиране на стартъпа съгласно обичайната или умишлено променена процедура.
- Контролирано ускорение: да ускорява при преминаване през критичните скорости с определена степен.
- Следете постоянно, наблюдение на вибрациите в реално време с оглед на безопасността.
- Достигнете работна скорост, възстановяване на нормалните работни условия.
- Stabilise: да позволяват термично и механично уравновесяване.
- Stop recording едва след като бъде регистриран целият преходен процес, както и период на стационарна работа.
Съображения относно степента на ускорение
- Too fast: при всяка скорост се събират твърде малко данни и е възможно да се пропусне някоя рязка критична скорост, без тя да бъде регистрирана.
- Too slow: роторът престоява прекалено дълго в резонансно състояние, което създава риск от повреда, а температурните условия се променят по време на изпитването.
- Типична честота: Скорост от 100 до 500 об./мин е подходяща за повечето промишлени съоръжения.
- Зони с ограничение на скоростта: машината може да се ускори по-бързо през известните критични скорости, за да се сведе до минимум времето, прекарано при висока амплитуда.
За задвижвания, при които степента на ускорение се определя от въртящия момент на двигателя и инерцията на ротора, а не се избира свободно, калкулатор за ускорението на ротора във времето оценява колко време ще отнеме на машината да достигне работна скорост, което помага да се потвърди, че критичните скорости ще бъдат преминати достатъчно бързо.
3. Методи за анализ на данни
Анализ на графика на Боде
Стандартното представяне на засилването:
- Вибрация на графиката амплитуда срещу скоростта по горната траектория.
- Начертайте зависимостта на фазовия ъгъл от скоростта на долната крива.
- Критичните скорости се проявяват като амплитудни пикове, съпътствани от фазови преходи — характерната комбинация, която отличава истинския резонанс.
- Сравнете резултата с критериите за приемане и прогнозите от проекта.
Сайтът Диаграма на Боде е основният инструмент тук именно защото показва едновременно амплитудата и фазата – двете величини, които заедно потвърждават наличието на резонанс.
Водопад / каскада Парцел
- A водопаден парцел stacks the честотен спектър при различни скорости в триизмерна карта, показваща как се променя спектърът в зависимост от скоростта.
- На нея се вижда как 1× синхронната компонента се движи по диагонал с висока скорост.
- Резонансите с фиксирана собствена честота се проявяват като вертикални характеристики, които не се променят с скоростта.
- Той е отличен за откриване на субсинхронни или суперсинхронни компоненти, които биха останали скрити при използването на един-единствен спектър.
Проследяване на поръчки
- Анализ на поръчките изразява вибрациите в порядъци — кратни на работната скорост — вместо в абсолютна честота.
- Компонентът 1× остава на една и съща линия на поръчката през целия период на нарастване, като по този начин се изолира въздействието, свързано със скоростта.
- За разлика от тях, фиксираните собствени честоти пресичат линиите на реда при промяна на скоростта.
- Този подход е особено ефективен при оборудване с променлива скорост.
4. Сравнение: ускорение срещу изтичане на инерцията
Обратното на набирането на скорост е крайбрежие, при което изключената машина забавя хода си под въздействието на собственото си триене и въздушното съпротивление. Двете ситуации показват едни и същи критични скорости, но при противоположни условия:
| Аспект | Забег | крайбрежие |
|---|---|---|
| Посока | Увеличаване на скоростта | Намаляване на скоростта |
| Energy state | Добавяне на енергия | Разсейване на енергия |
| Температура | Студено към топло | Топло до хладно |
| Контрол | Активен (с регулируема скорост) | Пасивно (естествено забавяне) |
| Продължителност | По-късо (ускорение с двигател) | По-дълъг (само триене и съпротивление на въздуха) |
| Честота | Всеки стартъп | Всяко изключване |
| Риск | По-високо (ускоряване до резонанс) | По-ниско (забавяне извън резонанс) |
Кога да използвате всеки метод
- Предпочитан подход: когато стартирането се контролира и скоростта му може да се регулира; когато са необходими данни при работна температура; както и за рутинно наблюдение, включено в обичайните стартирания.
