व्यतिकरण आरेखों को समझना

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परिभाषा: व्यतिकरण आरेख क्या है?

एक हस्तक्षेप आरेख एक ग्राफिकल टूल है जिसका उपयोग किया जाता है रोटर गतिकी घूर्णन गति सीमाओं की पहचान करने के लिए जहां उत्तेजना आवृत्तियां सिस्टम के साथ "हस्तक्षेप" करती हैं (मेल खाती हैं) प्राकृतिक आवृत्तियों, के लिए परिस्थितियाँ बनाना गूंज. शब्द "हस्तक्षेप" एक बल आवृत्ति (से) के बीच समस्याग्रस्त बातचीत को संदर्भित करता है असंतुलित होना, ब्लेड पासिंग, या अन्य स्रोत) और एक प्राकृतिक आवृत्ति जो अत्यधिक पैदा कर सकती है कंपन.

जबकि निकट से संबंधित कैम्पबेल आरेख, एक हस्तक्षेप आरेख अक्सर विशेष रूप से प्रतिच्छेदन बिंदुओं (हस्तक्षेप) और संबंधित गति क्षेत्रों को उजागर करने पर ध्यान केंद्रित करता है, जिन्हें संचालन के दौरान टाला जाना चाहिए या जल्दी से पार किया जाना चाहिए।.

कैंपबेल आरेखों से संबंध

व्यवहार में, "व्यवधान आरेख" और "कैंपबेल आरेख" शब्दों का प्रयोग अक्सर एक-दूसरे के स्थान पर किया जाता है, क्योंकि वे समान जानकारी प्रदर्शित करते हैं। हालाँकि, इनमें सूक्ष्म अंतर भी हैं:

कैम्पबेल आरेख पर जोर

• यह पूरी तस्वीर दिखाता है कि प्राकृतिक आवृत्तियाँ गति के साथ कैसे बदलती हैं
• प्राकृतिक आवृत्ति वक्रों को गति के सतत फलनों के रूप में प्रदर्शित करता है
• मुख्य रूप से व्यापक रोटर गतिशील विश्लेषण और डिजाइन के लिए उपयोग किया जाता है

व्यतिकरण आरेख पर जोर

• विशिष्ट समस्या क्षेत्रों - प्रतिच्छेदन बिंदुओं पर ध्यान केंद्रित करता है
• इसमें अक्सर महत्वपूर्ण गति के आसपास छायांकित “निषिद्ध क्षेत्र” शामिल होते हैं
• परिचालन पर अधिक ध्यान दिया जाएगा, गति सीमा पर जोर दिया जाएगा जिससे बचा जा सके
• इसमें असंतुलन के अलावा कई उत्तेजना स्रोत शामिल हो सकते हैं

एक व्यतिकरण आरेख का निर्माण

हस्तक्षेप आरेख का निर्माण कैम्पबेल आरेख के समान ही किया जाता है, लेकिन इसमें अतिरिक्त परिचालन संदर्भ होता है:

मूल तत्व

• क्षैतिज अक्ष: घूर्णन गति (RPM या Hz)
• ऊर्ध्वाधर अक्ष: उत्तेजना या प्राकृतिक आवृत्ति (Hz या CPM)
• प्राकृतिक आवृत्ति रेखाएँ: यह दर्शाना कि सिस्टम की प्राकृतिक आवृत्तियाँ गति के साथ कैसे बदलती हैं
• उत्तेजना आदेश पंक्तियाँ: 1X, 2X, 3X, और अन्य उत्तेजना स्रोतों के लिए विकर्ण रेखाएँ

