ბრუნვითი ვიბრაციის გაგება მბრუნავ მექანიზმებში
განმარტება: რა არის ბრუნვითი ვიბრაცია?
ბრუნვითი ვიბრაცია არის მბრუნავი ლილვის კუთხური რხევა მისი ბრუნვის ღერძის გარშემო - არსებითად, ბრუნვითი და მოხსნითი მოძრაობა, სადაც ლილვის სხვადასხვა მონაკვეთი ბრუნავს ოდნავ განსხვავებული სიჩქარით ნებისმიერ მოცემულ მომენტში. გვერდითი ვიბრაცია (გვერდიდან გვერდზე მოძრაობა) ან ღერძული ვიბრაცია (წინ-უკან მოძრაობა), ბრუნვითი ვიბრაცია არ გულისხმობს წრფივ გადაადგილებას; სამაგიეროდ, ლილვი განიცდის დადებითი და უარყოფითი კუთხური აჩქარების მონაცვლეობას.
მიუხედავად იმისა, რომ ბრუნვით ვიბრაციას, როგორც წესი, გაცილებით მცირე ამპლიტუდა აქვს, ვიდრე გვერდით ვიბრაციას და ხშირად მისი აღმოჩენა რთულია, მას შეუძლია შექმნას უზარმაზარი მონაცვლეობითი დაძაბულობა ლილვებში, შეერთებებსა და მექანიზმებში, რამაც პოტენციურად გამოიწვიოს კატასტროფული დაღლილობის გამო გამოწვეული ავარიები გაფრთხილების გარეშე.
ფიზიკური მექანიზმი
როგორ ხდება ტორსიული ვიბრაცია
ტორსიული ვიბრაციის ვიზუალიზაცია შესაძლებელია შემდეგნაირად:
- წარმოიდგინეთ გრძელი ლილვი, რომელიც ძრავას ამოძრავებულ დატვირთვასთან აკავშირებს
- ლილვი ბრუნვითი ზამბარის მსგავსად მოქმედებს, რომელიც ბრუნვისას ენერგიას ინახავს და გამოყოფს.
- ცვალებადი ბრუნვის მომენტის ზემოქმედებისას, ლილვი ირხევა, მონაკვეთები კი საშუალო სიჩქარეზე სწრაფად და ნელა ბრუნავს.
- ეს რხევები შეიძლება დაგროვდეს, თუ აგზნების სიხშირე ემთხვევა ბრუნვით ბუნებრივ სიხშირეს.
ბრუნვითი ბუნებრივი სიხშირეები
ყველა ლილვის სისტემას აქვს ბრუნვის ბუნებრივი სიხშირეები, რომლებიც განისაზღვრება შემდეგით:
- ლილვის ბრუნვითი სიმტკიცე: დამოკიდებულია ლილვის დიამეტრზე, სიგრძეზე და მასალის ძვრის მოდულზე
- სისტემის ინერცია: დაკავშირებული მბრუნავი კომპონენტების (ძრავის როტორი, შეერთებები, გადაცემათა კოლოფები, დატვირთვები) ინერციის მომენტები
- მრავალი რეჟიმი: რთულ სისტემებს აქვთ რამდენიმე ბრუნვითი ბუნებრივი სიხშირე
- შეერთების ეფექტები: მოქნილი შეერთებები ზრდის ბრუნვით ელასტიურობას, ამცირებს ბუნებრივ სიხშირეებს
ბრუნვითი ვიბრაციის ძირითადი მიზეზები
1. ცვლადი ბრუნვის მომენტი ორმხრივი ძრავებიდან
ყველაზე გავრცელებული წყარო მრავალ აპლიკაციაში:
- დიზელის და ბენზინის ძრავები: წვის მოვლენები ქმნის პულსირებად ბრუნვას
- სროლის ბრძანება: ქმნის ძრავის სიჩქარის ჰარმონიკას
- ცილინდრების რაოდენობა: ნაკლები ცილინდრი უფრო მეტ ბრუნვის ცვალებადობას წარმოქმნის
- რეზონანსის რისკი: ძრავის მუშაობის სიჩქარე შეიძლება ემთხვეოდეს ბრუნვის კრიტიკულ სიჩქარეებს
2. მექანიზმის ბადის ძალები
გადაცემათა სისტემები წარმოქმნიან ბრუნვით აგზნებას:
- გადაცემათა კოლოფის სიხშირე (კბილების რაოდენობა × ბრ/წთ) ქმნის რხევით ბრუნვის მომენტს
- კბილების დაშორების შეცდომები და პროფილის უზუსტობები ხელს უწყობს
