रोटर व्हर्ल और व्हिप अस्थिरता को समझना
चक्कर and कोड़ा — सबसे अधिक अक्सर के रूप में पाया जाता है तेल भंवर और ऑयल व्हिप — आत्म-उत्तेजित, के दो संबंधित और अत्यधिक खतरनाक रूप हैं, उप-तुल्यकालिक कंपन तरल-पट्टी (fluid-film) में चलने वाली उच्च-गति घूर्णनशील मशीनरी में होने वाली (पत्रिका) बेयरिंग्स। वे नहीं हैं जबरदस्ती कंपन जैसे दोषों से प्रेरित असंतुलित होना या मिसलिग्न्मेंट; इसके बजाय वे हैं रोटर अस्थिरता जिसमें रोटर की गति स्वयं उन बलों को उत्पन्न करती है जो कम्पन को बनाए रखते और बढ़ाते हैं। दोनों ही मामलों में शाफ्ट “घूमता” है — यह अपने बेयरिंग क्लियरेंस के भीतर एक बड़े वृत्त में आगे झुकता है, अपनी ही घूर्णन से बिलकुल अलग मार्ग का अनुसरण करते हुए।.
1. परिभाषा: व्हर्ल और व्हिप क्या हैं?
यह दो विचारों को अलग करना सार्थक है, जिन्हें रोजमर्रा की اصطلاح “whirl” एक साथ धुंधला कर देती है।. घुमाओ क्या रोटर अपने ही ज्यामितीय अक्ष के चारों ओर घूम रहा है।. चक्कर (या प्रीसेशन) उस अक्ष के पूरे रूप में अपने धारक के भीतर एक बड़े वृत्त के चारों ओर परिक्रमा करना है — एक घूमते सिक्के की कल्पना करें जिसका केंद्र भी मेज के चारों ओर चक्कर लगाता है। सभी रोटर थोड़ा बहुत घूमते हैं; समस्या तब शुरू होती है जब यह घूमना एक हानिरहित प्रतिक्रिया होना बंद कर देता है। अवशिष्ट असंतुलन और बन जाता है स्व-उत्साहित, जो अपनी ऊर्जा किसी बाहरी प्रेरण के बजाय निरंतर घूर्णन से प्राप्त करता है। तेल भँवर वह स्व-उत्तेजित प्रीसेशन है जिसे बेयरिंग की तेल फिल्म संचालित करती है; तेल चाबुक वह हिंसक अनुनाद है जिसमें यह विकसित हो सकता है। चूंकि ऊर्जा का स्रोत स्वयं घूर्णन ही है, इसलिए इन अस्थिरताओं को संतुलित नहीं किया जा सकता — यह समकालिक समस्याओं से एक प्रमुख अंतर है।.
2. तंत्र: यह कैसे होता है?
तरल-पट्टी बेयरिंग में घूमने वाले शाफ्ट को धातु-से-धातु संपर्क द्वारा नहीं बल्कि तेल की उच्च-दाब वाली कील द्वारा सहारा दिया जाता है। शाफ्ट बेयरिंग के केंद्र में नहीं रहता; वह अपने द्वारा वहन किए गए भार से विस्थापित होकर एक तरफ ऊपर उठ जाता है। जैसे ही जर्नल सतह वलयनुमा अंतराल के चारों ओर तेल को खींचती है, स्नेहक एक शाफ्ट की सतह की गति के लगभग आधे से थोड़ी कम औसत गति — शाफ्ट को छूने वाला द्रव शाफ्ट की गति से चलता है, स्थिर बेयरिंग दीवार के खिलाफ द्रव लगभग स्थिर रहता है, और कुल औसत लगभग 0.5× से थोड़ा कम आता है।.