अतिरिक्त सुविधाओं

• चिन्हित चौराहे बिंदु: महत्वपूर्ण गति को प्रतीकों या एनोटेशन द्वारा स्पष्ट रूप से चिह्नित किया गया है
• निषिद्ध गति क्षेत्र: प्रत्येक महत्वपूर्ण गति के चारों ओर छायांकित बैंड, बचने के लिए सीमाओं को दर्शाते हैं
• परिचालन गति सीमा: स्पष्ट रूप से इंगित, अक्सर एक ऊर्ध्वाधर बैंड या हाइलाइट किए गए क्षेत्र के रूप में
• रैपिड ट्रैवर्स ज़ोन: स्टार्टअप/शटडाउन के दौरान शीघ्रता से गुजरने के लिए गति सीमा
• एकाधिक उत्तेजना स्रोत: ब्लेड पासिंग आवृत्ति, गियर मेश आवृत्ति, बेयरिंग दोष आवृत्तियों के लिए लाइनें

हस्तक्षेप के प्रकार

एक हस्तक्षेप आरेख विभिन्न प्रकार की समस्याग्रस्त अंतःक्रियाओं की पहचान कर सकता है:

1. तुल्यकालिक हस्तक्षेप (1X)

सबसे आम प्रकार, जहाँ प्रति क्रांति एक बार असंतुलित बल प्राकृतिक आवृत्ति के साथ मेल खाते हैं। यह क्लासिक है महत्वपूर्ण गति स्थिति।

2. हार्मोनिक हस्तक्षेप (2X, 3X, आदि)

दौड़ने की गति के उच्च हार्मोनिक्स भी अनुनादों को उत्तेजित कर सकते हैं। सामान्य स्रोतों में शामिल हैं:

• 2X: से मिसलिग्न्मेंट, यांत्रिक ढीलापन, या असममित कठोरता
• 3X, 4X: गियर टूथ संपर्कों, बहु-लोब बियरिंग्स, या संरचनात्मक विषमताओं से

3. ब्लेड/वेन पासिंग इंटरफेरेंस

टर्बोमशीनरी के लिए, ब्लेड पासिंग फ़्रीक्वेंसी (ब्लेड की संख्या × RPM) संरचनात्मक मोड को उत्तेजित कर सकती है। व्यतिकरण आरेख दर्शाता है कि ब्लेड पासिंग फ़्रीक्वेंसी रेखाएँ प्राकृतिक आवृत्तियों को कहाँ पार करती हैं।.

4. उप-तुल्यकालिक हस्तक्षेप

तेल भंवर जैसी घटनाएं (आमतौर पर 0.43X-0.48X पर) उप-समकालिक हस्तक्षेप पैदा कर सकती हैं, जिन्हें पहचाना और प्रबंधित किया जाना चाहिए।.

5. बीट आवृत्ति हस्तक्षेप

युग्मित प्रणालियों या अनेक घूर्णनशील तत्वों वाली प्रणालियों में, मामूली गति अंतर से उत्पन्न होने वाली बीट आवृत्तियां हस्तक्षेप पैदा कर सकती हैं।.

मशीन डिज़ाइन में व्यावहारिक उपयोग

डिज़ाइन चरण अनुप्रयोग

1. महत्वपूर्ण गति परिहार: सुनिश्चित करें कि परिचालन गति सीमा हस्तक्षेप क्षेत्रों के साथ ओवरलैप न हो
2. पृथक्करण मार्जिन सत्यापन: सभी महत्वपूर्ण गतियों के आसपास पर्याप्त मार्जिन (आमतौर पर ±15% से ±30%) की पुष्टि करें
3. उत्तेजना स्रोत प्रबंधन: यदि हस्तक्षेप से बचा नहीं जा सकता है, तो उत्तेजना स्रोत के आयाम को कम करें (संतुलन में सुधार करें, मिसलिग्न्मेंट को कम करें, आदि)
4. अवमंदन आवश्यकताएँ: पहचानें कि कहां बढ़ाया गया भिगोना अनुनाद कंपन को नियंत्रित करने के लिए आवश्यक है

संशोधन और समस्या निवारण

जब मौजूदा मशीनरी में कंपन की समस्या आती है, तो हस्तक्षेप आरेख मदद करते हैं:

