როტორის ვიბრაციის კვანძოვანი წერტილების გაგება
ა კვანძოვანი წერტილი — ასევე უწოდებენ ზღვრულ წერტილს, ან ზღვრულ ხაზს, როდესაც მოძრაობა განიხილება სამ განზომილებაში — არის კონკრეტული მდებარეობა რხევადი როტორი სადაც გადაადგილება რჩება ნულოვანი, იმ დროს როდესაც როტორი რხევის კონკრეტული ბუნებრივი სიხშირე. მაშინაც კი, როდესაც ხორბლის დარჩენილი ნაწილი მრუდება და მოძრაობის საშუალებით იფრიალება, ზღვრული წერტილი რჩება სტაციონარული ხორბლის ნეიტრალური პოზიციის მიმართ. ზღვრული წერტილები ფუნდამენტური მახასიათებელია რეჟიმის ფორმები, და ის, სად ხვდება ისინი, გადამწყვეტია როტორის დინამიკა analysis, for დაბალანსება სტრატეგია, და სად დამაგრებულიყოს ვიბრაციის სენსორები. თუ მათ არასწორად შეაფასებთ, დაბალანსების სამუშაო ვერ წარმატდება ან მონიტორინგის სისტემა მცირე ვიბრაციასთან ხდება განბლოკიტი; თუ მათ გაიგებთ, ორივე ხდება სტრეიტფორვარდი.
1. ზღვრული წერტილები სხვადსხვა ვიბრაციის რეჟიმებში
ხორბლის თითოეულ რეჟიმს აქვს თავისი ზღვრული წერტილებისა და ანტიზღვრული წერტილების ნიმუში, უფრო რთული რეჟიმის რიცხვის მატებასთან ერთად.
პირველი მოხრის რეჟიმი
პირველ (ფუნდამენტურ) მოხრის რეჟიმს, როგორც წესი, აქვს:
- ნული შიდა ზღვრული წერტილები — არ არის ნულოვანი გადახრის წერტილი ხორბლის დიაპაზონში;
- ტარების მდებარეობა, როგორც მიახლოებითი ზღვრული წერტილები — უბრალოდ მხარდჭერილ განლაგებაში ტარებები ახლოს უდგებიან ზღვრულ წერტილებს;
- მაქსიმალური გადახრა ტარვის შორის შუა სპანთან; და
- მარტივი რკალური ფორმა — ლილვი იღუნება ერთი გლუვი მრუდით.
მეორე მოხრის რეჟიმი
მეორე რეჟიმს უფრო რთული სქემა აქვს:
- ერთი შიდა კვანძი — ერთი წერტილი, ჩვეულებრივად შუა სპანთან, სადაც გადახრა ნულია;
- S-მრუდის ფორმა — ლილვი იღუნება საპირისპირი მიმართულებებით კვანძის ორივე მხარეს;
- two antinodes — მაქსიმალური გადახრა კვანძის თითოეულ მხარეს; და
- უფრო მაღალი სიხშირე — მისი ბუნებრივი სიხშირე ბევრად აღემატება პირველ რეჟიმს.
მესამე რეჟიმი და უფრო მაღალი
- third mode: ორი შიდა კვანძის წერტილი და სამი ანტიკვანძი;
- fourth mode: სამი კვანძის წერტილი და ოთხი ანტიკვანძი;
- general rule: რეჟიმ N-ს აქვს (N − 1) შიდა კვანძის წერტილი; და
- გაძლიერებული სირთულე: უფრო მაღალი რეჟიმები აჩვენებენ თანდათან უფრო რთულ ტალღოვან ნიმუშებს.
2. კვანძის წერტილების ფიზიკური მნიშვნელობა
ნულოვანი გადახრა — მაგრამ მაქსიმალური დაძაბვა
კვანძის წერტილში, ვიბრაციის დროს ამ რეჟიმის ბუნებრივი სიხშირით:
- გვერდითი გადაადგილება ნულია და ლილვი გადის მის ნეიტრალურ ღერძზე;
- მაგრამ მოხრის დაძაბვა ჩვეულებრივად მაქსიმალურია, რადგან გადახრის მრუდის დახრა ყველაზე ციცაბო იქ არის; და
- ჭრის ძალები ასევე მაქსიმალური მდგომარეობაში არიან გაჩერების წერტილში.