- გადაცემათა კოლოფის უკუსვლამ შეიძლება გამოიწვიოს დარტყმითი დატვირთვა
- მრავალი გადაცემათა კოლოფის საფეხური ქმნის რთულ ბრუნვით სისტემებს
3. ელექტროძრავის პრობლემები
ელექტროძრავებს შეუძლიათ გამოიწვიონ ბრუნვითი დარღვევები:
- პოლუსების გავლის სიხშირე: როტორსა და სტატორს შორის ურთიერთქმედება ქმნის პულსირებად ბრუნვას
- გატეხილი როტორის ღეროები: ქმნის ბრუნვის მომენტის იმპულსებს სრიალის სიხშირეზე
- ცვლადი სიხშირის დრაივერები (VFD): PWM გადართვას შეუძლია ტორსიული რეჟიმების აღგზნება
- საწყისი გარდამავალი პერიოდები: ძრავის გაშვების დროს ბრუნვის დიდი რყევები
4. პროცესის დატვირთვის ვარიაციები
ცვლადი დატვირთვა ამოძრავებულ აღჭურვილობაზე:
- კომპრესორის ძაბვის გადაჭარბების შემთხვევები
- ტუმბოს კავიტაცია, რომელიც ბრუნვის მომენტის მკვეთრ მატებას იწვევს
- ციკლური დატვირთვები სამსხვრევებში, წისქვილებსა და პრესებში
- ვენტილატორებსა და ტურბინებში პირების გავლის ძალები
5. შეერთებისა და ტრანსმისიის პრობლემები
- გაცვეთილი ან დაზიანებული შეერთებები თამაშით ან უკუქცევით
- უნივერსალური სახსრები, რომლებიც მუშაობენ კუთხეებით, ქმნიან 2× ბრუნვით აგზნებას
- ღვედის წამყვანი თვლის სრიალი და ტკაცუნი
- ჯაჭვის წამყვანი პოლიგონის მოქმედება
გამოვლენისა და გაზომვის გამოწვევები
რატომ არის ტორსიული ვიბრაციის აღმოჩენა რთული
გვერდითი ვიბრაციისგან განსხვავებით, ბრუნვითი ვიბრაცია გაზომვისას უნიკალურ სირთულეებს წარმოადგენს:
- რადიალური გადაადგილება არ არის: საკისრების კორპუსებზე დამონტაჟებული სტანდარტული აქსელერომეტრები არ აფიქსირებენ წმინდა ბრუნვით მოძრაობას.
- მცირე კუთხის ამპლიტუდები: ტიპიური ამპლიტუდები გრადუსის წილადებია
- საჭირო სპეციალიზებული აღჭურვილობა: საჭიროებს ბრუნვითი ვიბრაციის სენსორებს ან დახვეწილ ანალიზს
- ხშირად უგულებელყოფილია: არ შედის ვიბრაციის მონიტორინგის რუტინულ პროგრამებში
გაზომვის მეთოდები
1. დაძაბულობის საზომები
- დამონტაჟებულია ლილვის ღერძთან 45°-იანი კუთხით, ძვრის დეფორმაციის გასაზომად
- მბრუნავი ლილვიდან სიგნალის გადასაცემად საჭიროა ტელემეტრიული სისტემა
- ბრუნვითი სტრესის პირდაპირი გაზომვა
- ყველაზე ზუსტი მეთოდი, მაგრამ რთული და ძვირი
2. ორმაგი ზონდით ტორსიული ვიბრაციის სენსორები
- ორი ოპტიკური ან მაგნიტური სენსორი ზომავს სიჩქარეს ლილვის სხვადასხვა ადგილას
- სიგნალებს შორის ფაზური სხვაობა ბრუნვით ვიბრაციაზე მიუთითებს
- უკონტაქტო გაზომვა
- შეიძლება დამონტაჟდეს დროებით ან მუდმივად
3. ლაზერული ტორსიონალური ვიბრომეტრები
- ლილვის კუთხური სიჩქარის ვარიაციების ოპტიკური გაზომვა
- უკონტაქტო, ლილვის მომზადება საჭირო არ არის
- ძვირია, მაგრამ ეფექტურია პრობლემების გადასაჭრელად
4. არაპირდაპირი ინდიკატორები
- ძრავის დენის ნიშნის ანალიზს (MCSA) შეუძლია გამოავლინოს ბრუნვითი პრობლემები
- შეერთებისა და გადაცემათა კოლოფის კბილების ცვეთის ნიმუშები