• पहचान करें कि क्या समस्या महत्वपूर्ण गति के बहुत करीब संचालन के कारण है
• प्रस्तावित संशोधनों का मूल्यांकन करें (बेयरिंग परिवर्तन, अतिरिक्त द्रव्यमान, कठोरता संशोधन)
• गति परिवर्तन या परिवर्तनशील गति संचालन के प्रभावों की भविष्यवाणी करें
• निर्धारित करें कि क्या समस्या किसी अप्रत्याशित उत्तेजना स्रोत से है

निषिद्ध गति क्षेत्र स्थापित करना

हस्तक्षेप आरेखों की एक प्रमुख विशेषता निषिद्ध या प्रतिबंधित गति क्षेत्रों को परिभाषित करना है:

क्षेत्र चौड़ाई निर्धारण

प्रत्येक निषिद्ध क्षेत्र की चौड़ाई कई कारकों पर निर्भर करती है:

• सिस्टम डंपिंग: कम अवमंदन के लिए व्यापक क्षेत्रों की आवश्यकता होती है; उच्च अवमंदन के लिए संकीर्ण क्षेत्रों की आवश्यकता होती है
• उत्तेजना आयाम: मजबूत उत्तेजना स्रोतों के लिए व्यापक परिहार क्षेत्रों की आवश्यकता होती है
• परिचालन परिणाम: महत्वपूर्ण उपकरणों के लिए अधिक संरक्षित (व्यापक) क्षेत्रों की आवश्यकता हो सकती है
• विशिष्ट मान: अच्छी तरह से अवमंदित प्रणालियों के लिए ±15%, खराब अवमंदित प्रणालियों के लिए ±20-30%

संचालन प्रक्रियाएँ

हस्तक्षेप आरेख के आधार पर, संचालन प्रक्रियाएं स्थापित की जाती हैं:

• निरंतर संचालन की अनुमति: बिना किसी व्यवधान के गति सीमा
• तीव्र ट्रैवर्स आवश्यक: निषिद्ध क्षेत्र जिनसे स्टार्टअप/शटडाउन के दौरान शीघ्रता से गुजरना आवश्यक है
• पूर्णतः निषिद्ध: गंभीर अनुनाद क्षेत्र जहां संचालन की कभी अनुमति नहीं होती

उदाहरण: टरबाइन व्यतिकरण आरेख

निम्नलिखित विशेषताओं वाले एक भाप टरबाइन पर विचार करें:

• परिचालन गति: 3000 आरपीएम (50 हर्ट्ज)
• प्रथम महत्वपूर्ण गति: 2400 आरपीएम (40 हर्ट्ज)
• दूसरी महत्वपूर्ण गति: 4200 आरपीएम (70 हर्ट्ज)
• ब्लेड की संख्या: 60
• 3000 RPM पर ब्लेड पासिंग आवृत्ति: 60 × 50 हर्ट्ज = 3000 हर्ट्ज

हस्तक्षेप आरेख दिखाता है:

• 1X रेखा पहली प्राकृतिक आवृत्ति को पार करती है: 2400 RPM पर महत्वपूर्ण गति—निषिद्ध क्षेत्र: 2040-2760 RPM (±15%)
• 1X रेखा दूसरी प्राकृतिक आवृत्ति को पार करती है: 4200 RPM पर महत्वपूर्ण गति—चिंता की बात नहीं है क्योंकि परिचालन गति काफी नीचे है
• परिचालन गति (3000 आरपीएम): अच्छे पृथक्करण मार्जिन के साथ दो महत्वपूर्ण गतियों के बीच सुरक्षित रूप से
• ब्लेड पासिंग आवृत्ति: 3000 हर्ट्ज पर, ऑपरेटिंग रेंज में संरचनात्मक मोड के साथ कोई हस्तक्षेप नहीं

परिचालन मार्गदर्शन:

• स्टार्टअप के दौरान, 30 सेकंड से भी कम समय में 2040-2760 RPM रेंज तक त्वरण प्राप्त करें
• 2800-3200 RPM के बीच निरंतर संचालन स्वीकार्य है
• 2040-2760 RPM के बीच लगातार काम करने का प्रयास न करें

उन्नत विचार

तापमान प्रभाव

कुछ व्यतिकरण आरेखों में अनेक वक्र शामिल होते हैं जो दर्शाते हैं कि तापमान परिवर्तन के साथ प्राकृतिक आवृत्तियाँ कैसे बदलती हैं (तापीय वृद्धि कठोरता और असर विशेषताओं को प्रभावित करती है)। मशीन के गर्म होने पर महत्वपूर्ण गतियाँ बदल सकती हैं।.

