Apa itu Diagram Interferensi? Pemetaan Kecepatan Kritis • Penyeimbang portabel, penganalisis getaran "Balanset" untuk penghancur penyeimbang dinamis, kipas, mulcher, auger pada mesin pemanen, poros, sentrifus, turbin, dan banyak rotor lainnya. Apa itu Diagram Interferensi? Pemetaan Kecepatan Kritis • Penyeimbang portabel, penganalisis getaran "Balanset" untuk penghancur penyeimbang dinamis, kipas, mulcher, auger pada mesin pemanen, poros, sentrifus, turbin, dan banyak rotor lainnya.

Apa itu Diagram Interferensi? Pemetaan Kecepatan Kritis

Diterbitkan oleh admin pada

Memahami Diagram Interferensi

Definisi: Apa itu Diagram Interferensi?

Sebuah diagram interferensi adalah alat grafis yang digunakan dalam dinamika rotor untuk mengidentifikasi rentang kecepatan rotasi di mana frekuensi eksitasi “mengganggu” (cocok) dengan sistem frekuensi alami, menciptakan kondisi untuk resonansi. Istilah “interferensi” mengacu pada interaksi yang bermasalah antara frekuensi pemaksaan (dari ketidakseimbangan, melewati bilah, atau sumber lainnya) dan frekuensi alami yang dapat menyebabkan getaran.

Meskipun berhubungan erat dengan Diagram Campbell, diagram interferensi sering kali berfokus secara khusus pada penyorotan titik persimpangan (interferensi) dan zona kecepatan terkait yang harus dihindari atau dilewati dengan cepat selama pengoperasian.

Hubungan dengan Diagram Campbell

Dalam praktiknya, istilah "diagram interferensi" dan "diagram Campbell" sering digunakan secara bergantian karena menampilkan informasi yang serupa. Namun, terdapat perbedaan yang halus:

Penekanan Diagram Campbell

  • Menunjukkan gambaran lengkap tentang bagaimana frekuensi alami bervariasi dengan kecepatan
  • Menampilkan kurva frekuensi alami sebagai fungsi kecepatan yang berkelanjutan
  • Digunakan terutama untuk analisis dan desain dinamika rotor yang komprehensif

Penekanan Diagram Interferensi

  • Memfokuskan perhatian pada area masalah tertentu—titik persimpangan
  • Sering kali mencakup “zona terlarang” yang diarsir di sekitar kecepatan kritis
  • Lebih fokus pada operasional, menekankan rentang kecepatan untuk menghindari
  • Mungkin mencakup beberapa sumber eksitasi selain hanya ketidakseimbangan

Konstruksi Diagram Interferensi

Diagram interferensi dibangun serupa dengan diagram Campbell tetapi dengan konteks operasional tambahan:

Elemen Dasar

  • Sumbu Horisontal: Kecepatan rotasi (RPM atau Hz)
  • Sumbu Vertikal: Eksitasi atau frekuensi alami (Hz atau CPM)
  • Garis Frekuensi Alami: Menunjukkan bagaimana frekuensi alami sistem berubah seiring kecepatan
  • Garis Urutan Eksitasi: Garis diagonal untuk 1X, 2X, 3X, dan sumber eksitasi lainnya

Fitur Tambahan

  • Titik Persimpangan Disorot: Kecepatan kritis ditandai dengan jelas dengan simbol atau anotasi
  • Zona Kecepatan Terlarang: Garis-garis yang diarsir di sekitar setiap kecepatan kritis menunjukkan rentang yang harus dihindari
  • Rentang Kecepatan Operasi: Ditunjukkan dengan jelas, seringkali sebagai pita vertikal atau wilayah yang disorot
  • Zona Lintasan Cepat: Rentang kecepatan untuk melewati dengan cepat selama startup/shutdown
  • Beberapa Sumber Eksitasi: Garis untuk frekuensi lewatnya bilah, frekuensi mesh roda gigi, frekuensi cacat bantalan

Jenis-jenis Interferensi

Diagram interferensi dapat mengidentifikasi berbagai jenis interaksi yang bermasalah:

1. Interferensi Sinkron (1X)

Jenis yang paling umum, di mana gaya ketidakseimbangan yang terjadi sekali per putaran bertepatan dengan frekuensi alami. Ini adalah jenis klasik kecepatan kritis kondisi.

