A torziós analízis megértése
Definíció: Mi a torziós analízis?
Torziós elemzés a mérése, értékelése és modellezése torziós rezgés– a tengely körüli csavaró rezgések – a forgó gépek hajtásláncaiban. Ellentétben a oldalirányú rezgés (hajlítás), amely könnyen mérhető standarddal gyorsulásmérők, A torziós rezgés mérése speciális mérési technikákat igényel (nyúlásmérő bélyegek, kettős tachométerek, lézeres vibrometria) és elemzést a szögletes rezgések kimutatására, a torziós sajátfrekvenciák meghatározására, valamint a tengelyek, tengelykapcsolók és fogaskerekek kifáradási kockázatának felmérésére.
A torziós analízis kritikus fontosságú a dugattyús motorhajtások, a hosszú kardántengelyek, a nagy teljesítményű sebességváltók és a frekvenciaváltós motoralkalmazások esetében, ahol a torziós rezgés katasztrofális tengely- vagy tengelykapcsoló-meghibásodásokat okozhat az elfogadható oldalirányú rezgési szintek ellenére. Ez egy speciális, de alapvető diagnosztikai képesség az erőátviteli rendszerek hirtelen, váratlan hibáinak megelőzésére.
Miért van szükség torziós analízisre?
Torziós vs. oldalirányú rezgés
- Oldalsó: Hajlítás, oldalirányú mozgás, standard gyorsulásmérőkkel mérve
- Torziós: Tengely körüli elfordulás, nincs oldalirányú elmozdulás, a standard érzékelők számára láthatatlan
- Függetlenség: Súlyos torziós károsodást okozhat alacsony oldalirányú károsodással (és fordítva)
- Kár: A torziós hatás a tengely/tengelykapcsoló meghibásodását okozhatja, oldalirányú mérések alapján előzetes figyelmeztetés nélkül.
Hibamódok
- Tengelyfáradásos törések (jellemzően 45°-os szögben a tengelyhez képest)
- Kapcsolóelem meghibásodása (fogaskerekek, rugalmas elemek)
- Fogaskerék fogtörés oszcilláló terhelések miatt
- Retesz- és reteszhorony-károsodás a fröccsenés miatt
Mérési technikák
1. Nyúlásmérő módszer
Közvetlen torziós feszültségmérés:
- A tengelyhez képest 45°-os szögben ragasztott nyúlásmérő bélyegek (maximális nyírófeszültség-orientáció)
- Méri a csavarodásból eredő nyírófeszültséget
- Forgó tengelyekhez csúszógyűrűket vagy vezeték nélküli telemetriát igényel
- A legpontosabb, de bonyolult és drága
- Kutatás és fejlesztés elsődleges felhasználása
2. Kettős fordulatszámmérős módszer
- Két optikai érzékelő különböző tengelypozíciókban
- Mérje meg a fáziskülönbséget a helyek között
- Fáziskülönbség = szögcsavarodás = torziós rezgés
- Érintésmentes és praktikus
- Alacsony frekvenciájú torziós ((jellemzően < 100 Hz)
3. Lézeres torziós vibrációs mérő
- Speciális lézer Doppler rendszer
- Szögsebesség-ingadozásokat mér
- Érintésmentes
- Széles frekvenciatartomány
- Drága, de erős
4. Motoráram-elemzés
- A torziós rezgés áramingadozásokat hoz létre
- Motoráram-spektrum elemzése
- Közvetett, de nem invazív
- Hasznos szűrőeszköz
Analitikus torziós analízis
Matematikai modellezés
- A hajtáslánc csomópont-tömegű torziós modellje
- Számítsa ki a torziós természetes frekvenciákat
- A gerjesztési forrásokra adott válasz előrejelzése
- A kritikus sebességek és rezonanciák azonosítása
Gerjesztési források
- Dugattyús motorok: A tüzelési impulzusok torziós gerjesztést hoznak létre
- Fogaskerék-háló: A fogak összekapcsolódása oszcilláló nyomatékot hoz létre
- Frekvenciaváltók: PWM kapcsolási frekvencia harmonikusok
- Elektromos: Motor pólusáteresztő és csúszási frekvenciák
Campbell-diagram torziós deformációhoz
- A torziós természetes frekvenciák ábrázolása a sebesség függvényében
- Átfedő gerjesztési sorrendvonalak
- A torziós kritikus sebességek (interferenciapontok) azonosítása
- Útmutató működési sebesség kiválasztása
Kritikus alkalmazások
Dugattyús motorhajtások
- Dízelgenerátorok
- Gázmotoros kompresszorok
- Tengeri meghajtás
- A nagy nyomatékpulzációk elemzést igényelnek
Hosszú hajtótengelyek
- Hengermű hajtások
- Hajócsavar tengelyek
- Papírgép-meghajtók
- A hosszúság alacsony torziós merevséget eredményez
Nagy teljesítményű sebességváltók
- Szélturbina sebességváltók
- Ipari reduktorok > 1000 LE
- Torziós módok fogaskerék-háló gerjesztése
VFD motorrendszerek
- A változtatható frekvenciájú meghajtók torziós gerjesztést hoznak létre
- A PWM harmonikusok torziós rezonanciákat gerjeszthetnek
- Egyre nagyobb aggodalomra ad okot a VFD elterjedése
Elemzési eredmények
Torziós természetes frekvenciák
- Mérés vagy számítás alapján azonosítható
- Hasonlítsa össze a gerjesztési frekvenciákkal
- Ellenőrizze a megfelelő elválasztást
Stresszszintek
- Váltó nyírófeszültség kiszámítása a mért rezgésből
- Hasonlítsa össze az anyagi tartóssági határértékekkel
- Fáradási élettartam-fogyasztás felmérése
- Határozza meg, hogy a feszültségek elfogadhatóak-e
Csillapítás
- Mérés a torziós rezonanciákra adott válasz alapján
- Általában nagyon alacsony (< 1% kritikus)
- Az alacsony csillapítás éles rezonanciákat jelent
Mérséklési stratégiák
Frekvencia szétválasztás
- Gondoskodjon a torziós természetes vonások elkülönítéséről a gerjesztési frekvenciáktól
- Tengelyátmérő, -hossz vagy -csatlakozás merevségének módosítása
- Tehetetlenségi nyomatékok módosítása (lendkerék hozzáadása)
Csillapítás kiegészítés
- Torziós lengéscsillapítók (viszkózus vagy súrlódásos)
- Nagy csillapítású tengelykapcsolók
- Csökkenti a rezonanciaerősítést
Üzemi sebességváltozások
- Kerülje a folyamatos működést torziós kritikus sebességeken
- Korlátozza a sebességtartományokat
- VFD hangolás a gerjesztés minimalizálása érdekében
A torziós analízis egy speciális rezgéstudomány, amely a csavaró rezgésekkel foglalkozik, amelyek katasztrofális meghibásodásokat okozhatnak, amelyek a standard oldalirányú rezgésmonitorozás számára láthatatlanok. Bár speciális mérési és elemzési technikákat igényel, a torziós analízis elengedhetetlen a dugattyús motorhajtások, hosszú tengelyek, nagy teljesítményű sebességváltók és frekvenciaváltós rendszerek esetében, ahol a torziós rezgés jelentős megbízhatósági és biztonsági kockázatot jelent.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 