تحلیل پیچشی چیست؟ ارزیابی ارتعاشات پیچشی • بالانسر قابل حمل، تحلیل‌گر ارتعاش "Balanset" برای بالانس دینامیکی سنگ‌شکن‌ها، فن‌ها، مالچرها، حلزونی‌ها روی کمباین‌ها، شفت‌ها، سانتریفیوژها، توربین‌ها و بسیاری از روتورهای دیگر تحلیل پیچشی چیست؟ ارزیابی ارتعاشات پیچشی • بالانسر قابل حمل، تحلیل‌گر ارتعاش "Balanset" برای بالانس دینامیکی سنگ‌شکن‌ها، فن‌ها، مالچرها، حلزونی‌ها روی کمباین‌ها، شفت‌ها، سانتریفیوژها، توربین‌ها و بسیاری از روتورهای دیگر

تحلیل پیچشی چیست؟ ارزیابی ارتعاش پیچشی

منتشر شده توسط admin در

درک تحلیل پیچشی

تعریف: تحلیل پیچشی چیست؟

تحلیل پیچشی عبارت است از اندازه‌گیری، ارزیابی و مدل‌سازیِ ارتعاش پیچشی- نوسانات چرخشی حول محور شفت - در قطارهای محرک ماشین آلات دوار. برخلاف ارتعاش جانبی (خم شدن) که به راحتی با استاندارد اندازه‌گیری می‌شود accelerometers, ارتعاشات پیچشی نیازمند تکنیک‌های اندازه‌گیری تخصصی (کرنش‌سنج‌ها، تاکومترهای دوگانه، ارتعاش‌سنجی لیزری) و تحلیل برای تشخیص نوسانات زاویه‌ای، تعیین فرکانس‌های طبیعی پیچشی و ارزیابی ریسک خستگی در شفت‌ها، کوپلینگ‌ها و چرخ‌دنده‌ها است.

تحلیل پیچشی برای درایوهای موتورهای رفت و برگشتی، شفت‌های محرک بلند، گیربکس‌های پرقدرت و کاربردهای موتور VFD که در آن‌ها ارتعاش پیچشی می‌تواند علی‌رغم سطوح ارتعاش جانبی قابل قبول، باعث خرابی‌های فاجعه‌بار شفت یا کوپلینگ شود، بسیار مهم است. این یک قابلیت تشخیصی تخصصی اما ضروری برای جلوگیری از خرابی‌های ناگهانی و غیرمنتظره در سیستم‌های انتقال قدرت است.

چرا تحلیل پیچشی مورد نیاز است؟

ارتعاش پیچشی در مقابل ارتعاش جانبی

  • جانبی: خم شدن، حرکت از یک طرف به طرف دیگر، اندازه‌گیری شده با شتاب‌سنج‌های استاندارد
  • پیچشی: پیچش حول محور، بدون جابجایی جانبی، نامرئی برای حسگرهای استاندارد
  • استقلال: می‌تواند پیچشی شدید با انحراف جانبی کم داشته باشد (و برعکس)
  • Damage: پیچشی می‌تواند بدون هشدار از اندازه‌گیری‌های جانبی، باعث خرابی شفت/کوپلینگ شود.

حالت‌های خرابی

  • شکستگی‌های ناشی از خستگی شفت (معمولاً ۴۵ درجه نسبت به محور)
  • خرابی المان کوپلینگ (دندانه‌های چرخ‌دنده، المان‌های انعطاف‌پذیر)
  • شکستگی دندانه چرخ‌دنده در اثر بارهای نوسانی
  • آسیب کلید و شیار کلید در اثر سایش

تکنیک‌های اندازه‌گیری

۱. روش کرنش‌سنجی

اندازه‌گیری مستقیم تنش پیچشی:

  • کرنش‌سنج‌های متصل به محور شفت با زاویه ۴۵ درجه (جهت حداکثر تنش برشی)
  • کرنش برشی ناشی از پیچش را اندازه‌گیری می‌کند
  • برای شفت‌های چرخان به حلقه‌های لغزشی یا تله‌متری بی‌سیم نیاز دارد
  • دقیق‌ترین اما پیچیده و گران
  • تحقیق و توسعه، کاربرد اولیه

۲. روش دورسنج دوگانه

  • دو حسگر نوری در مکان‌های مختلف شفت
  • اندازه‌گیری اختلاف فاز بین مکان‌ها
  • اختلاف فاز = پیچش زاویه‌ای = ارتعاش پیچشی
  • غیر تماسی و کاربردی
  • محدود به پیچشی با فرکانس پایین (معمولاً کمتر از ۱۰۰ هرتز)

۳. ویبرومتر پیچشی لیزری

  • سیستم لیزر داپلر تخصصی
  • نوسانات سرعت زاویه‌ای را اندازه‌گیری می‌کند
  • غیر تماسی
  • محدوده فرکانسی وسیع
  • گران اما قدرتمند

