Pöörlevate masinate käivitusvibratsiooni mõistmine
Definitsioon: Mis on käivitusvibratsioon?
Käivitusvibratsioon viitab vibratsioon pöörlevate masinate omadused ja käitumine kiirendusperioodil paigalseisust normaalse töökiiruseni. See hõlmab nii eeldatavat mööduv vibratsioon kui masin läbi sõidab kriitilised kiirused ja kõik ebanormaalsed vibratsiooninähtused, mis võivad ilmneda just käivitusfaasis, näiteks termiline vibu, laagrite ebastabiilsus või mehaaniline vajumine.
Käivitusvibratsiooni mõistmine ja jälgimine on masina ohutu töö tagamiseks kriitilise tähtsusega, kuna paljud vibratsiooniga seotud probleemid ilmnevad kõige selgemini käivitamise ajal ja käivitustransient võib olla mehaaniliselt kõige stressirohkem tööperiood.
Tüüpilised käivitusvibratsiooni omadused
Normaalse käivitusvibratsiooni progresseerumine
Korralikult töötavas masinas järgib käivitamise ajal vibratsioon etteaimatavat mustrit:
Algfaas (kiirus 0–20%)
- Väga madal vibratsioon alates tasakaalutus (jõud proportsionaalne kiirusega²)
- Igasugune märkimisväärne vibratsioon viitab mehaanilistele probleemidele või termiline vibu
- Aeglane rullivibratsioon annab mehaanilise seisukorra lähtepunkti
Kiirendus kriitiliste kiiruste kaudu
- Vibratsiooni amplituud suureneb iga kriitilise kiiruse lähenedes
- Tippamplituud kriitilisel kiirusel (resonants)
- Kiire langus, kui kiirus ületab kriitilise kiiruse
- 180° faas nihutamine iga kriitilise kiiruse juures
- Mitu tippu, kui töökiirusest allpool on mitu kriitilist kiirust
Lähenemisviis töökiirusele
- Vibratsioon stabiliseerub püsiseisundi tasemele
- Peamiselt 1× komponent jääkbalanssist
- Termiline stabiliseerumine võib esimese 30–60 minuti jooksul põhjustada järkjärgulisi muutusi
Levinud käivitusvibratsiooni probleemid
1. Termiline vibu
Termiline vibu on kõige levinum käivitusega seotud vibratsiooniprobleem:
- Sümptom: Esialgse kiirenduse ajal tugev vibratsioon, mis väheneb järk-järgult masina soojenedes
- Põhjus: Asümmeetriline kuumutus, mis tekitab ajutise võlli kumeruse
- Sagedus: 1× sünkroonne
- Käitumine: Kõrge isegi madalatel veeremiskiirustel; väheneb termilise tasakaalu saavutamisel
- Lahendus: Pikendatud soojendusprotseduurid, pöördemehhanismi kasutamine
2. Liigne kriitilise kiiruse vibratsioon
- Sümptom: Kriitiliste kiiruste ületamisel väga kõrged vibratsioonitipud
- Põhjused: Kehv summutamine, suur tasakaalustamatus, töötamine liiga lähedal kriitilisele kiirusele
- Risk: Laagrite ja tihendite võimalik kahjustus iga käivitamise ajal
- Lahendus: Paranda tasakaalustust, suurenda kiirendust kriitilistes tsoonides, lisa summutust
3. Hõõruge kiirendamise ajal
- Sümptom: Äkiline ebaühtlane vibratsioon ja subsünkroonsed komponendid
- Põhjus: Ebapiisavad vahed, liigne kriitilise kiiruse vibratsioon, mis põhjustab kokkupuudet
- Risk: Termiline kahjustus, tihendi hävimine
- Lahendus: Kontrollige vahekaugusi, parandage tasakaalu, aeglustage kiirendust
4. Laagri ebastabiilsus käivitamise ajal
- Sümptom: Kiirenduse ajal tekkiv subsünkroonne vibratsioon
- Põhjus: Laager pole veel töötemperatuuril ja optimaalse jäikuse/summutusvõimega
- Käitumine: Võib laagri soojenedes kaduda
- Lahendus: Pikendatud soojendus keskmisel kiirusel enne täiskiirendust
Käivitusprotseduuri kujundamine
