तेल भंवर को समझना

परिभाषा: ऑयल व्हर्ल क्या है?

तेल भंवर यह एक प्रकार का स्व-उत्तेजित, अस्थिर कंपन है जो द्रव-फिल्म (जर्नल) बियरिंग्स से सुसज्जित मशीनों, जैसे बड़े टर्बाइन, कंप्रेसर और पंपों में होता है। यह द्रव-प्रेरित अस्थिरता का एक रूप है जहाँ शाफ्ट को सहारा देने वाली तेल फिल्म, बियरिंग क्लीयरेंस के चारों ओर शाफ्ट को आगे की ओर वृत्ताकार गति में धकेलना शुरू कर देती है। यह "घूमने वाली" गति एक उप-तुल्यकालिक कंपन, जिसका अर्थ है कि यह मशीन की चलने की गति (1X) से कम आवृत्ति पर होता है।

ऑयल व्हर्ल की विशेषताएँ

कंपन डेटा में तेल भंवर की कई विशिष्ट और पहचान योग्य विशेषताएं हैं:

• आवृत्ति: सबसे प्रमुख विशेषता एक बड़े आयाम वाला कंपन शिखर है जिसकी आवृत्ति चलने की गति के आधे से थोड़ी कम होती है, आमतौर पर 0.4X और 0.48X (अर्थात, शाफ्ट की घूर्णन गति का 40% से 48%)। उदाहरण के लिए, 3000 RPM (50 Hz) पर चलने वाली मशीन में, तेल का भंवर लगभग 1200-1440 RPM (20-24 Hz) पर दिखाई देगा।
• दिशा: कंपन मुख्यतः रेडियल (क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर) होता है और अक्सर अत्यधिक दिशात्मक होता है।
• ऑर्बिट प्लॉट: जब XY निकटता जांच से कक्षा आरेख पर देखा जाता है, तो तेल भंवर एक बड़े, आगे-पूर्वगामी, और अक्सर विकृत (गैर-वृत्ताकार) कक्षा के रूप में दिखाई देता है, जिसमें एकल, अच्छी तरह से परिभाषित आंतरिक लूप होता है।
• व्यवहार: तेल का घूमना किसी विशिष्ट गति से बंधा नहीं होता। यदि मशीन की गति बढ़ा दी जाए, तो घूमने की आवृत्ति भी बढ़ जाएगी, और हमेशा नई गति के लगभग 0.4X – 0.48X के अपने विशिष्ट अनुपात को बनाए रखेगी। यह संरचनात्मक अनुनाद से एक प्रमुख अंतर है, जो शाफ्ट की गति की परवाह किए बिना एक निश्चित आवृत्ति पर होता है।

तंत्र: तेल भँवर कैसे घटित होता है?

तेल का चक्कर हाइड्रोडायनामिक तेल वेज की गतिशीलता के कारण होता है जो जर्नल बेयरिंग में शाफ्ट को सहारा देता है। सामान्य संचालन में, घूमता हुआ शाफ्ट तेल को वेज के आकार के अंतराल में खींचता है, जिससे एक दबाव क्षेत्र बनता है जो शाफ्ट को ऊपर उठाता है और सहारा देता है। शाफ्ट बेयरिंग के केंद्र में नहीं बैठता, बल्कि थोड़ा सा ऑफसेट होता है।

इस वेज में तेल भी शाफ्ट की लगभग आधी गति से बेयरिंग के चारों ओर परिचालित होता है। यदि बेयरिंग पर कम भार है या उसका क्लीयरेंस बहुत ज़्यादा है, तो स्थिरीकरण बल कमज़ोर हो सकते हैं। एक छोटी सी गड़बड़ी से शाफ्ट परिचालित तेल की परत में "जकड़" सकता है, जो फिर बेयरिंग के चारों ओर एक वृत्ताकार पथ में शाफ्ट को धकेलना शुरू कर देता है। इससे एक आत्मनिर्भर कंपन पैदा होता है जो बहुत उच्च आयामों तक बढ़ सकता है, जो अक्सर केवल बेयरिंग क्लीयरेंस द्वारा ही सीमित होता है (अर्थात, शाफ्ट बेयरिंग से टकराने लगता है)।

तेल का झटका: अधिक गंभीर रूप

यदि मशीन की गति उस बिंदु तक बढ़ जाती है जहां तेल घूमने की आवृत्ति (~0.4X – 0.48X) रोटर की प्राकृतिक आवृत्तियों में से एक के साथ मेल खाती है (a महत्वपूर्ण गति), तो स्थिति और भी गंभीर हो जाती है। इसे कहते हैं तेल कोड़ा.

• लॉक आवृत्ति: कंपन रोटर की प्राकृतिक आवृत्ति पर “लॉक हो जाता है” और मशीन की गति बढ़ने पर भी आगे नहीं बढ़ता है।
• उच्च आयाम: अनुनाद स्थिति के कारण कंपन का आयाम अत्यधिक उच्च हो जाता है और प्रायः विनाशकारी हो जाता है।
• खतरा: तेल रिसाव एक बहुत ही खतरनाक और अस्थिर स्थिति है जो मशीन की विनाशकारी विफलता का कारण बन सकती है।

सामान्य कारण और समाधान

• कारण: हल्के भार वाले बीयरिंग, अत्यधिक बीयरिंग क्लीयरेंस, गलत तेल चिपचिपापन (बहुत कम), उच्च तेल दबाव, या मशीन डिजाइन जो महत्वपूर्ण गति को चलने की गति से लगभग दोगुनी गति पर रखता है।

– समाधान: समाधानों का उद्देश्य अस्थिर तेल फिल्म को नष्ट करना है। इसमें बेयरिंग लोडिंग बढ़ाना, अलग तेल चिपचिपापन अपनाना, या बेयरिंग को एंटी-व्हर्ल विशेषताओं (जैसे, लेमन-बोर, प्रेशर डैम, या टिल्टिंग-पैड बेयरिंग) के लिए पुनः डिज़ाइन करना शामिल हो सकता है।

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