2. Interferensi Harmonik (2X, 3X, dst.)

Harmonik yang lebih tinggi pada kecepatan lari juga dapat menimbulkan resonansi. Sumber-sumber umum meliputi:

  • 2X: Dari ketidaksejajaran, kelonggaran mekanis, atau kekakuan asimetris
  • 3X, 4X: Dari kontak gigi roda gigi, bantalan multi-lobus, atau asimetri struktural

3. Gangguan pada Blade/Vane Passing

Untuk turbomachinery, frekuensi perpindahan sudu (jumlah sudu × RPM) dapat membangkitkan mode struktural. Diagram interferensi menunjukkan perpotongan garis frekuensi perpindahan sudu dengan frekuensi alami.

4. Interferensi Sub-Sinkron

Fenomena seperti pusaran minyak (biasanya pada 0,43X-0,48X) dapat menciptakan interferensi sub-sinkron yang harus diidentifikasi dan dikelola.

5. Gangguan Frekuensi Ketukan

Pada sistem berpasangan atau sistem dengan beberapa elemen berputar, frekuensi hentakan akibat sedikit perbedaan kecepatan dapat menimbulkan interferensi.

Penggunaan Praktis dalam Desain Mesin

Aplikasi Tahap Desain

  1. Penghindaran Kecepatan Kritis: Pastikan rentang kecepatan operasi tidak tumpang tindih dengan zona interferensi
  2. Verifikasi Margin Pemisahan: Konfirmasikan margin yang memadai (biasanya ±15% hingga ±30%) di sekitar semua kecepatan kritis
  3. Manajemen Sumber Eksitasi: Jika interferensi tidak dapat dihindari, kurangi amplitudo sumber eksitasi (perbaiki keseimbangan, kurangi ketidakselarasan, dll.)
  4. Persyaratan Peredam: Identifikasi di mana ditingkatkan pembasahan diperlukan untuk mengendalikan getaran resonansi

Modifikasi dan Pemecahan Masalah

Ketika mesin yang ada mengalami masalah getaran, diagram interferensi membantu:

  • Identifikasi apakah masalahnya disebabkan oleh pengoperasian yang terlalu dekat dengan kecepatan kritis
  • Mengevaluasi modifikasi yang diusulkan (perubahan bantalan, penambahan massa, modifikasi kekakuan)
  • Memprediksi efek perubahan kecepatan atau operasi kecepatan variabel
  • Tentukan apakah masalahnya berasal dari sumber eksitasi yang tidak terduga

Menetapkan Zona Kecepatan Terlarang

Fitur utama dari diagram interferensi adalah mendefinisikan zona kecepatan terlarang atau terbatas:

Penentuan Lebar Zona

Lebar setiap zona terlarang bergantung pada beberapa faktor:

  • Peredaman Sistem: Redaman rendah membutuhkan zona yang lebih luas; redaman tinggi memungkinkan zona yang lebih sempit
  • Amplitudo Eksitasi: Sumber eksitasi yang kuat membutuhkan zona penghindaran yang lebih luas
  • Konsekuensi Operasional: Peralatan penting mungkin memerlukan zona yang lebih konservatif (lebih luas)
  • Nilai Khas: ±15% untuk sistem redaman baik, ±20-30% untuk sistem redaman buruk

Prosedur Operasional

Berdasarkan diagram interferensi, prosedur operasi ditetapkan:

  • Operasi Berkelanjutan Diizinkan: Rentang kecepatan tanpa gangguan
  • Diperlukan Lintasan Cepat: Zona terlarang yang harus dilewati dengan cepat saat memulai/mematikan
  • Dilarang Keras: Zona resonansi parah yang tidak pernah diizinkan untuk dioperasikan

Contoh: Diagram Interferensi Turbin

Pertimbangkan turbin uap dengan karakteristik berikut:

  • Kecepatan Operasi: 3000 RPM (50 Hz)
  • Kecepatan Kritis Pertama: 2400 RPM (40 Hz)
  • Kecepatan Kritis Kedua: 4200 RPM (70 Hz)
  • Jumlah Bilah: 60
  • Frekuensi Lewat Blade pada 3000 RPM: 60 × 50 Hz = 3000 Hz