तेल का भंवर तब उत्पन्न होता है जब यह परिसंचारी फिल्म हल्के भारित शाफ्ट को अपने आगे धकेलने लगती है, और उसे बेयरिंग के चारों ओर एक बड़े अग्रगामी कक्षपथ में ले जाती है। भंवर की आवृत्ति तेल फिल्म की औसत वेग द्वारा निर्धारित होती है, जो आमतौर पर के बीच होती है। चलाने की गति के 42% और 48% (0.42× से 0.48×). वह विशिष्ट उप-समकालिक हस्ताक्षर — करीब, लेकिन कभी भी बिल्कुल आधे का नहीं परिचालन गति — वह फिंगरप्रिंट है जिसे विश्लेषक ढूंढते हैं। (आधे से थोड़ा कम का यह आंकड़ा ही कारण है कि तेल के घूर्णन को कभी-कभी ढीले तौर पर “अर्ध-गति घूर्णन” कहा जाता है, हालांकि वास्तविक मान कभी भी ठीक 0.5× तक नहीं पहुंचता।)
3. तेल का भँवर: पूर्ववर्ती
तेल भंवर आमतौर पर अस्थिरता का प्रारंभिक चरण होता है — एक चेतावनी, अभी तक कोई आपदा नहीं। इसकी विशेषताएँ हैं:
- आवृत्ति: में एक अलग चोटी के रूप में दिखाई देता है एफएफटी स्पेक्ट्रम RPM के 0.42× और 0.48× के बीच।.
- व्यवहार: घूर्णन आवृत्ति बढ़ता है जैसे-जैसे मशीन की गति बढ़ती है, यह हमेशा चलने की गति के लगभग 45% अनुपात को ट्रैक करती रहती है। रन-अप पर यह 1× रेखा के नीचे एक उप-सिंक्रोनस छाया के रूप में चढ़ती है।.
- गंभीरता: यह उच्च लेकिन कभी-कभी स्थिर कंपन उत्पन्न कर सकता है, और लोड, गति या तेल के तापमान में बदलाव के साथ यह प्रकट या गायब हो सकता है। निश्चित रूप से अवांछनीय — लेकिन हमेशा तुरंत विनाशकारी नहीं।.
- संवेदनशीलता: हल्के भार वाले, बड़े आकार के, या घिसे हुए बेयरिंग्स आमतौर पर दोषी होते हैं, क्योंकि कम विशिष्ट भार तेल की दरार को शाफ्ट की स्थिति पर हावी होने देता है।.
४. तेल की चाबुक: निर्णायक खतरा
ऑयल व्हिप एक कहीं अधिक गंभीर स्थिति है जो सीधे ऑयल व्हर्ल से उत्पन्न होती है। यह तब होती है जब मशीन उस बिंदु तक त्वरण करती है जहाँ ऑयल-व्हर्ल आवृत्ति (लगभग 45% चलने की गति पर) रोटर की आवृत्ति से मिल जाती है। पहला प्राकृतिक आवृत्ति — इसका पहला क्रांतिक गति. उस क्षण व्हर्ल प्राकृतिक आवृत्ति पर “लॉक” हो जाता है और एक पूर्ण विकसित को उत्तेजित करता है। गूंज. इसकी विशेषताएँ हैं:
- आवृत्ति: वाइब्रेशन रोटर की पहली प्राकृतिक आवृत्ति पर लॉक हो जाता है और और नहीं बढ़ता, भले ही मशीन तेज़ होती जा रही हो — ताकि सब-सिंक्रोनस पीक “फ्लैटलाइन” हो जाए, जबकि 1× पीक आगे बढ़ती रहे।.
- आयाम: कंपन बहुत तीव्र हो जाता है, हिंसक और अस्थिर हो जाता है।.
- व्यवहार: तेल की चाबुक अत्यंत विनाशकारी है और करेगी नहीं और तेज़ गति से चलाकर साफ किया जा सकता है। यह बहुत ही कम समय में बियरिंग्स, सील्स और स्वयं रोटर को बर्बाद कर सकता है, कभी-कभी गंभीर क्षति के कारण। रोटर रगड़ जैसे ही कक्षा रिक्ति को भरती है।.
जिस गति से चाबुक का असर होता है, वह आमतौर पर बस थोड़ा सा अधिक होता है। रोटर की पहली क्रिटिकल गति का दोगुना — वह बिंदु जहाँ ~0.5× व्हर्ल लाइन पहली प्राकृतिक आवृत्ति को पार करती है। तेल की चाबुक की पकड़ में फंसी मशीन को तत्काल बंद; यह ठीक वही परिदृश्य है जो मशीनरी-संरक्षण सिस्टम त्रुटि पर चलने के लिए बनाए गए हैं।.