۴. تحلیل جریان موتور

  • ارتعاش پیچشی نوسانات جریان ایجاد می‌کند
  • تجزیه و تحلیل طیف جریان موتور
  • غیرمستقیم اما غیرتهاجمی
  • ابزار غربالگری مفید

تحلیل پیچشی تحلیلی

مدل‌سازی ریاضی

  • مدل پیچشی جرم-متمرکز سیستم انتقال قدرت
  • محاسبه فرکانس‌های طبیعی پیچشی
  • پیش‌بینی پاسخ به منابع تحریک
  • شناسایی سرعت‌های بحرانی و رزونانس‌ها

منابع تحریک

  • موتورهای رفت و برگشتی: پالس‌های شلیک‌شده باعث ایجاد تحریک پیچشی می‌شوند
  • مش دنده: درگیری دندانه‌ها گشتاور نوسانی ایجاد می‌کند
  • اینورترها: هارمونیک‌های فرکانس سوئیچینگ PWM
  • برق: فرکانس‌های عبور قطب و لغزش موتور

نمودار کمپبل برای پیچشی

  • رسم نمودار فرکانس‌های طبیعی پیچشی در مقابل سرعت
  • خطوط ترتیب تحریک روی هم
  • شناسایی سرعت‌های بحرانی پیچشی (نقاط تداخل)
  • راهنمای انتخاب سرعت عملیاتی

کاربردهای حیاتی

درایوهای موتور رفت و برگشتی

  • ژنراتورهای دیزلی
  • کمپرسورهای موتور گازسوز
  • نیروی محرکه دریایی
  • نوسانات بزرگ گشتاور نیاز به تحلیل دارند

شفت‌های بلند محرک

  • درایوهای آسیاب نورد
  • شفت پروانه‌های دریایی
  • درایوهای دستگاه کاغذ
  • طول، سختی پیچشی کمی ایجاد می‌کند

گیربکس‌های پرقدرت

  • گیربکس‌های توربین بادی
  • گیربکس‌های صنعتی > ۱۰۰۰ اسب بخار
  • تحریک شبکه دنده‌ای از حالت‌های پیچشی

سیستم‌های موتور VFD

  • درایوهای فرکانس متغیر، تحریک پیچشی ایجاد می‌کنند
  • هارمونیک‌های PWM می‌توانند رزونانس‌های پیچشی را تحریک کنند
  • افزایش نگرانی‌ها در مورد گسترش VFD

نتایج تحلیل

فرکانس‌های طبیعی پیچشی

  • شناسایی از طریق اندازه‌گیری یا محاسبه
  • با فرکانس‌های تحریک مقایسه کنید
  • جداسازی کافی را تأیید کنید

سطح استرس

  • محاسبه تنش برشی متناوب از ارتعاش اندازه‌گیری شده
  • با محدودیت‌های استقامت مواد مقایسه کنید
  • ارزیابی مصرف عمر خستگی
  • تعیین کنید که آیا تنش‌ها قابل قبول هستند یا خیر

میرایی

  • اندازه‌گیری از پاسخ در رزونانس‌های پیچشی
  • معمولاً خیلی کم (<1% بحرانی)
  • میرایی کم به معنای رزونانس‌های تیز است

استراتژی‌های کاهش خطر

جداسازی فرکانس

  • اطمینان حاصل کنید که فرکانس‌های پیچشی از فرکانس‌های تحریک جدا هستند.
  • قطر شفت، طول یا سفتی کوپلینگ را تغییر دهید
  • اصلاح اینرسی‌ها (اضافه کردن فلایویل)

افزایش میرایی

  • میراگرهای پیچشی (ویسکوز یا اصطکاکی)
  • کوپلینگ‌های با میرایی بالا
  • تقویت رزونانس را کاهش می‌دهد

تغییرات سرعت عملیاتی

  • از کارکرد مداوم در سرعت‌های بحرانی پیچشی خودداری کنید
  • محدود کردن محدوده‌های سرعت
  • تنظیم VFD برای به حداقل رساندن تحریک

تحلیل پیچشی یک رشته تخصصی ارتعاش است که به نوسانات پیچشی می‌پردازد که می‌توانند باعث خرابی‌های فاجعه‌باری شوند که برای پایش ارتعاش جانبی استاندارد قابل مشاهده نیستند. تحلیل پیچشی در حالی که به تکنیک‌های اندازه‌گیری و تحلیل تخصصی نیاز دارد، برای درایوهای موتورهای رفت و برگشتی، شفت‌های بلند، گیربکس‌های پرقدرت و سیستم‌های VFD که در آن‌ها ارتعاش پیچشی خطرات قابل توجهی در قابلیت اطمینان و ایمنی ایجاد می‌کند، ضروری است.

← بازگشت به فهرست اصلی

Categories:
واتساپ