Diagram Interferensi Menunjukkan:

  • Garis 1X melintasi frekuensi alami pertama: Kecepatan kritis pada 2400 RPM—Zona terlarang: 2040-2760 RPM (±15%)
  • Garis 1X melintasi frekuensi alami kedua: Kecepatan kritis pada 4200 RPM—Tidak menjadi masalah karena kecepatan operasinya jauh di bawah
  • Kecepatan Operasi (3000 RPM): Aman di antara dua kecepatan kritis dengan margin pemisahan yang baik
  • Frekuensi Lewat Blade: Pada 3000 Hz, tidak ada gangguan pada mode struktural dalam rentang operasi

Panduan Operasional:

  • Saat memulai, akselerasi melalui rentang RPM 2040-2760 dalam waktu kurang dari 30 detik
  • Operasi berkelanjutan antara 2800-3200 RPM dapat diterima
  • Jangan mencoba untuk beroperasi terus menerus antara 2040-2760 RPM

Pertimbangan Lanjutan

Efek Suhu

Beberapa diagram interferensi mencakup beberapa kurva yang menunjukkan bagaimana frekuensi alami bergeser seiring perubahan suhu (pertumbuhan termal memengaruhi kekakuan dan karakteristik bantalan). Kecepatan kritis dapat berubah seiring pemanasan mesin.

Efek Beban

Untuk permesinan yang beban prosesnya secara signifikan mempengaruhi kekakuan bantalan atau defleksi rotor, diagram interferensi dapat menunjukkan rangkaian kurva untuk kondisi beban yang berbeda-beda.

Sistem Tergandeng

Bila beberapa rotor digabungkan (rangkaian motor-pompa, rangkaian turbin-generator), diagram interferensi harus memperhitungkan mode torsi dan lateral yang digabungkan yang dapat menciptakan kecepatan kritis tambahan.

Membuat Diagram Interferensi

Dari Model Analitis

  1. Mengembangkan model elemen hingga sistem rotor-bantalan
  2. Hitung frekuensi alami pada berbagai kecepatan
  3. Plot kurva frekuensi alami vs. kecepatan
  4. Garis urutan eksitasi overlay (1X, 2X, blade passing, dll.)
  5. Tandai titik persimpangan dan tetapkan zona terlarang
  6. Beri anotasi dengan rentang kecepatan operasi dan prosedur

Dari Data Eksperimen

  1. Lakukan pengujian startup dan coastdown dengan pemantauan getaran
  2. Menghasilkan plot air terjun atau Plot pertanda
  3. Mengidentifikasi lokasi kecepatan kritis dari puncak amplitudo dan pergeseran fase
  4. Buat diagram interferensi yang menandai kecepatan kritis yang diamati
  5. Menetapkan zona terlarang empiris berdasarkan tingkat getaran yang diukur

Manfaat untuk Operasi dan Pemeliharaan

Diagram interferensi memberikan panduan berharga bagi operator mesin dan personel pemeliharaan:

  • Batasan Operasional yang Jelas: Indikasi visual rentang kecepatan aman dan tidak aman
  • Prosedur Startup/Shutdown: Mengidentifikasi kecepatan untuk melintasi dengan cepat
  • Operasi Kecepatan Variabel: Menentukan rentang kecepatan yang dapat diterima untuk penggerak kecepatan yang dapat disesuaikan
  • Alat Pemecahan Masalah: Membantu mendiagnosis apakah masalah getaran terkait dengan kecepatan
  • Perencanaan Modifikasi: Menunjukkan dampak perubahan yang diusulkan sebelum implementasi
  • Alat Bantu Pelatihan: Alat pendidikan untuk memahami perilaku dinamis mesin

Untuk mesin putar kritis, diagram interferensi merupakan dokumen penting yang harus tersedia bagi operator, teknisi pemeliharaan, dan staf teknik, memastikan semua orang memahami karakteristik dinamis mesin dan mengoperasikannya dalam rentang kecepatan aman.

← Kembali ke Indeks Utama

Kategori:
WhatsApp