Mis on labade resonants? Ventilaatori ja turbiini vibratsioon • Kaasaskantav tasakaalustaja, vibratsioonianalüsaator "Balanset" purusti, ventilaatorite, multšijate, kombainide puuride, võllide, tsentrifuugide, turbiinide ja paljude teiste rootorite dünaamiliseks tasakaalustamiseks. Mis on labade resonants? Ventilaatori ja turbiini vibratsioon • Kaasaskantav tasakaalustaja, vibratsioonianalüsaator "Balanset" purusti, ventilaatorite, multšijate, kombainide puuride, võllide, tsentrifuugide, turbiinide ja paljude teiste rootorite dünaamiliseks tasakaalustamiseks.

Mis on labade resonants? Ventilaatori ja turbiini vibratsioon

Avaldanud admin saidil

Tera resonantsi mõistmine

Definitsioon: Mis on tera resonants?

Tera resonants on resonants seisund, kus ventilaatorite, kompressorite, turbiinide või pumpade üksikud labad või tiivikud vibreerivad ühel oma asendist loomulikud sagedused vastusena aerodünaamiliste jõudude, mehaanilise vibratsiooni või elektromagnetiliste efektide ergutusele. Kui ergastussagedus langeb kokku laba loomuliku sagedusega, võimendub laba võnkumine dramaatiliselt, tekitades suuri vahelduvaid pingeid, mis võivad viia suure tsükliga võnkumisteni. väsimus praod ja lõpuks tera purunemine.

Labade resonants on eriti ohtlik, kuna üksikute labade vibratsiooni ei pruugi olla võimalik standardsete laagrikorpuse vibratsioonimõõtmiste abil tuvastada, kuid laba ise kogeb hävitavat pinget. See on turbomootorite puhul kriitilise tähtsusega projekteerimiskaalutlus ja võib esineda tööstusventilaatorites, kui töötingimused erinevad kavandatud kavatsustest.

Tera loomulikud sagedused

Põhirežiimid

Igal teral on mitu vibratsioonirežiimi:

Esimene painutusrežiim

  • Lihtne konsoolpainutus (labaotsa nihe)
  • Madalaim loomulik sagedus
  • Kõige kergemini erutuv
  • Tüüpiline vahemik: 100–2000 Hz, olenevalt laba suurusest ja jäikusest

Teine painutusrežiim

  • S-kõvera painutamine sõlmepunktiga
  • Kõrgem sagedus (tavaliselt 3–5 korda esimene režiim)
  • Harvemini elevil, aga võimalik

Väändrežiim

  • Tera pöörleb ümber oma telje
  • Sagedus sõltub laba geomeetriast ja kinnitusest
  • Võib ergastada ebastabiilsete aerodünaamiliste jõudude poolt

Tera loomulikku sagedust mõjutavad tegurid

  • Tera pikkus: Pikematel labadel on madalamad sagedused
  • Paksus: Paksemad labad, jäigemad, kõrgemad sagedused
  • Materjal: Jäikus ja tihedus mõjutavad sagedust
  • Paigaldus: Kinnitusjäikus mõjutab piiritingimusi
  • Tsentrifugaalne jäigastamine: Suurel kiirusel suurendavad tsentrifugaaljõud näivat jäikust

Ergastusallikad

Aerodünaamiline ergastus

Ülesvoolu häired

  • Toetage tugivardaid või juhtlabasid ülesvoolu, tekitades järelvoolu
  • Häirete arv × rootori kiirus = ergastussagedus
  • Kui tera sagedus sobib → resonants

Voolu turbulentsus

  • Ebastabiilne vool, mis tekitab juhuslikku ergutust
  • Võib tera režiime ergastada, kui energia on õigel sagedusel
  • Tavaline disainivälise töö korral

Akustiline resonants

  • Seisvad lained õhukanalites
  • Akustilise rõhu pulsatsioonid erutavad labasid
  • Akustiliste ja struktuuriliste režiimide sidumine

Mehaaniline ergastus

  • Rootor tasakaalutus tekitades 1× vibratsiooni, mis kandub labadele edasi
  • Joondumatuse 2× ergastuse loomine
  • Laagrivead, mis edastavad kõrgsageduslikku vibratsiooni
  • Vundamendi või korpuse vibratsioon, mis on seotud labadega

Elektromagnetiline ergastus (mootoriga ventilaatorid)

  • 2 × mootori võrgusagedus
  • Posti möödumise sagedus
  • Kui need sagedused on laba loomuliku sageduse lähedal → resonants on võimalik

Sümptomid ja tuvastamine

Vibratsiooni omadused

  • Kõrgsageduslik komponent: Tera loomulikul sagedusel (sageli 200–2000 Hz)
  • Kiirusest sõltuv: Ilmub ainult teatud töökiirustel
  • Ei pruugi olla tõsine: Laagri mõõtmisel (laba vibratsioon lokaliseeritud)
  • Suunatud: Võib olla tugevam teatud mõõtmissuundades

