回転機械の起動時の振動を理解する
定義: 起動時の振動とは何ですか?
起動時の振動 を指します 振動 回転機械の静止状態から通常の運転速度への加速過程における特性と挙動。これには、予想される 過渡振動 機械が通過するとき 臨界速度 および、特に起動段階で発生する可能性のある異常な振動現象、例えば、 サーマルボウ, 、ベアリングの不安定性、または機械的な沈下など。.
振動に関連する多くの問題は起動時に最も顕著に現れ、起動時の過渡状態は動作中に最も機械的ストレスがかかる期間となる可能性があるため、起動時の振動を理解して監視することは、機械の安全な動作にとって非常に重要です。.
典型的な起動時の振動特性
通常の起動時の振動の進行
正常に機能している機械では、起動時の振動は予測可能なパターンに従います。
初期フェーズ（0-20%速度）
臨界速度を超える加速
- 振動振幅は各臨界速度に近づくにつれて増加する
- 臨界速度（共振）におけるピーク振幅
- 速度が危険速度を超えて継続すると急激に減少する
- 180° 段階 各臨界速度を通過する
- 動作速度以下に複数の危険速度が存在する場合、複数のピークが発生する
動作速度へのアプローチ
- 振動が定常レベルに落ち着く
- 主に残留不均衡からの1×成分
- 熱安定化により、最初の30～60分で徐々に変化が生じる可能性があります。
一般的な起動時の振動の問題
1. サーマルボウ
サーマルボウ 最も一般的な起動特有の振動の問題は次のとおりです。
- 症状： 初期加速時に振動が大きいが、機械が温まるにつれて徐々に減少する
- 原因： 非対称加熱により一時的なシャフトの湾曲が生じる
- 頻度： 1×同期
- 行動： 低速でも高いが、熱平衡に達すると低下する
- 解決策 ウォームアップ手順の延長、ギア操作の旋回
2. 過度の危険速度振動
- 症状： 危険速度を通過すると非常に高い振動ピークが発生する
- 原因: 貧しい 減衰, 、高いアンバランス、危険速度に近すぎる運転
- リスク： 起動時にベアリングやシールが損傷する可能性がある
- 解決策 バランスを改善し、重要なゾーンでの加速率を高め、ダンピングを追加します
3. 加速時の摩擦
- 症状： 突然の不規則な振動と同期していない部品
- 原因： 不十分なクリアランス、過度の危険速度振動による接触
- リスク： 熱による損傷、シールの破壊
- 解決策 クリアランスを確認し、バランスを改善し、加速を遅くする
4. 始動時のベアリングの不安定性
- 症状： 加速中に発生する亜同期振動
- 原因： ベアリングはまだ動作温度に達しておらず、最適な剛性/減衰力を備えていない
- 行動： ベアリングが温まると消える場合があります
- 解決策 フル加速の前に中速で長時間ウォームアップする
起動手順の設計
加速率の最適化
加速率は機械の特性に合わせて調整する必要があります。
低速加速ゾーン
- 初期ロール（0-10%速度）： 熱による曲がりや機械的な問題の検出が非常に遅い
- 最初のクリティカル未満: 温熱ウォームアップのための中程度の速度
- 何よりも重要な点: より速く動作速度まで加速できる
高速通過ゾーン
- 臨界速度範囲: 急加速（各危険速度付近で±15-20%）
- 標準料金: 通常の加速率の2～5倍
- 目的： 共振時間を最小限に抑え、振動振幅の増加を制限する
ホールドポイント
- 熱浸漬速度: 大型タービンの場合は30%、50%、70%で保持
- 間隔： 各ホールドで10～30分
- 目的： 熱安定化を可能にし、熱勾配を低減する
- 振動チェック: 続行する前に振動が許容できることを確認してください
監視と受け入れ基準
リアルタイム監視
起動中に監視:
- 全体的な振動レベル: いかなる速度でも警報限度を超えてはならない
- ベアリング温度: 緩やかな増加は許容できるが、急激な増加は問題を示す
- 速度追跡: 機械がスムーズに加速していることを確認する
- 位相角: 機械的な問題を示す予期しない変化を追跡する
受け入れ基準
- 臨界速度ピーク: 予測と一致するはずです ±10-15%
- ピーク振幅: 設計限界を超えてはならない（通常は機器の仕様で定義される）
- 定常振動: 熱安定化後に許容レベルに達するはず
- 再現性: 後続のスタートアップは一貫した行動を示すべきである
異常な起動振動のトラブルシューティング
高い初期振動
考えられる原因:
- 前回の操作またはシャットダウンからの熱変形
- 機械弓または曲がったシャフト
- ベアリングの問題（摩耗、ずれ）
- 緩みまたは機械的欠陥
ウォームアップ中に振動が増加する
考えられる原因:
- 非対称加熱による熱弓状変形の発生
- 熱膨張がアライメントに影響を与える
- ベアリングクリアランスは温度によって変化する
- 熱膨張により隙間がなくなり、擦れが生じる
加速時の不規則な振動
考えられる原因:
- 摩擦または断続的な接触
- 緩んだ部品の沈下や移動
- カップリングの問題
- 可変ベアリング挙動
ドキュメントとベースラインデータ
初期試運転
ベースライン起動振動シグネチャを確立します。
定期的な比較
- 現在のスタートアップをベースラインと比較する
- 危険な速度箇所の変化を探す（機械的な変化を示す）
- ピーク振幅の変化を追跡する（アンバランスまたは減衰の変化を示す）
- ベースラインに存在しない新しい振動成分を監視する
起動時の振動解析は、定常状態モニタリングを補完する機械の健全性把握に役立ちます。多くの問題の発生は起動時に最も顕著に現れるため、起動時の振動傾向の解析は、重要な回転機器にとって貴重な予知保全ツールとなります。.
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