- ლილვის დაღლილობის ბზარების ადგილმდებარეობა და ორიენტაცია
- უჩვეულო გვერდითი ვიბრაციის ნიმუშები, რომლებიც შესაძლოა ტორსიულ რეჟიმებთან იყოს დაკავშირებული
შედეგები და დაზიანების მექანიზმები
დაღლილობის ჩავარდნები
ბრუნვითი ვიბრაციის ძირითადი საფრთხე:
- ლილვის გაუმართაობა: დაღლილობის ბზარები, როგორც წესი, ლილვის ღერძთან 45°-იანი კუთხით (მაქსიმალური ძვრის დაძაბულობის სიბრტყეები)
- შეერთების გაუმართაობა: გადაცემათა კოლოფის კბილების ცვეთა, მოქნილი ელემენტის დაღლილობა
- გადაცემათა კოლოფის კბილის გატეხვა: ბრუნვითი რხევებით დაჩქარებული
- გასაღებისა და გასაღების ღიობის დაზიანება: რხევითი ბრუნვის მომენტიდან გამოწვეული ფრიტირება და ცვეთა
ტორსიული რღვევების მახასიათებლები
- ხშირად უეცარი და კატასტროფული, გაფრთხილების გარეშე
- მოტეხილობის ზედაპირები ლილვის ღერძთან დაახლოებით 45°-იანი კუთხით
- მოტეხილობის ზედაპირზე სანაპირო ნიშნები დაღლილობის პროგრესირებაზე მიუთითებს
- შეიძლება მოხდეს მაშინაც კი, როდესაც გვერდითი ვიბრაციის დონე მისაღებია
შესრულების პრობლემები
- სიჩქარის კონტროლის პრობლემები ზუსტ დრაივებში
- გადაცემათა კოლოფებისა და შეერთებების გადაჭარბებული ცვეთა
- გადაცემათა კოლოფის ჭრიალისა და შეერთების დარტყმის ხმაური
- ელექტროენერგიის გადაცემის არაეფექტურობა
ანალიზი და მოდელირება
ტორსიული ანალიზი დიზაინის დროს
სათანადო დიზაინისთვის საჭიროა ბრუნვითი ანალიზი:
- ბუნებრივი სიხშირის გაანგარიშება: განსაზღვრეთ ყველა კრიტიკული ბრუნვითი სიჩქარე
- იძულებითი რეაგირების ანალიზი: ბრუნვითი ამპლიტუდების პროგნოზირება სამუშაო პირობებში
- კემპბელის დიაგრამა: ბრუნვითი ბუნებრივი სიხშირეების ჩვენება ოპერაციული სიჩქარის მიმართ
- სტრესის ანალიზი: კრიტიკულ კომპონენტებში მონაცვლეობითი ძვრის ძაბვების გამოთვლა
- დაღლილობის ცხოვრებისეული პროგნოზი: კომპონენტის სიცოცხლის ხანგრძლივობის შეფასება ტორსიული დატვირთვის ქვეშ
პროგრამული ინსტრუმენტები
სპეციალიზებული პროგრამული უზრუნველყოფა ასრულებს ბრუნვით ანალიზს:
- მრავალინერციული გროვად მასის მოდელები
- სასრული ელემენტების ბრუნვითი ანალიზი
- გარდამავალი მოვლენების დროის დომენის სიმულაცია
- სიხშირის დომენის ჰარმონიული ანალიზი
შერბილებისა და კონტროლის მეთოდები
დიზაინის გადაწყვეტილებები
- გამყოფი კიდეები: დარწმუნდით, რომ ბრუნვითი ბუნებრივი სიხშირეები აგზნების სიხშირეებიდან ±20% დაშორებულია
- დემპინგი: ჩართეთ ტორსიული დემპფერები (ვისკოზური დემპფერები, ხახუნის დემპფერები)
- მოქნილი შეერთებები: დაამატეთ ბრუნვითი შესაბამისობა აგზნების დიაპაზონის ქვემოთ მდებარე დაბალ ბუნებრივ სიხშირეებზე
- მასობრივი რეგულირება: დაამატეთ ფლაინერები ან შეცვალეთ ინერციები ბუნებრივი სიხშირეების გადასატანად
- სიხისტის ცვლილებები: ლილვის დიამეტრის ან შეერთების სიმტკიცის შეცვლა
ოპერაციული გადაწყვეტილებები
- სიჩქარის შეზღუდვები: მოერიდეთ უწყვეტ მუშაობას ბრუნვითი კრიტიკული სიჩქარით