लोड प्रभाव

मशीनरी के लिए जहां प्रक्रिया भार, बीयरिंग कठोरता या रोटर विक्षेपण को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है, हस्तक्षेप आरेख विभिन्न भार स्थितियों के लिए वक्रों के परिवारों को दिखा सकते हैं।.

युग्मित प्रणालियाँ

जब एकाधिक रोटर युग्मित होते हैं (मोटर-पंप सेट, टरबाइन-जनरेटर सेट), तो हस्तक्षेप आरेख को युग्मित मरोड़ और पार्श्व मोड के लिए जिम्मेदार होना चाहिए जो अतिरिक्त महत्वपूर्ण गति बना सकते हैं।.

एक व्यतिकरण आरेख बनाना

विश्लेषणात्मक मॉडल से

1. रोटर-बेयरिंग प्रणाली का परिमित तत्व मॉडल विकसित करना
2. एकाधिक गति पर प्राकृतिक आवृत्तियों की गणना करें
3. प्राकृतिक आवृत्ति वक्र बनाम गति प्लॉट करें
4. ओवरले उत्तेजना आदेश रेखाएँ (1X, 2X, ब्लेड पासिंग, आदि)
5. प्रतिच्छेदन बिंदुओं को चिह्नित करें और निषिद्ध क्षेत्र स्थापित करें
6. परिचालन गति सीमा और प्रक्रियाओं के साथ टिप्पणी करें

प्रायोगिक आंकड़ों से

1. कंपन निगरानी के साथ स्टार्टअप और कोस्टडाउन परीक्षण करें
2. उत्पन्न झरना भूखंड या बोड प्लॉट
3. आयाम शिखरों और चरण बदलावों से महत्वपूर्ण गति स्थानों की पहचान करें
4. प्रेक्षित महत्वपूर्ण गतियों को चिह्नित करते हुए हस्तक्षेप आरेख बनाएं
5. मापे गए कंपन स्तरों के आधार पर अनुभवजन्य निषिद्ध क्षेत्र स्थापित करें

संचालन और रखरखाव के लिए लाभ

हस्तक्षेप आरेख मशीन ऑपरेटरों और रखरखाव कर्मियों के लिए मूल्यवान मार्गदर्शन प्रदान करते हैं:

• स्पष्ट परिचालन सीमाएँ: सुरक्षित और असुरक्षित गति सीमाओं का दृश्य संकेत
• स्टार्टअप/शटडाउन प्रक्रियाएं: शीघ्रता से यात्रा करने के लिए गति की पहचान करता है
• परिवर्तनीय गति संचालन: समायोज्य गति ड्राइव के लिए स्वीकार्य गति सीमा को परिभाषित करता है
• समस्या निवारण उपकरण: कंपन की समस्याएँ गति से संबंधित हैं या नहीं, इसका निदान करने में मदद करता है
• संशोधन योजना: कार्यान्वयन से पहले प्रस्तावित परिवर्तनों का प्रभाव दिखाता है
• प्रशिक्षण सहायता: मशीन के गतिशील व्यवहार को समझने के लिए शैक्षिक उपकरण

महत्वपूर्ण घूर्णन मशीनरी के लिए, हस्तक्षेप आरेख एक आवश्यक दस्तावेज है जो ऑपरेटरों, रखरखाव तकनीशियनों और इंजीनियरिंग कर्मचारियों के लिए उपलब्ध होना चाहिए, ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि हर कोई मशीन की गतिशील विशेषताओं को समझता है और इसे सुरक्षित गति सीमाओं के भीतर संचालित करता है।.

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