Обяснение на субсинхронните и синхронните вибрации

Определение: Какво е синхронна вибрация?

Синхронна вибрация е всяка вибрация, която възниква с честота, кратна на цяло число от основната скорост на въртене на машината. Тя е „синхронизирана“ с въртенето на вала. Това е най-често срещаната категория вибрации, срещани в машините.

• Вибрацията с точно същата скорост на движение (1x) е синхронна.
• Вибрациите с два пъти по-голяма скорост на движение (2x), три пъти по-голяма (3x) и т.н. също са синхронни вибрации, често наричани „хармоници“ на скоростта на движение.

По-голямата част от често срещаните повреди в машините, като например дисбаланс, несъответствиеи механична хлабавост, всички се проявяват като синхронна вибрация. Например, вибрацията, причинена от дисбаланс, винаги ще бъде с 1x RPM, перфектно проследявайки всички промени в скоростта на машината.

Определение: Какво е субсинхронна вибрация?

Субсинхронна вибрация е всяка вибрация, която възниква с честота, *по-малка от* основната скорост на въртене (1x). Префиксът „sub-“ означава „под“. Наличието на значителна субсинхронна вибрация често е сериозен предупредителен знак, тъй като обикновено се причинява от самовъзбуждащи се, нестабилни динамични явления на ротора, а не от прости механични повреди. За разлика от синхронната вибрация, форсиращата функция за субсинхронна вибрация се генерира от движението на самия ротор.

Чести причини за субсинхронни вибрации

Субсинхронните вибрации са основен проблем при високоскоростните турбомашини, оборудвани с флуидно-филмови лагери.

1. Маслен вихър

Това е най-често срещаната форма на субсинхронна нестабилност. Тя се среща при лагери с флуиден филм, когато хидродинамичният маслен филм, който поддържа вала, започне да се „върти“ около лагера, избутвайки вала напред. Това създава отчетлива вибрация с честота приблизително 0,42 до 0,48 пъти скоростта на бягане (0,42x – 0,48x)Вихрушката от масло често зависи от натоварването и температурата и може да се появи или изчезне при промяна на условията на машината.

2. Маслен камшик

Масленият вихър е по-сериозна и опасна форма на маслен вихър. Той възниква, когато честотата на масления вихър съвпада с и се „заключва“ в първата собствена честота на ротора (критична скорост). Когато това се случи, амплитудата на субсинхронните вибрации може да нарасне много и няма да изчезне с увеличаване на скоростта. Всъщност, вибрацията ще остане на критичната честота на скоростта на ротора, дори когато машината ускорява допълнително. Масленият вихър е силно разрушително състояние, което изисква незабавно спиране на машината.

3. Триене между ротора и статора

Триене между ротора и неподвижна част понякога може да предизвика субсинхронни вибрации. Това често се случва при целочислени части от скоростта на работа, като например 0,5 пътиКомпонентът 0,5x е класически признак за триене, което „подскача“ на ротора веднъж на всеки две завъртания.

Как да ги разграничим в FFT спектър

Идентифицирането на тези компоненти в FFT спектъра е лесно:

• Синхронни пикове: Потърсете пика 1x RPM (скоростта на движение) и всички пикове, които попадат на точни целочислени кратни (2x, 3x и т.н.).
• Субсинхронни пикове: Търсете значителни пикове, които се появяват по честотната ос *преди* пика 1x RPM. Пик около 45% от скоростта на работа е класически признак за вихрушка от масло.

Защо разграничението е критично

Разграничаването между синхронни и субсинхронни вибрации е от основно значение за диагностиката:

• Синхронни проблеми (като дисбаланс) са „принудителни вибрации“. Те често могат да бъдат коригирани с механични настройки като балансиране или подравняване.
• Проблеми със субсинхронните процеси (като масленият камшик) са „самовъзбуждащи се вибрации“ или нестабилности. Те показват проблем с фундаменталния дизайн или състояние на системата ротор-лагер и не могат да бъдат отстранени чрез балансиране. Решението може да включва промяна на дизайна на лагера, промяна на температурата или налягането на маслото или препроектиране на ротора.

Поради тази причина, субсинхронният пик с висока амплитуда обикновено се счита за по-сериозно алармено състояние от синхронния пик с висока амплитуда.

← Обратно към основния индекс