- სწრაფი აჩქარება: გაშვებისას კრიტიკული სიჩქარის სწრაფად გადალახვა
- დატვირთვის მართვა: მოერიდეთ პირობებს, რომლებიც აღაგზნებს ბრუნვით რეჟიმებს
- VFD რეგულირება: ბრუნვითი აგზნების მინიმიზაციისთვის ამძრავის პარამეტრების რეგულირება
კომპონენტის შერჩევა
- მაღალი დემპინგის შეერთებები: ელასტომერული ან ჰიდრავლიკური შეერთებები, რომლებიც ანაწილებენ ბრუნვის ენერგიას
- ტორსიული ამორტიზატორები: სპეციალიზებული მოწყობილობები ორმხრივი ძრავის ამძრავებისთვის
- გადაცემათა კოლოფის ხარისხი: ზუსტი გადაცემათა კოლოფი მკაცრი ტოლერანტობით ამცირებს აგზნებას
- ლილვის მასალა: მაღალი დაღლილობისადმი გამძლეობის მასალები ბრუნვით კრიტიკული ლილვებისთვის
ინდუსტრიული გამოყენება და სტანდარტები
კრიტიკული აპლიკაციები
ტორსიული ანალიზი განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია:
- ორმხრივი ძრავის ამძრავები: დიზელის გენერატორები, გაზის ძრავის კომპრესორები
- გრძელი წამყვანი ლილვები: საზღვაო ძრავა, გლინვის ქარხნები
- მაღალი სიმძლავრის გადაცემათა კოლოფები: ქარის ტურბინები, სამრეწველო გადაცემათა კოლოფი
- ცვლადი სიჩქარის ძრავები: VFD ძრავის გამოყენება, სერვო სისტემები
- მრავალსხეულიანი სისტემები: რთული ტრანსმისიები მრავალი დაკავშირებული მანქანით
შესაბამისი სტანდარტები
- API 684: როტორის დინამიკა, მათ შორის ბრუნვითი ანალიზის პროცედურები
- API 617: ცენტრიდანული კომპრესორის ბრუნვის მოთხოვნები
- API 672: შეფუთული ორმხრივი კომპრესორის ბრუნვითი ანალიზი
- ISO 22266: მბრუნავი მექანიზმების ბრუნვითი ვიბრაცია
- VDI 2060: ბრუნვითი ვიბრაციები წამყვანი სისტემებში
ვიბრაციის სხვა ტიპებთან ურთიერთობა
გვერდითი და ღერძული ვიბრაციისგან განსხვავებით, ბრუნვითი ვიბრაცია შეიძლება მათთან ერთად იყოს:
- ლატერალურ-ტორსიული შეერთება: გარკვეულ გეომეტრიებში, ბრუნვითი და გვერდითი რეჟიმები ურთიერთქმედებენ
- გადაცემათა ბადე: ბრუნვითი ვიბრაცია ქმნის კბილების სხვადასხვა დატვირთვას, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს გვერდითი ვიბრაცია.
- უნივერსალური სახსრები: კუთხური არასწორი განლაგება ბრუნვით შემავალ სიგნალს გვერდით გამოსავალთან აკავშირებს
- დიაგნოსტიკური გამოწვევა: კომპლექსური ვიბრაციული ნიშნები შეიძლება შეიცავდეს ვიბრაციის რამდენიმე ტიპს.
ბრუნვითი ვიბრაციის გაგება და მართვა აუცილებელია ელექტროგადამცემი სისტემების საიმედო ფუნქციონირებისთვის. მიუხედავად იმისა, რომ რუტინული მონიტორინგის დროს მას გვერდითი ვიბრაციისგან განსხვავებით ნაკლები ყურადღება ექცევა, ბრუნვითი ვიბრაციის ანალიზი კრიტიკულად მნიშვნელოვანია მაღალი სიმძლავრის ან ზუსტი წამყვანი სისტემების დიზაინისა და პრობლემების მოგვარების დროს, სადაც ბრუნვითი უკმარისობის შედეგად გამოწვეულ წარუმატებლობას შეიძლება კატასტროფული შედეგები მოჰყვეს.
კატეგორიები:
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 