5. व्हर्ल और व्हिप की पहचान कैसे करें
- स्पेक्ट्रम विश्लेषण: एक मजबूत सब-सिंक्रोनस पीक की खोज। रन-अप के दौरान, यदि उस पीक की आवृत्ति गति के साथ बढ़ती है तो इसे व्हर्ल कहा जाता है; यदि यह 1× पीक के लगातार बढ़ने के दौरान किसी निश्चित मान पर स्थिर रहती है, तो यह व्हिप में परिवर्तित हो चुकी है।.
- कक्षीय ग्राफ: शाफ्ट कक्षा एक बड़ा, अग्र-प्रेक्षणीय वृत्त या अंडाकार होता है, जिसमें अक्सर 1× घटक का अधिलेखन होता है, जिससे एक विशिष्ट “लूप-द-लूप” पैटर्न बनता है।.
- झरना भूखंड: एक झरना (या धाराएक स्टार्ट-अप से प्राप्त प्लॉट सबसे स्पष्ट तस्वीर देता है, जिसमें व्हर्ल आवृत्ति गति के साथ बढ़ती हुई दिखाई देती है जब तक कि यह पहली प्राकृतिक आवृत्ति को पार करके व्हिप में लॉक नहीं हो जाती। उन पारगमन बिंदुओं का मानचित्रण ठीक वही है जो एक कैम्पबेल आरेख के लिए है।.
चूंकि व्हर्ल और व्हिप 1× से नीचे रहते हैं, इसलिए विश्लेषक को चलने की गति से काफी नीचे पहुंचना चाहिए और चरण को सटीक रूप से निर्धारित करना चाहिए। एक पोर्टेबल दो-चैनल उपकरण जैसे कि बैलेनसेट-1a समकालिक को कैद करता है आयाम and चरण रन-अप या कोस्ट-डाउन के दौरान चलने की गति घटक, जो एक इंजीनियर को साइट पर यह पुष्टि करने देती है कि एक जिद्दी निम्न-आवृत्ति वाला पीक साधारण असंतुलन के बजाय वास्तव में बेयरिंग अस्थिरता है — और, उतनी ही उपयोगी बात यह है कि, किसी ऐसे समाधान को आजमाने से पहले संतुलन की समस्या को खारिज कर देती है जो कभी काम करने वाला ही नहीं था।.
6. कारण और समाधान
ये अस्थिरताएँ बेयरिंग डिज़ाइन, रोटर ज्यामिति, तेल की चिपचिपाहट, तापमान और भार द्वारा नियंत्रित होती हैं — एक जटिल अंतःक्रियाओं का समूह जिसे औपचारिक रूप से में संकलित किया गया है रोटर गतिकी. ये असंतुलन के कारण नहीं होते हैं और इन्हें द्वारा ठीक नहीं किया जा सकता संतुलन; उपचार डिज़ाइन-स्तर के परिवर्तन हैं:
- एक अधिक स्थिर बेयरिंग ज्यामिति, जैसे कि टिल्टिंग-पैड जर्नल बेयरिंग, अपनाएँ।.
- फिल्म के व्यवहार को बदलने के लिए तेल की चिपचिपाहट या संचालन तापमान को बदलें।.
- विशिष्ट बेयरिंग भार बढ़ाएँ ताकि शाफ्ट मजबूती से बैठ जाए और तेल का त्रिकोण अब हावी न हो सके।.
- वलयिका तेल प्रवाह को तोड़ने के लिए खांचे, अक्षीय बाँध या लेमन-बोर प्रोफाइल जोड़ें, जो व्हर्ल को पोषित करता है।.
एक घनिष्ठ रूप से संबंधित अस्थिरता, भाप भंवर, यह टर्बाइनों में तेल-फिल्म बलों के बजाय वायुगतिकीय बलों से उत्पन्न होता है, लेकिन यह एक समान आत्म-उत्तेजित उप-समकालिक चित्र प्रस्तुत करता है — यह याद दिलाता है कि “भंवर” घटनाओं का एक ऐसा परिवार है जिसे एक गुण एकजुट करता है: रोटर अपनी ही कक्षा में ऊर्जा का संचार करता है।.