ეს საპირისპირო ინტუიციური დაწყვილება — მინიმალური მოძრაობა, მაქსიმალური სტრესი — არის მიზეზი, რატომ შეიძლება გაჩერების წერტილი იყოს ممتاز საყრდენი ადგილი, მაგრამ ცუდი ადგილი როტორის ჯანმრთელობის მსჯელობისთვის მხოლოდ მოძრაობის საფუძველზე.
ნულოვანი მგრძნობელობა
ძალა ან მასა, რომელიც გამოიყენება გაჩერების წერტილში, აქვს მინიმალური ეფექტი ამ კონკრეტულ რეჟიმზე:
- adding კორექციის წონები გაჩერების წერტილში მიმართული დაბალანსება მცირე გავლენას ახდენს იმ რეჟიმის დაბალანსებაზე;
- სენსორები, რომლებიც გაჩერების წერტილში განთავსებულია, აღმოაჩენენ მინიმალურ ვიბრაციას ამ რეჟიმისთვის; და
- საყრდენი ან შეზღუდვა გაჩერების წერტილში ძლივს ცვლის რეჟიმის ’s ბუნებრივი სიხშირე.
3. პრაქტიკული გამოყენება დაბალანსებისთვის
კორექციის სიბრტყის შერჩევა
კვანძის წერტილების ადგილმდებარეობის ცოდნა წარმართავს მთელ დაბალანსების მიდგომას, და ის მკვეთრად განსხვავდება მყარი და მოქნილი როტორებისთვის.
ხისტი როტორებისთვის
- ისინი მუშაობენ პირველი კრიტიკული სიჩქარის ქვემოთ;
- პირველი რეჟიმი არ არის მნიშვნელოვნად აღელვებული;
- standard ორსიბრტყიანი ბალანსირება როტორის ბოლოების ახლოს არის ეფექტური; და
- კვანძის წერტილები არ არის პირველადი ღრმა.
მოქნილი როტორებისთვის
- ისინი მუშაობენ კრიტიკულ სიჩქარებზე ან მის ზემოთ;
- რეჟიმის ფორმები და კვანძის წერტილები უნდა გაითვალისწინოს;
- effective კორექციის სიბრტყეები მდებარეობენ ანტიკვანძის წერტილებში — მაქსიმალური გადახრის წერტილებში;
- არაეფექტური ადგილები აქვთ კორექციის სიბრტყეები კვანძის წერტილში ან მის ახლოს, რომლებიც ძლივს გავლენას ახდენენ იმ რეჟიმზე; და
- მოდალური დაბალანსება კორექტირების წონების განაწილებისას აშკარად ითვალისწინებს კვანძოვანი წერტილების მდებარეობას
მაგალითი: მეორე რეჟიმის დაბალანსება
განიხილეთ ხანგრძლივი მოქნილი ლილვი, რომელიც მუშაობს მის პირველი კრიტიკული სიჩქარის ზემოთ, აღელვებულია მეორე რეჟიმი:
- მეორე რეჟიმს აქვს ერთი კვანძოვანი წერტილი შუა გაბიტის მახლობელი;
- კორექციის ყველა წონის განთავსება შუა გაბიტის ახლოს — კვანძოზე — არაეფექტური იქნება;
- оптимალური სტრატეგია არის კორექციების განთავსება ორ ანტიკვანძოზე, თითოეული კვანძის ორივე მხარეს; და
- წონის განაწილების ნიმუშმა უნდა შეესაბამება მეორე რეჟიმის ფორმას ბალანსირებისთვის.
4. სენსორის განთავსების მხედელობები
ვიბრაციის გაზომვის სტრატეგია
კვანძოვანი წერტილებს გადამწყვეტი ზეწოდა აქვთ ვიბრაციის მონიტორინგი.
მოერიდეთ კვანძოვან ადგილებს
- სენსორი კვანძოზე დაფიქსირებული იყო მინიმალური ვიბრაციას იმ რეჟიმისთვის;
- ის შეიძლება გამოტოვოს სერიოზული ვიბრაციის პრობლემა, თუ ეს არის ერთადერთი საზომი წერტილი; და
- შეიძლება შეიქმნას მისაღები ვიბრაციის დონის ცრუ შთაბეჭდილება
სამიზნე ანტინოდური მდებარეობები
- ანტიკვანძოები აჩვენებენ მაქსიმალურ ვიბრაციის ამპლიტუდას;
- ისინი ყველაზე მგრძნობიარე განვითარებადი პრობლემის მიმართ;
- პირველი რეჟიმისთვის ეს ჩვეულებრივ ისაა დამჭერი მდებარეობებში; და
- უმაღლესი რეჟიმებისთვის შეიძლება საჭირო იყოს შუაგულის საზომი წერტილები.