Kiirenduskiiruse optimeerimine
Kiirenduskiirus tuleks kohandada masina omadustega:
Aeglase kiirenduse tsoonid
- Esialgne veeremine (kiirus 0-10%): Väga aeglane termilise kaare või mehaaniliste probleemide tuvastamisel
- Allpool esimene kriitiline: Mõõdukas termilise soojenemise kiirus
- Kõige olulisemad on: Võib kiiremini töökiirusele kiirendada
Kiire läbipääsu tsoonid
- Kriitilised kiirusevahemikud: Kiirenda kiiresti (±15-20% iga kriitilise kiiruse ümber)
- Tüüpiline määr: 2–5 × normaalne kiirenduskiirus
- Eesmärk: Minimeerige resonantsi aega, piirake vibratsiooni amplituudi suurenemist
Hoidke punkte
- Termilise leotamise kiirused: Suurte turbiinide puhul hoidke 30%, 50%, 70% juures
- Kestus: 10–30 minutit igas ootekorras
- Eesmärk: Võimaldab termilist stabiliseerumist, vähendab termilisi gradiente
- Vibratsiooni kontroll: Enne jätkamist veenduge, et vibratsioon on vastuvõetav
Jälgimis- ja vastuvõtukriteeriumid
Reaalajas jälgimine
Käivitamise ajal jälgige:
- Üldine vibratsioonitase: Ei tohiks ühelgi kiirusel ületada alarmi piirväärtusi
- Laagritemperatuurid: Järkjärguline tõus on vastuvõetav; kiire tõus viitab probleemidele
- Kiiruse jälgimine: Veenduge, et masin kiirendab sujuvalt
- Faasinurk: Jälgige ootamatuid muutusi, mis viitavad mehaanilistele probleemidele
Vastuvõtukriteeriumid
- Kriitilised kiirusepiigid: Peaks ennustused ±10-15%-ga ühtima
- Tipp-amplituudid: Ei tohiks ületada konstruktsiooni piire (tavaliselt määratletud seadmete spetsifikatsioonides)
- Püsiseisundi vibratsioon: Pärast termilist stabiliseerumist peaks saavutama vastuvõetava taseme
- Korduvus: Järjestikused idufirmad peaksid käituma järjepidevalt
Ebanormaalse käivitusvibratsiooni tõrkeotsing
Kõrge algvibratsioon
Võimalikud põhjused:
- Eelmisest tööst või seiskamisest tingitud termiline kaar
- Mehaaniline vibu või painutatud võll
- Laagriprobleemid (kulumine, joondushäired)
- Lõtvus või mehaanilised defektid
Vibratsiooni suurenemine soojenemise ajal
Võimalikud põhjused:
- Asümmeetrilisest kuumutamisest tulenev termilise vibu arendamine
- Joondumist mõjutav termiline kasv
- Laagri kliirens muutub temperatuuriga
- Soojuspaisumine sulgeb vahed, mis põhjustavad hõõrdumist
Ebakorrapärane vibratsioon kiirenduse ajal
Võimalikud põhjused:
- Hõõrdumine või vahelduv kokkupuude
- Lahtised komponendid vajuvad või nihkuvad
- Ühendusprobleemid
- Muutuv laagri käitumine
Dokumentatsioon ja lähteandmed
Esialgne kasutuselevõtt
Käivitusvibratsiooni algväärtuse määramine:
- Salvesta täielikud käivitusandmed
- Genereeri Bode'i graafikud ja juga krundid
- Dokumenteerige kõik kriitilised kiirused ja tipp-amplituudid
- Arhiiv viitena edaspidiseks võrdlemiseks
Perioodiline võrdlus
- Võrdle praegust käivitamist algtasemega
- Otsige kriitiliste kiiruste muutusi (näitab mehaanilisi muutusi)
- Jälgige tipp-amplituudide muutusi (näitab tasakaalustamatust või summutuse muutusi)
- Jälgige uusi vibratsioonikomponente, mida algtasemel ei esine
Käivitusvibratsiooni analüüs annab ülevaate masina seisukorrast, mis täiendab püsiseisundi jälgimist. Paljud tekkivad probleemid ilmnevad kõige selgemini käivitamise ajal, muutes käivitusvibratsiooni trendi väärtuslikuks ennustavaks hooldusvahendiks kriitiliste pöörlevate seadmete jaoks.