Rootori keerise ja piitsa ebastabiilsuse mõistmine

Definitsioon: Mis on Whirl ja Whip?

Õli keeris ja Õlivahust on kaks omavahel seotud ja väga ohtlikku eneseerutuvuse vormi, subsünkroonne vibratsioon, mis tekib kiirelt pöörlevates masinates, mis on varustatud vedelikukilega (liuglaagritega). Need ei ole sundvibratsioonid, mis on põhjustatud sellistest probleemidest nagu tasakaalustamatus, vaid on rootori ebastabiilsused kus rootori enda liikumine tekitab jõud, mis vibratsiooni säilitavad ja suurendavad. Mõlemat iseloomustab rootori võlli "keerlemine" – edasiliikumine suurel orbiidil – oma laagrilõtku piires.

Mehhanism: kuidas see juhtub?

Vedelikfilmlaagris toetab pöörlevat võlli kõrgsurveõlikiht. Võll ei asu laagri keskel, vaid liigub ühel küljel ülespoole. Kui õli võllil ringi liigub, ringleb õli ise keskmise kiirusega, mis on veidi väiksem kui pool võlli pinnakiirusest.

Õli keeris tekib siis, kui see ringlev õlifilm hakkab võlli laagri ümber "suruma", põhjustades selle pretsessiooni suurel ettepoole suunatud orbiidil. Selle keerise sageduse määrab õlifilmi keskmine kiirus, mis on tavaliselt vahemikus Võlli pöörlemiskiirus 42% ja 48% (0,42x kuni 0,48x)See on klassikaline subsünkroonse vibratsiooni tunnusjoon.

Õlipööris: Eelkäija

Õli keerlemine on sageli ebastabiilsuse algstaadium. Selle omadused on järgmised:

• Sagedus: Ilmub FFT-spektris selgelt eristuva tipuna vahemikus 0,42x ja 0,48x RPM.
• Käitumine: Keerise sagedus *suureneb* masina kiiruse suurenedes, jäädes alati umbes 45% vahemikku.
• Raskusaste: See võib põhjustada tugevat, kuid mõnikord stabiilset vibratsiooni. See võib ilmneda või kaduda masina koormuse, kiiruse või õli temperatuuri muutudes. Kuigi see on ebasoovitav, ei ole see alati kohe hävitav.

Õlivahustamine: kriitiline oht

Õlivahust on palju tõsisem ja ohtlikum seisund, mis tekib õli keerlemisest. See tekib siis, kui masina kiirus suureneb punktini, kus õli keerlemise sagedus (töökiirusel ~45%) muutub võrdseks rootori omaga. esimene loomulik sagedus (selle esimene kriitiline kiirus).

Kui see juhtub, lukustub õlikeeris rootori loomuliku sageduse külge ja tekitab resonantsi. Õlipeitsude omadused on järgmised:

• Sagedus: Vibratsioonisagedus "lukustub" rootori esimesel omavõnkesagedusel ja *ei suurene enam* isegi siis, kui masin jätkab kiirendust.
• Amplituud: Vibratsiooni amplituud kasvab väga suureks ning muutub vägivaldseks ja ebastabiilseks.
• Käitumine: Õlipiiskamine on äärmiselt hävitav ega kao kiiruse edasisel suurendamisel. See võib väga lühikese aja jooksul põhjustada laagreid, tihendeid ja rootorit ennast katastroofilisi kahjustusi.

Õlivaheldumise alguskiirus on tavaliselt veidi üle kahe korra suurem kui rootori esimene kriitiline kiirus. Õlivaheldumisega masin tuleb koheselt seisata.

Kuidas tuvastada keerist ja piitsu

• Spektrianalüüs: Otsige tugevat subsünkroonset tippu. Kui käivitamise ajal tipu sagedus kiirusega suureneb, on tegemist keerisega. Kui tipu sagedus teatud punktis "tasandub", samal ajal kui 1x töökiiruse tipp jätkuvalt suureneb, on see üle läinud keeriseks.
• Orbiidi graafik: Võlli orbiit on suur ettepoole suunatud ring või ellips, millele on sageli lisatud 1x töökiiruse vibratsioon, mis loob „silmus-silmus“ välimuse.
• Juga krunt: Käivitustesti jugadiagramm annab kõige selgema võimaliku pildi, näidates õli keerlemise sageduse suurenemist kiirusega, kuni see lõikub esimese omavõnkesagedusega ja läheb üle õli piitsutamiseks.

Põhjused ja lahendused

Need ebastabiilsused on keerulised ning neid mõjutavad laagri konstruktsioon, rootori geomeetria, õli viskoossus, temperatuur ja koormus. Neid ei põhjusta tasakaalustamatus ja neid ei saa tasakaalustamisega parandada. Lahendused on tavaliselt konstruktsioonitaseme muudatused, näiteks:

• Stabiilsema laagrikonstruktsiooni vastu vahetamine (nt kaldlaagriga laager).
• Õli viskoossuse või temperatuuri muutmine.
• Laagrikoormuse suurendamine.
• Laagrisse selliste omaduste nagu soonte või tammide lisamine, et häirida õli ümbermõõtu.

← Tagasi põhiindeksi juurde