- Предпочитан вариант на Coastdown: за тестове, при които безопасността е от решаващо значение; когато е необходимо по-бавно и плавно преминаване през критичните скорости; както и когато простото изключване на захранването е по-лесно, отколкото организирането на контролиран старт. Специализирана анализ на движението по инерция изолира чистите структурни резонанси, тъй като не се упражнява никакво електрическо или свързано с задвижването въздействие.
- Both methods: Цялостната оценка сравнява поведението при високи и ниски температури и потвърждава, че двете съвпадат, което представлява важна проверка за съгласуваност.
5. Специфични съображения при гъвкавите ротори
A гъвкав ротор работи над една или повече от критичните си скорости, поради което стартирането му е по своята същност по-трудно в сравнение с това на твърдия ротор.
Множество критични скорости
- При ускоряването роторът трябва да премине през първата, втората и евентуално третата критична скорост.
- Всяка от тях изисква подходяща скорост на ускорение, за да не остава роторът в нито един от резонансните режими.
- Общото време за стартиране може да отнеме няколко минути.
- Наблюдението на вибрациите при всяка критична скорост е от съществено значение, а не само при най-високата.
Стратегия за ускорение
- Бавно ускорение под първата критична точка, което позволява термична обработка.
- Бързо преминаване на всяка зона на критична скорост, за да се ограничи амплитудата, която може да се натрупа.
- Възможни точки за задържане при средни скорости за термична стабилизация.
- Крайно ускорение до работна скорост, която е над всички критични скорости.
6. Системи за автоматично изпитване на двигатели
Съвременните машини често автоматизират последователността от подготвителни операции, вместо да я оставят на ръчно управление:
- Програмируеми профили на ускорението с оптимални режими за всеки диапазон на скоростта.
- Управление чрез вибрации която автоматично регулира скоростта в зависимост от измерените вибрации.
- Термозащитни прекъсвачи които поддържат ускорението, докато не бъдат изпълнени термичните критерии.
- Аварийни изключвания което автоматично изключва машината, ако вибрациите надхвърлят допустимите граници.
- Data logging която записва и архивира всяко стартиране с цел проследяване на тенденциите.
7. Прогнозиране и проверка на критичните скорости
Измерването на възходящата вълна е най-ценно, когато измерените й върхове могат да бъдат сравнени с очакванията. Скоростта, с която трябва да се появят резонансите, може да бъде предварително изчислена — а калкулатор за критичната скорост на ротора дава първоначална оценка на най-ниската критична скорост на вала, докато Калкулатор за диаграма на Кембъл показва как собствените честоти пресичат линията на скоростта на движение при промяна на скоростта. Сравняване на измерените пикови стойности при засилване с прогнозираните Диаграма на Кембъл това както проверява валидността на модела, така и сигнализира за всеки неочакван резонанс, който трябва да бъде проучен.
Същият полеви уред, използван за балансиране, се справя също толкова добре и при измерване на ускорението. Преносим двуканален анализатор като Балансет-1а записва амплитудата и фазата в зависимост от скоростта по време на ускорението, като генерира диаграмите на Боде и спектралните диаграми, необходими на инженера за определяне на критичните скорости и потвърждаване на безопасното преминаване през тях — а когато при ускорението се установи пик, причинен от дисбаланс, да балансира ротора на място при работна скорост и да провери подобрението още при следващото пускане.
Изпитванията при пускане предоставят важни данни от реални условия за поведението на въртящите се машини в най-натоварения им момент — преходния период при пускане. Редовното събиране на данни от изпитвания при пускане и сравняването им във времето позволява ранното откриване на възникващи проблеми, потвърждава ефективността на процедурите за пускане и гарантира безопасно преминаване през всеки диапазон на критични скорости.
