Subsynkronisen ja synkronisen värähtelyn selitys

Määritelmä: Mikä on synkroninen värähtely?

Synkroninen värähtely on mikä tahansa värähtely, jota esiintyy taajuudella, joka on koneen ensisijaisen pyörimisnopeuden kokonaislukukerrannainen. Se on "synkronissa" akselin pyörimisen kanssa. Tämä on yleisin koneissa esiintyvä värähtelyluokka.

• Täsmälleen käyntinopeudella (1x) tapahtuva värähtely on synkronista.
• Tärinä, joka tapahtuu kaksinkertaisella (2x), kolminkertaisella (3x) ja niin edelleen, on myös synkronista värähtelyä, jota usein kutsutaan käyntinopeuden "harmonisiksi" värähtelyiksi.

Suurin osa yleisimmistä konevikoista, kuten epätasapaino, virheasento, ja mekaaninen löysyys, kaikki ilmenevät synkronisena värähtelynä. Esimerkiksi epätasapainon aiheuttama värähtely on aina nopeudella 1x RPM, mikä seuraa täydellisesti koneen nopeuden muutoksia.

Määritelmä: Mikä on alisynkroninen värähtely?

Subsynkroninen värähtely on mikä tahansa värähtely, jota esiintyy taajuudella, joka on *pienempi kuin* ensisijainen pyörimisnopeus (1x). Etuliite "sub-" tarkoittaa "alle". Merkittävän alisynkronisen värähtelyn esiintyminen on usein vakava varoitusmerkki, koska sen aiheuttavat tyypillisesti itsevirittyneet, epävakaat roottorin dynaamiset ilmiöt pikemminkin kuin yksinkertaiset mekaaniset viat. Toisin kuin synkronisessa värähtelyssä, alisynkronisen värähtelyn pakotefunktio syntyy itse roottorin liikkeestä.

Subsynkronisen värähtelyn yleisiä syitä

Subsynkroniset värähtelyt ovat suuri huolenaihe nestekalvolaakereilla varustetuissa suurnopeuksisissa turbokoneissa.

1. Öljypyörre

Tämä on yleisin aliaksonnollisen epävakauden muoto. Se tapahtuu nestekalvolaakereissa, kun akselia tukeva hydrodynaaminen öljykalvo alkaa "piiskata" laakerin ympärillä työntäen akselia sen edellä. Tämä luo selkeän värähtelyn, jonka taajuus on noin 0,42–0,48 kertaa käyntinopeus (0,42x – 0,48x)Öljypyörre on usein kuormitus- ja lämpötilariippuvainen ja voi ilmestyä tai kadota koneen olosuhteiden muuttuessa.

2. Öljyvatka

Öljyn piiskaaminen on vakavampi ja vaarallisempi öljypyörteen muoto. Se tapahtuu, kun öljyn pyörteen taajuus osuu yhteen roottorin ensimmäisen luonnollisen taajuuden (kriittisen nopeuden) kanssa ja "lukkiutuu" siihen. Kun näin tapahtuu, alikynkroninen värähtelyamplitudi voi kasvaa erittäin suureksi eikä katoa nopeuden kasvaessa. Itse asiassa värähtely pysyy roottorin kriittisen nopeuden taajuudella, vaikka kone kiihtyisi edelleen. Öljyn piiskaaminen on erittäin tuhoisa tila, joka vaatii koneen välittömän sammutuksen.

3. Roottorin ja staattorin välinen hankaus

Roottorin ja paikallaan pysyvän osan välinen hankaus voi joskus aiheuttaa alisynkronista värähtelyä. Tämä tapahtuu usein käyntinopeuden kokonaislukumurto-osilla, kuten 0,5x0,5x-komponentti on klassinen merkki hankauksesta, joka "pomppii" roottoria kahden kierroksen välein.

Kuinka erottaa ne FFT-spektrissä

Näiden komponenttien tunnistaminen FFT-spektrissä on yksinkertaista:

• Synkroniset huiput: Etsi 1x RPM -huippua (käyntinopeus) ja kaikkia huippuja, jotka osuvat tarkkoihin kokonaislukukerrannaisiin (2x, 3x jne.).
• Subsynkroniset huiput: Etsi merkittäviä piikkejä taajuusakselilta *ennen* 1x RPM -huippua. Huippu noin kohdassa 45% käyntinopeudesta on klassinen merkki öljypyörteestä.

Miksi erottelu on ratkaisevan tärkeää

Synkronisen ja alisynkronisen värähtelyn erottaminen toisistaan on perustavanlaatuisen tärkeää diagnostiikan kannalta:

• Synkroniset ongelmat (kuten epätasapaino) ovat "pakotettuja värähtelyjä". Ne voidaan usein korjata mekaanisilla säädöillä, kuten tasapainotuksella tai linjauksella.
• Subsynkroniset ongelmat (kuten öljyn piiska) ovat "itseään herättäviä värähtelyjä" tai epästabiilisuuksia. Ne osoittavat ongelman roottorin ja laakerijärjestelmän perusrakenteessa tai kunnossa, eikä niitä voida korjata tasapainottamalla. Ratkaisu voi sisältää laakerin rakenteen muuttamisen, öljyn lämpötilan tai paineen muuttamisen tai roottorin uudelleensuunnittelun.

Tästä syystä suuren amplitudin omaavaa aliaksonnista huippua pidetään yleensä vakavampana hälytystilanteena kuin suuren amplitudin omaavaa synkronista huippua.

← Takaisin päähakemistoon