ارتعاشات همزمان و غیر همزمان توضیح داده شده است

تعریف: ارتعاش همزمان چیست؟

ارتعاش همزمان هر ارتعاشی است که در فرکانسی رخ می‌دهد که مضرب صحیحی از سرعت چرخش اولیه دستگاه است. این ارتعاش با چرخش شفت "همگام" است. این رایج‌ترین نوع ارتعاش موجود در ماشین‌آلات است.

• لرزش دقیقاً در سرعت چرخش (1x) همزمان است.
• ارتعاش در سرعت دو برابر (۲x)، سه برابر (۳x) و غیره نیز ارتعاشات همزمان هستند که اغلب به عنوان «هارمونیک‌های» سرعت حرکت شناخته می‌شوند.

اکثریت قریب به اتفاق عیوب رایج ماشین آلات، مانند عدم تعادل, ناهم‌ترازی، و شل‌شدگی مکانیکی، همه به صورت ارتعاش همزمان ظاهر می‌شوند. به عنوان مثال، ارتعاش ناشی از عدم تعادل همیشه در ۱ برابر دور در دقیقه خواهد بود و هرگونه تغییر در سرعت دستگاه را به طور کامل ردیابی می‌کند.

تعریف: ارتعاش زیرسنکرون چیست؟

ارتعاش زیرسنکرون هر ارتعاشی است که در فرکانسی *کمتر از* سرعت چرخش اولیه (1x) رخ می‌دهد. پیشوند "sub-" به معنای "پایین‌تر" است. وجود ارتعاش زیرسنکرون قابل توجه اغلب یک علامت هشدار جدی است، زیرا معمولاً به دلیل پدیده‌های دینامیکی روتور خود تحریک و ناپایدار ایجاد می‌شود تا خطاهای مکانیکی ساده. برخلاف ارتعاش سنکرون، عملکرد نیرویی برای ارتعاش زیرسنکرون توسط حرکت خود روتور ایجاد می‌شود.

علل شایع ارتعاش زیرسنکرون

ارتعاشات زیرسنکرون یکی از نگرانی‌های عمده در توربوماشین‌های پرسرعت مجهز به یاتاقان‌های لایه سیال است.

۱. چرخش روغن

این رایج‌ترین شکل ناپایداری زیرسنکرون است. این حالت در یاتاقان‌های لایه سیال زمانی رخ می‌دهد که لایه روغن هیدرودینامیکی که از شفت پشتیبانی می‌کند، شروع به "شلاقی" در اطراف یاتاقان می‌کند و شفت را به جلو می‌راند. این امر باعث ایجاد ارتعاش مشخصی با فرکانس تقریبی می‌شود. ۰.۴۲ تا ۰.۴۸ برابر سرعت حرکت (۰.۴۲x – ۰.۴۸x)چرخش روغن اغلب وابسته به بار و دما است و ممکن است با تغییر شرایط دستگاه ظاهر یا ناپدید شود.

۲. همزن روغنی

شلاق روغن نوع شدیدتر و خطرناک‌تری از چرخش روغن است. این پدیده زمانی رخ می‌دهد که فرکانس چرخش روغن با اولین فرکانس طبیعی روتور (سرعت بحرانی) منطبق شده و روی آن قفل شود. وقتی این اتفاق می‌افتد، دامنه ارتعاش زیرسنکرون می‌تواند بسیار بزرگ شود و با افزایش سرعت از بین نرود. در واقع، ارتعاش حتی با افزایش شتاب دستگاه، در فرکانس سرعت بحرانی روتور باقی می‌ماند. شلاق روغن یک وضعیت بسیار مخرب است که نیاز به خاموش کردن فوری دستگاه دارد.

۳. اصطکاک روتور به استاتور

اصطکاک بین روتور و یک قطعه ثابت گاهی اوقات می‌تواند باعث ایجاد ارتعاش زیرسنکرون شود. این اغلب در کسرهای صحیحی از سرعت چرخش، مانند ... رخ می‌دهد. ۰.۵ برابرمولفه 0.5x نشانه کلاسیک سایشی است که روتور را هر دو دور چرخش «بالا و پایین» می‌کند.

چگونه آنها را در یک طیف FFT مشتق بگیریم

شناسایی این مؤلفه‌ها در طیف FFT ساده است:

• پیک‌های همزمان: به دنبال پیک ۱x RPM (سرعت دویدن) و هر پیکی که دقیقاً روی مضرب‌های صحیح (۲x، ۳x و غیره) قرار می‌گیرد، باشید.
• پیک‌های زیر-همزمان: به دنبال هرگونه پیک قابل توجهی که روی محور فرکانس *قبل* از پیک ۱x RPM ظاهر می‌شود، باشید. پیک در حدود ۴۵۱TP3T از سرعت چرخش، نشانه‌ی کلاسیک چرخش روغن است.

چرا این تمایز حیاتی است؟

تمایز قائل شدن بین ارتعاش همزمان و زیر همزمان اساساً برای تشخیص مهم است:

• مسائل همزمان (مانند عدم تعادل) «ارتعاشات اجباری» هستند. آنها اغلب با تنظیمات مکانیکی مانند متعادل‌سازی یا هم‌ترازی قابل اصلاح هستند.
• مسائل زیرهمزمان (مانند شلاق روغن) «ارتعاشات خود تحریک» یا ناپایداری هستند. آنها نشان دهنده مشکلی در طراحی اساسی یا وضعیت سیستم روتور-یاتاقان هستند و با بالانس کردن قابل رفع نیستند. راه حل ممکن است شامل تغییر طراحی یاتاقان، تغییر دما یا فشار روغن یا طراحی مجدد روتور باشد.

به همین دلیل، یک پیک زیرسنکرون با دامنه بالا معمولاً یک وضعیت هشدار جدی‌تر از یک پیک سنکرون با دامنه بالا در نظر گرفته می‌شود.

← بازگشت به فهرست اصلی