მრავალი გაზომვის წერტილი
- მოქნილი როტორებისთვის, გაზომეთ რამდენიმე ღერძულ ადგილას
- ეს უზრუნველყოფს, რომ არცერთი რეჟიმი არ გამოტოვებული იყოს, რადგან სენსორი მოხდა კვანძოზე დაჯდომა;
- ეს საშუალებას აძლევს რეჟიმის ფორმებს ექსპერიმენტულად განისაზღვროს; და
- კრიტიკული აღჭურვილობა ხშირად ატარებს სენსორებს თითოეულ დამჭერზე და შუა გაბიტზე.
5. კვანძოვანი წერტილის მდებარეობის განსაზღვრა
ანალიტიკური პროგნოზირება
- სასრულ-ელემენტის ანალიზი: ითვლის რეჟიმის ფორმებს და ზუსტად განსაზღვრავს კვანძოებს.
- Beam theory: მარტივი კონფიგურაციებისთვის დახურული ფორმის ხსნარი ნიმუშობს კვანძოვანი წერტილის მდებარეობას.
- Design tools: rotordynamics პროგრამული უზრუნველყოფა ვიზუალურად აჩვენებს თითოეული რეჟიმის ფორმას კვანძებით მონიშნული.
ექსპერიმენტული იდენტიფიკაცია
1. დარტყმის (bump) ტესტირება — დაარტყით ლილვი რამდენიმე ადგილას საზომი ჩაქუქის მეშვეობით და გაზომეთ პასუხი მრავალ წერტილში; ადგილი, რომელიც არ აჩვენებს პასუხს მოცემულ სიხშირეზე, წარმოადგენს კვანძ წერტილს იმ რეჟიმისთვის. ტექნიკა დეტალურად აღწერილია bump testing and მდგრადობის ტესტირება.
2. ოპერატიული დეფორმაციის ფორმის გაზომვა — კრიტიკული სიჩქარის მახლობლად ოპერაციის დროს, გაზომეთ ვიბრაცია მრავალ აქსიალურ წერტილში, დაიტანეთ დეფორმაციის ამპლიტუდა პოზიციის მიმართ, და წაიკითხეთ ნულოვანი გადაკვეთები კვანძების ადგილებად. ეს არის ოპერატიული დეფორმაციის ფორმის ანალიზი.
3. სიახლოვის ზონდის მასივები — დააინსტალირეთ რამდენიმე არაკონტაქტური სიახლოვის ზონდები ლილვის გასწვრივ და გაზომეთ დეფორმაცია პირდაპირი ჩაწყობის ან სანაპირო ზოლი; ეს არის ყველაზე ზუსტი ექსპერიმენტული მეთოდი კვანძების პოვნისთვის.
6. კვანძები აქტიკვანძის წინააღმდეგ
კვანძები და აქტიკვანძები ერთი და იმავე სურათის დამატებითი ნაწილებია.
| კვანძოვანი წერტილები | ანტინოდები |
|---|---|
| ნულოვანი გადახრა | მაქსიმალური გადახრა |
| მაქსიმალური მოხრის დახრილობა და სტრესი | ნულოვანი მოხრის დახრილობა |
| ძალის გამოყენების ან გაზომვის დაბალი ეფექტურობა | კორექციის წონების მაქსიმალური ეფექტურობა |
| იდეალური საყრდენის ადგილებისთვის (გადაცემული ძალის მინიმიზაცია) | ოპტიმალური სენსორის განთავსების ადგილები |
| — | უმაღლესი სტრესი კომბინირებული დატვირთვის ქვეშ |
7. პრაქტიკული გამოყენება და საშინაო სტუდიები
შემთხვევა: ქაღალდის მანქანის რულონი
- სიტუაცია: გრძელი (6 მეტრი) რულონი, რომელიც მუშაობს 1200 rpm-ზე მაღალი ვიბრაციით.