Akustilised indikaatorid

  • Kõrge vingumine või vile resonantssagedusel
  • Tonaalne müra, mis erineb tavapärasest tööst
  • Esineb ainult teatud kiirustel või voolutingimustes
  • Valjus võib olla tugev isegi mõõduka vibratsiooni korral

Füüsilised tõendid

  • Nähtav tera liikumine: Üksikute terade värelemine või vibratsioon
  • Väsimuspraod: Praod tera juurtes või pingepunktides
  • Pahanemine: Tera kinnituskoha kulumisjäljed, mis viitavad liikumisele
  • Katkised terad: Lõpptulemus, kui resonantsi ei korrigeerita

Avastamise väljakutsed

Miks on tera resonantsi raske tuvastada

  • Tera liikumine ei ole laagrikorpusega tugevalt seotud
  • Laagritel olevad standardsed kiirendusmõõturid võivad laba vibratsiooni märkamata jätta
  • Lokaliseeritud üksikutele teradele
  • Võib vajada spetsiaalseid mõõtmistehnikaid

Täiustatud tuvastusmeetodid

  • Tera otsa ajastus: Iga tera läbipääsu kontaktivaba mõõtmine
  • Pingemõõturid: Pinge mõõtmiseks labadele paigaldatud (nõuab telemeetriat)
  • Laservibromeetria: Tera liikumise kontaktivaba optiline mõõtmine
  • Akustiline jälgimine: Mikrofonid või kiirendusmõõturid korpusel labade lähedal

Tera resonantsi tagajärjed

Kõrge tsükliga väsimus

  • Vahelduv pinge tera juure juures
  • Miljoneid tsükleid tundides või päevades
  • Väsimuspraod tekivad ja levivad
  • Võib põhjustada tera ootamatu rikke ilma hoiatuseta

Tera vabastamine

  • Tera täielik eraldamine väsimusmurru tagajärjel
  • Massikaotusest tingitud tõsine tasakaalustamatus
  • Heiteoht (tera killud)
  • Seadmete ulatuslikud sekundaarsed kahjustused
  • Ohutusrisk personalile

Ennetamine ja leevendamine

Projekteerimisetapp

  • Campbelli diagrammi analüüs: Ennustada labade sageduste ja ergastuste vahelist interferentsi
  • Piisav eraldamine: Veenduge, et laba loomulikud sagedused ei vasta ergastusallikatele
  • Tera häälestamine: Reguleerige tera jäikust, et nihutada loomulikke sagedusi
  • Summutus: Sisseehitatud summutusfunktsioonid (hõõrdesummutid, katted)

Operatiivsed lahendused

  • Kiiruse muutus: Töötage kiirusel, vältides resonantsi
  • Voolukontroll: Ergutuse vähendamiseks reguleerige tööpunkti
  • Vältige keelatud kiirusi: Resonantsi tuvastamise korral tuleks vältida kiirusvahemikke.

Modifitseerimislahendused

  • Tera jäigastamine: Lisage labade vahele materjali, ribisid või sidemeid
  • Terade arvu muutmine: Muudab nii labade sagedust kui ka ergastusmustrit
  • Summutusprotseduurid: Rakenda labadele piiratud kihi summutust
  • Ergutusallika eemaldamine: Muuda ülesvoolu vooluhäireid

Tööstusharude näited

Indutseeritud tõmbeventilaatorid (elektrijaamad)

  • Suured ventilaatorid (läbimõõduga 10–20 jalga) pikkade labadega
  • Tera loomulikud sagedused 50–200 Hz
  • Võib sobitada tera läbimise või mootori elektromagnetilisi sagedusi
  • On ajalooliselt põhjustanud katastroofilisi terarikkeid

Gaasiturbiinid

  • Kiire kompressori ja turbiini labad
  • Terade sagedused 500–5000 Hz
  • Projekteerimisel on vaja keerukat analüüsi
  • Teraotsa ajastuse jälgimine kriitilistes rakendustes

HVAC-ventilaatorid

  • Tavaliselt vähem kriitiline madalamate kiiruste ja pingete tõttu
  • Resonants võib põhjustada müraprobleeme
  • Tavaliselt korrigeeritakse kiiruse muutmise või laba jäigastamise teel

Tera resonants kujutab endast spetsiifilist vibratsiooninähtust, mis nõuab nii konstruktsioonidünaamika kui ka vedeliku ja struktuuri vastastikmõju mõistmist. Kuigi tera resonants võib olla potentsiaalselt katastroofiline, saab seda ennetada korraliku konstruktsioonianalüüsi abil, vältida käitamispiirangute abil või leevendada konstruktsioonimuudatustega, tagades teraga masinate ohutu ja usaldusväärse töö.

← Tagasi põhiindeksi juurde

Kategooriad:
WhatsApp