Hvad er torsionsanalyse? Vurdering af vridningsvibrationer • Bærbar balancer, vibrationsanalysator "Balanset" til dynamisk balancering af knusere, ventilatorer, mulchere, snegle på mejetærskere, aksler, centrifuger, turbiner og mange andre rotorer Hvad er torsionsanalyse? Vurdering af vridningsvibrationer • Bærbar balancer, vibrationsanalysator "Balanset" til dynamisk balancering af knusere, ventilatorer, mulchere, snegle på mejetærskere, aksler, centrifuger, turbiner og mange andre rotorer

Hvad er torsionsanalyse? Vurdering af vridningsvibrationer

Udgivet af admin på

Forståelse af torsionsanalyse

Definition: Hvad er torsionsanalyse?

Torsionsanalyse er måling, evaluering og modellering af torsionsvibrationer—vridende svingninger omkring akselaksen —i roterende maskiners drivlinjer. I modsætning til lateral vibration (bøjning), som let kan måles med standard Accelerometre, torsionsvibrationer kræver specialiserede måleteknikker (tøjningsmålere, dobbelte omdrejningsmålere, laservibrometri) og analyse for at detektere vinkelsvingninger, bestemme torsionsegenfrekvenser og vurdere udmattelsesrisiko i aksler, koblinger og gear.

Torsionsanalyse er afgørende for stempelmotordrev, lange drivaksler, højtydende gearkasser og VFD-motorapplikationer, hvor torsionsvibrationer kan forårsage katastrofale aksel- eller koblingsfejl på trods af acceptable laterale vibrationsniveauer. Det er en specialiseret, men essentiel diagnostisk funktion til at forhindre pludselige, uventede fejl i kraftoverføringssystemer.

Hvorfor torsionsanalyse er nødvendig

Torsions- vs. lateral vibration

  • Lateral: Bøjning, side-til-side bevægelse, målt med standard accelerometre
  • Torsionel: Vridning omkring aksen, ingen lateral forskydning, usynlig for standardsensorer
  • Uafhængighed: Kan have kraftig torsion med lav lateral (og omvendt)
  • Skader: Torsionspåvirkning kan forårsage aksel-/koblingsfejl uden varsel fra laterale målinger

Fejltilstande

  • Akseludmattelsesbrud (typisk 45° i forhold til aksen)
  • Fejl i koblingselement (tandhjul, fleksible elementer)
  • Geartandbrud fra oscillerende belastninger
  • Skader på nøgle og nøglegang fra gnaven

Måleteknikker

1. Strain Gauge-metoden

Direkte torsionsspændingsmåling:

  • Tøjningsmålere bundet 45° til akselaksen (maksimal forskydningsspændingsorientering)
  • Måler forskydningsspænding fra vridning
  • Kræver slæberinge eller trådløs telemetri til roterende aksler
  • Mest præcis, men kompleks og dyr
  • Forskning og udviklings primær anvendelse

2. Dobbelt omdrejningstællermetode

  • To optiske sensorer på forskellige akselplaceringer
  • Mål faseforskellen mellem steder
  • Faseforskel = vinkelvridning = torsionsvibration
  • Kontaktløs og praktisk
  • Begrænset til lavfrekvent torsions- (< 100 Hz typisk)

3. Laser torsionsvibrometer

  • Specialiseret laser Doppler-system
  • Måler vinkelhastighedsudsving
  • Ikke-kontakt
  • Bredt frekvensområde
  • Dyrt men kraftfuldt

4. Motorstrømsanalyse

  • Torsionsvibrationer skaber strømudsving
  • Analyser motorstrømspektrum
  • Indirekte, men ikke-invasiv
  • Nyttigt screeningsværktøj

Analytisk torsionsanalyse

Matematisk modellering

  • Torsionsmodel af drivlinje med klumpet masse
  • Beregn torsionelle naturlige frekvenser
  • Forudsig respons på excitationskilder
  • Identificer kritiske hastigheder og resonanser

Excitationskilder

  • Stempelmotorer: Affyringspulser skaber torsionel excitation
  • Gearnet: Tandindgreb skaber oscillerende drejningsmoment
  • VFD'er: PWM-skiftfrekvensharmoniske
  • Elektrisk: Motorens polpassage- og slipfrekvenser

Campbell-diagram for torsion

  • Afbild torsionelle naturlige frekvenser vs. hastighed
  • Overlay excitationsordrelinjer
  • Identificér kritiske torsionshastigheder (interferenspunkter)
  • Valg af driftshastighed i guiden

Kritiske applikationer

Stempelmotordrev

  • Dieselgeneratorer
  • Kompressorer til benzinmotorer
  • Marin fremdrift
  • Store momentpulsationer kræver analyse

Lange drivaksler

  • Valseværksdrev
  • Marine propelaksler
  • Papirmaskinedrev
  • Længde skaber lav vridningsstivhed

Højtydende gearkasser

  • Vindmøllegearkasser
  • Industrielle gearreduktionsgear > 1000 HK
  • Gearindgrebets excitation af torsionstilstande

VFD-motorsystemer

  • Variable frekvensdrev skaber torsionsexcitation
  • PWM-harmoniske kan excitere torsionsresonanser
  • Stigende bekymring over spredning af VFD

Analyseresultater

Torsionelle naturlige frekvenser

  • Identificer ud fra måling eller beregning
  • Sammenlign med excitationsfrekvenser
  • Bekræft tilstrækkelig adskillelse

Stressniveauer

  • Beregn alternerende forskydningsspænding fra målt vibration
  • Sammenlign med materialets holdbarhedsgrænser
  • Vurder udmattelseslevetidsforbrug
  • Afgør om belastninger er acceptable

Dæmpning

  • Mål ud fra respons ved torsionsresonanser
  • Typisk meget lav (< 1% af kritisk)
  • Lav dæmpning betyder skarpe resonanser

Afbødningsstrategier

Frekvensseparation

  • Sørg for, at torsionelle naturlige spændinger er adskilt fra excitationsfrekvenser
  • Ændre akseldiameter, længde eller koblingsstivhed
  • Ændr inertier (tilføj svinghjul)

Dæmpningstilsætning

  • Torsionsdæmpere (viskøse eller friktionsdæmpere)
  • Højdæmpende koblinger
  • Reducerer resonansforstærkning

Ændringer i driftshastighed

  • Undgå kontinuerlig drift ved kritiske torsionshastigheder
  • Begræns hastighedsintervaller
  • VFD-tuning for at minimere excitation

Torsionsanalyse er en specialiseret vibrationsdisciplin, der omhandler vridende svingninger, som kan forårsage katastrofale fejl, der er usynlige for standard lateral vibrationsovervågning. Selvom torsionsanalyse kræver specialiserede måle- og analyseteknikker, er den afgørende for stempelmotordrev, lange aksler, højtydende gearkasser og VFD-systemer, hvor torsionsvibrationer udgør betydelige pålideligheds- og sikkerhedsrisici.

← Tilbage til hovedindekset

Kategorier:
WhatsApp