הבנת חוסר יציבות של סחרור הרוטור והשוט

הגדרה: מהם מערבולת ושוט?

מערבולת שמן and שוט שמן הן שתי צורות קשורות ומסוכנות ביותר של התרגשות עצמית, תת-סינכרוני ויברציות המתרחשות במכונות מסתובבות במהירות גבוהה המצוידות במיסבי סרט נוזל (מיסבי גיר). אלו אינן ויברציות מאולצות הנגרמות מבעיות כמו חוסר איזון, אלא אי יציבות הרוטור כאשר תנועת הרוטור עצמו מייצרת את הכוחות התומכים ומגדילים את הרטט. שניהם מאופיינים על ידי סיבוב ציר הרוטור - התקדמות קדימה במסלול גדול - בתוך מרווח המיסב שלו.

המנגנון: איך זה קורה?

במיסב סרט נוזלי, הציר המסתובב נתמך על ידי טריז שמן בלחץ גבוה. הציר אינו נמצא במרכז המיסב אלא עולה במעלה צד אחד. כאשר השמן נגרר על ידי הציר, השמן עצמו מסתובב במהירות ממוצעת של מעט פחות ממחצית מהירות פני השטח של הציר.

מערבולת שמן מתרחש כאשר שכבת השמן המסתובבת הזו מתחילה "לדחוף" את הציר סביב המיסב, וגורמת לו לבצע פרצסה במסלול גדול וקדמי. תדירות הסחרור הזה נקבעת על ידי המהירות הממוצעת של שכבת השמן, שהיא בדרך כלל בין 42% ו-48% של מהירות הריצה של הציר (0.42x עד 0.48x)זוהי חתימת רטט תת-סינכרונית קלאסית.

מערבולת שמן: המבשר

מערבולת שמן היא לרוב השלב הראשוני של חוסר יציבות. מאפייניה הם:

• תֶדֶר: מופיע כשיא ברור בספקטרום ה-FFT בין 0.42x ל-0.48x סל"ד.
• הִתְנַהֲגוּת: תדירות הסחרור *תגדל* ככל שמהירות המכונה תגדל, ותישאר תמיד בטווח של ~45%.
• חוּמרָה: זה יכול לגרום לרעידות חזקות אך לעיתים יציבות. זה עשוי להופיע או להיעלם בהתאם לעומס המכונה, למהירות או לטמפרטורת השמן. אמנם זה לא רצוי, אבל לא תמיד הרסני באופן מיידי.

שוט שמן: הסכנה הקריטית

שוט שמן זהו מצב חמור ומסוכן הרבה יותר שמתפתח מסחרור שמן. זה קורה כאשר מהירות המכונה עולה לנקודה שבה תדירות סחרור השמן (במהירות ריצה של ~45%) הופכת שווה לזו של הרוטור. התדר הטבעי הראשון (המהירות הקריטית הראשונה שלו).

כאשר זה קורה, מערבולת השמן "ננעלת" על התדר הטבעי של הרוטור ומעוררת תהודה. המאפיינים של שוט השמן הם:

• תֶדֶר: תדר הוויברציה "נעול" בתדר הטבעי הראשון של הרוטור ו*לא עולה עוד* גם כאשר המכונה ממשיכה להאיץ.
• מִשׂרַעַת: משרעת הרטט גדלה מאוד והופכת לאלימה ולא יציבה.
• הִתְנַהֲגוּת: שוט שמן הוא הרסני ביותר ולא ייעלם על ידי הגברת מהירות נוספת. הוא עלול לגרום נזק קטסטרופלי למסבים, לאטמים ולרוטור עצמו תוך זמן קצר מאוד.

המהירות שבה מתחילה פעולת השמן היא בדרך כלל קצת יותר מפי שניים מהמהירות הקריטית הראשונה של הרוטור. מכונה שחווה פעולת פעולת שמן דורשת כיבוי מיידי.

כיצד לזהות את Whirl ואת Whip

• ניתוח ספקטרום: חפשו שיא תת-סינכרוני חזק. במהלך אתחול, אם תדירות השיא עולה עם המהירות, מדובר בסחרור. אם תדירות השיא "משתבשת" בנקודה מסוימת בעוד ששיא מהירות הריצה של פי 1 ממשיך לעלות, הוא עבר לסחרור.
• גרף מסלול: מסלול הציר יהיה מעגל או אליפסה גדולים, הנעים קדימה, לרוב עם רטט של מהירות ריצה פי 1 על גבי, היוצר מראה של "לולאה-לולאה".
• מגרש מפל מים: גרף מפל מים ממבחן אתחול מספק את התמונה הברורה ביותר האפשרית, המראה את תדירות סחרור השמן עולה עם המהירות עד שהיא מצטלבת עם התדר הטבעי הראשון ועוברת לשוט שמן.

סיבות ופתרונות

אי יציבויות אלו הן מורכבות ומושפעות מתכנון המיסבים, גיאומטריית הרוטור, צמיגות השמן, הטמפרטורה והעומס. הן אינן נגרמות מחוסר איזון ולא ניתן לתקן אותן באמצעות איזון. פתרונות הם בדרך כלל שינויים ברמת התכנון, כגון:

• מעבר לעיצוב מיסב יציב יותר (למשל, מיסב בעל משטח הטיה).
• שינוי צמיגות או טמפרטורת השמן.
• הגדלת עומס המיסב.
• הכנסת מאפיינים כמו חריצים או סכרים לתוך המיסב כדי לשבש את הזרימה ההיקפית של השמן.

← חזרה לאינדקס הראשי