- ანალიზი: ის მუშაობდა პირველი კრიტიკული სიჩქარის ზემოთ, აღაფრთოვანებული მეორე რეჟიმი კვანძით შუა-სიგრძეზე.
- საწყისი ცდელი: წონა დამატებული იყო შუა რეგიონში — მოხერხებული წვდომის წერტილი — ცუდი შედეგებით.
- გადაწყვეტა: იმის გაცნობიერებით, რომ შუა რეგიონი იყო მოდალური კვანძი, წონა გადანაწილებული იყო კვარტალ-წერტილებზე (ანტინოდები).
- შედეგი: ვიბრაცია შემცირდა 85%-ით, წარმატებული მოდალური დაბალანსება.
შემთხვევა: მოწყობილობის მონიტორინგი "Steam-Turbine"
- სიტუაცია: ახალმა მონიტორინგის სისტემამ აჩვენა დაბალი ვიბრაცია მიუხედავად ცნობილი დისბალანსისა.
- გამოძიება: სენსორი შემთხვევით მოთავსებული იყო დომინანტური მოდის მოდალური კვანძის მახლობლად.
- გადაწყვეტა: სენსორები ანტინოდების ადგილებში გამოვლინდა ნამდვილი ვიბრაციის დონე.
- გაკვეთილი: ყოველთვის გაითვალისწინეთ მოდის ფორმები მონიტორინგის სისტემის დაპროექტებისას.
8. მოწინავე საკითხები
მოძრავი კვანძები
ზოგიერთ სისტემაში მოდალური კვანძი გადაინაცვლება ოპერაციული პირობებით:
- სიჩქარეზე დამოკიდებული ტარების ხისტობა გადაატრიალებს კვანძის მდებარეობას;
- ტემპერატურა გავლენას ახდენს ლილვის ხისტობაზე;
- პასუხი შეიძლება იყოს დატვირთვაზე დამოკიდებული; და
- ასიმეტრიული სისტემები შეიძლება ჰქონდეს სხვადსხვა კვანძი ჰორიზონტალური და ვერტიკალური მოძრაობისთვის.
მიახლოებითი vs. ნამდვილი კვანძები
- True nodes: იდეალიზებული სისტემაში ზუსტი ნულოვანი გადახრის წერტილი.
- სავარაუდო კვანძი: უმალე დაბალი — მაგრამ არა ზუსტად ნული — გადახრის ადგილი რეალურ სისტემაში ამორტიზაცია და სხვა არა-იდეალური ეფექტები.
- პრაქტიკული შედეგი: რეალური კვანძი არის region დაბალი გადახრის სიზუსტით, ვიდრე ზუსტი მათემატიკური წერტილი.
9. პრაქტიკული გამოყენება საველე პირობებში
მძღოლი როტორებისთვის, რომელიც მოიცავს სამრეწველო მეშინერების უმეტესობას — ტუმბოები, ვენტილატორები, მოტორები და სხვა მსგავსი აღჭურვილობა — სამუშაო წესი უტყუარია: დარჩეთ პირველი კრიტიკული სიჩქარის ქვემოთ და სახიფათო მოხრის კვანძები არ გამოჩნდება, ამიტომ ორი სისტემა როტორის ბოლოების მახლობლად საკმარისია. ორ-არხიანი პორტატული ანალიზატორი, როგორიცაა ბალანსეტი-1ა ასრულებს ზუსტად იმ ერთ- ან ორ-სიბრტყე ველის ბალანსირება მანქანის საკუთარ ძარცებში, აღმეზობლობის და ფაზა წონების გამოსათვლელად. როდესაც როტორი უნდა გაიშვას კრიტიკული სიჩქარის გავლით ან ზემოთ, იგივე აღმეზობლობის და ფაზის მონაცემი, რომელიც აღებული რამდენიმე აქსიალურ წერტილში, საშუშაო-ანალიტიკოსს დაეხმარება რეჟიმის ფორმის რუკა დაადგინოს და დაადასტუროს რომელი სიბრტყე არის ანტიკვანძი დიდი წონის გამოყენებამდე — განსხვავება 85%-იანი გაუმჯობესებისა და გაკრული მცდელობის შორის. აქედან გამომდინარე, კვანძების წერტილების გაგება არის ის, რაც ვიბრაციის მონაცემებს ბალანსირების სწორი გადაწყვეტილებაში აქცევს.
