ابزار مهندسی رایگان
فرکانسهای نقص یاتاقان ژورنال
محدوده فرکانس چرخش روغن، شاخصهای شلاق روغن، فرکانس شفت و ویژگیهای ارتعاش زیرسنکرون برای یاتاقانهای ژورنال ساده/غلافدار را محاسبه کنید.
نتایج
خلاصه فرکانسهای کلیدی
| فرکانس | Hz | CPM | شاخص |
|---|
⚠️ شلاق روغن: اگر سرعت کارکرد تقریباً از 2× سرعت بحرانی اول فراتر رود، چرخش روغن ممکن است روی فرکانس طبیعی روتور قفل شود و شلاق روغن ایجاد کند؛ وضعیتی از ناپایداری شدید. مؤلفههای زیرسنکرون را با دقت پایش کنید.
ویرل روغن
چرخش روغن یک ارتعاش خود-تحریک در یاتاقانهای ژورنال لایه سیال است. گوه لایه روغن نیرویی تولید میکند که شفت را با فرکانسی کمتر از سرعت شفت، به مدار تقدیمی رو به جلو میراند:
نسبت چرخش معمول حدود ۰.۴۳ است، اما بسته به هندسه یاتاقان، بار، ویسکوزیته روغن و لقی، از ۰.۴۲ تا ۰.۴۸ متغیر است.
شلاق روغن
شلاق روغن زمانی رخ میدهد که فرکانس چرخش روغن با اولین سرعت بحرانی خم شدن روتور همزمان شود. در این نقطه، ارتعاش زیرسنکرون روی سرعت بحرانی "قفل" میشود و دیگر سرعت شفت را دنبال نمیکند:
شلاق روغنی یک وضعیت بالقوه مخرب است که نیاز به توجه فوری دارد.
فرکانس شفت
شاخصهای کلیدی ارتعاش
| فرکانس | الگو | نشانه |
|---|---|---|
| 0.42–0.48× سرعت شفت | زیرهمزمان، حرکت تقدیمی رو به جلو | چرخش روغن - شروع ناپایداری یاتاقان |
| زیرسنکرونِ قفلشده | فرکانس ثابت صرف نظر از سرعت | شلاق روغن — قفلشده روی سرعت بحرانی اول |
| ۱ × شفت | همزمان | پاسخ عدم تعادل طبیعی |
| ۲× شفت | هارمونیک دوم | ناهمراستایی، لقی یا پاسخ غیرخطی |
با توجه به: سرعت شفت = 3000 RPM، نسبت چرخش = 0.43
فرکانس شفت = ۳۰۰۰ / ۶۰ = 50.0 Hz
محدوده چرخش روغن = 0.42×50 تا 0.48×50 = 21.0 – 24.0 Hz
چرخش معمولی = 0.43 × 50 = 21.5 Hz (1290 CPM)
۲× شفت = 100.0 Hz
نکته تشخیصی: چرخش روغن، سرعت شفت را دنبال میکند (فرکانس به طور متناسب تغییر میکند). شلاق روغن سرعت را دنبال نمیکند - در سرعت بحرانی قفل میماند. این روش اصلی برای تمایز بین دو حالت در هنگام بالا آمدن (run-up) یا پایین آمدن (coast-down) است.
Oil whirl is a self-excited vibration in fluid-film (journal) bearings caused by the oil wedge pushing the shaft in a forward precessional orbit. It occurs at approximately 0.42–0.48× shaft speed (often cited as ~0.43×).
Oil whirl amplitude increases with speed and can become unstable, eventually transitioning to oil whip if uncorrected.
Oil whip occurs when oil whirl frequency coincides with the rotor's first natural frequency (first bending critical speed). At this point, the whirl frequency "locks on" to the natural frequency and does not increase further with speed.
Key difference: oil whirl tracks shaft speed (proportional), oil whip is fixed at the critical speed regardless of operating speed. Oil whip is a severe instability condition with potentially destructive vibration levels.
Oil whirl is identified by:
- Frequency at ~0.42–0.48× shaft speed
- Forward precession orbit (shaft whirls in same direction as rotation)
- Frequency tracks shaft speed proportionally — this is key
- Amplitude typically increases with speed
Other sub-synchronous sources like rub or loose components typically occur at exact sub-harmonics (½×, ⅓×) and may show reverse precession.
Oil whirl onset depends on several factors:
- Shaft speed exceeding the stability threshold
- Light bearing load (lightly loaded bearings are more prone)
- Low oil viscosity (high temperature or wrong oil grade)
- Excessive bearing clearance (worn bearings)
- Misalignment or unbalance affecting load distribution
Solutions include:
- Increase bearing load or reduce clearance
- Use anti-whirl bearing designs (tilting pad, pressure dam, lemon bore)
- Change oil viscosity (grade or temperature control)
- Reduce operating speed below instability threshold
- Improve shaft alignment and balance to stabilize bearing load
- Add external damping or squeeze-film dampers
روشهای شرح دادهشده در این صفحه توسط تیم Vibromera و با استفاده از Balanset-1A توسعه یافته و در محل آزمایش شدهاند؛ این دستگاه یک بالانسر دو کاناله و آنالایزر ارتعاش قابلحمل برای بالانس کردن روتور در محل است.
ابزارهای حرفهای آنالیز ارتعاش برای تشخیص مشکلات یاتاقان ژورنال. ردیابی زیرسنکرون و آنالیز مدار. مورد استفاده در بیش از ۵۰ کشور.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko مهندس تحلیل ارتعاشات و بنیانگذار و مدیرعامل Vibromera است. او بیش از 15 سال است که تجهیزات دوار را در محل کار بالانس میکند، نه روی میز آزمایش: مالچرها، فنهای صنعتی، سنگشکنها، سانتریفیوژها، شفتها و اسپیندلها. دستگاههای Balanset دقیقاً از دل همین کار بیرون آمدند — آنها بهعنوان ابزاری طراحی شدند که متخصص بتواند آن را تا کنار ماشین ببرد و بهتنهایی، در محل، از آن استفاده کند، نه بهعنوان تجهیزات آزمایشگاهی. Vibromera در سال 2017 تأسیس شد و از سال 2023 در پورتوی پرتغال مستقر است. توسعه، مونتاژ و پشتیبانی خط Balanset همگی همینجا انجام میشود. دستگاه شاخص، Balanset-1A است؛ یک آنالایزر قابل حمل برای بالانس تکصفحهای و دوصفحهای و برای تشخیص ارتعاش. Nikolai شخصاً در پشتیبانی مشتریان، در حل موارد دشوار بالانس و در توسعه نرمافزار مشارکت دارد. او با مشتریان در سراسر جهان و به هر زبانی کار میکند.