Oil Whirl-ды түсіну
Oil whirl — сұйық пленкалы (journal) мойынтіректерімен жабдықталған машиналарда — ірі турбиналар, компрессорлар мен сорғылар арасында — пайда болатын өздігінен қоздырылатын, тұрақсыз вибрацияның бір түрі. Бұл сұйықтықтың тудыратын instability нысаны болып табылады, онда білікті тіреп тұрған май пленкасы білікті мойынтірек саңылауының ішінде алға қарай айналмалы қозғалысқа итермелей бастайды. Бұл айналу машинаның жұмыс жиілігінен (1×) төмен жиілікте болатындықтан, ол sub-synchronous вибрация болып табылады — және өздігінен қоздырылатын болғандықтан, оны ұстап тұру үшін сыртқы мәжбүрлеуші күш қажет емес.
1. Анықтама: Oil Whirl дегеніміз не?
Unlike unbalance, ол синхронды (1×) қалыпты қызмет барысында пайда болатын сілтеген вибрация, oil whirl — өз-ынамдылық вибрация: оны қоздыратын энергия біліктің тұрақты айналысынан алынып, мойынтірек май пленкасы арқылы беріледі. Бұл айырмашылық диагностикалық тұрғыдан маңызды, өйткені өздігінен қоздырылатын тұрақсыздықтар кенеттен пайда болып, жедел өсуі мүмкін және оларды 1× балансталмауындағыдай “балансталмауын жою” жолымен жоюға болмайды.
2. Oil Whirl-дың сипаттамалары
Oil whirl-дың вибрациялық деректерде бірнеше айқын, анықталатын белгілері бар:
- Frequency: ең айқын белгі — жұмыс жылдамдығының жартысынан сәл төмен жиілікте үлкен амплитудалы шыңның пайда болуы — әдетте 0.4× and 0.48× (білік жылдамдығының 40%-дан 48%-ына дейін) диапазонында болады. 3000 айн/мин (50 Гц) жылдамдықпен жұмыс істейтін машинада oil whirl шамамен 1200–1440 айн/мин (20–24 Гц) жиілікте көрінеді.
- Direction: вибрация негізінен радиалды (көлденең және тік) болып, жиі айқын бағытталған сипатта болады.
- Orbit plot: X–Y жуықтау сенсорларыдатчиктерінің орбиталық графигінде oil whirl — ішінде бір айқын ішкі іліміші бар, алға қарай прецессиялайтын, жиі бұрмаланған (дөңгелек емес) үлкен орбита түрінде көрінеді.
- Behaviour: oil whirl is not tied to a fixed frequency. As the machine speeds up, the whirl frequency tracks it, always holding the characteristic ~0.4×–0.48× ratio of the new running speed. This speed-tracking behaviour is the key differentiator from a құрылымдық резонанс, ол білік жылдамдығына тәуелсіз тұрақты жиілікте орналасады.
Бұл белгілерді таза түрде алу үшін фазаға сілтемелі, көп арналы өлшеу талап етіледі. A каскадты (сарқырама) диаграмма taken during a run-up or coastdown әсіресе айқын көрінеді, өйткені синхронды жиіліктен төмен шың орнында тұрып қалмай, жұмыс жылдамдығымен бірге жылжитыны байқалады.
3. Механизм: Май ирлені қалай пайда болады?
Май ирлені мойынтірек подшипникіндегі білікті ұстап тұратын гидродинамикалық май сыналарының динамикасынан туындайды. Қалыпты жұмыс кезінде айналмалы білік майды сына тәрізді саңылауға тартып, білікті көтеріп ұстайтын қысым өрісін қалыптастырады. Білік подшипниктің ортасында тұрмайды, жүктеме сызығына қатысты белгілі бір бұрышта, сәл қисайып тұрады.
Сол сынадағы май подшипник ішінде біліктің бет жылдамдығының шамамен жартысымен айналады — бұл дәл сол себептен туындайтын тұрақсыздық 0.5× мәнінен сәл төмен жиілікте байқалады. Егер подшипник аздап жүктелген немесе тым артық clearanceболса, тұрақтандырушы күштер әлсірейді. Содан кейін шағын бұзылу білікті айналмалы майлы қабықшаның «ұстауына» жол беруі мүмкін, ол білікті подшипник бойымен дөңгелек траектория бойынша айналдыра бастайды. Нәтижесінде өздігінен өршитін тербеліс пайда болады, ол өте жоғары амплитудаға жетуі мүмкін — бұны көбінесе тек подшипниктің өзіндік саңылауы шектейді — осы кезде білік подшипник бетіне тиіп кете бастайды.
4. Май шайқалуы: Ауыр түрі
If the machine accelerates to the point where the oil-whirl frequency (~0.4×–0.48×) coincides with one of the rotor’s табиғи жиіліктерін — a critical speed — жағдай күрт нашарлайды. Мұны oil whipдеп атайды, бұл кеңірек whirl-and-whip тұрақсыздықтар тобының ауыр шеткі жағдайы.
- Жиілік бекітілу: тербеліс ротордың меншікті жиілігіне «бекиді» де машина одан әрі жеделдеген сайын өспей тоқтайды.
- Жоғары амплитуда: резонанстық жағдай амплитудані өте жоғары деңгейге дейін арттырады.
- Danger: май шайқалуы — подшипник бетінің сүртілуін және ауыр rotor rub.
5. Жиі кездесетін себептер мен шешімдер
- Causes: аздап жүктелген подшипниктер, подшипниктің артық саңылауы, тым төмен май тұтқырлығы, артық май беру қысымы немесе критикалық жылдамдықты жұмыс жылдамдығының шамамен екі есесіне орналастыратын машина конструкциясы (ротор дәл ирлену жиілігі жеткен кезде критикалық нүктеге жетеді).
- Solutions: шешу жолдары тұрақсыз май қабықшасын бұзуға бағытталған. Мүмкін шаралар: подшипниктің жүктемесін арттыру, май тұтқырлығын түзету, сондай-ақ тұрақсыз айналымды болдырмайтын геометриямен подшипникті қайта жобалау — лимон тесікті (эллиптикалық), қысым жанышты немесе көп қабырғалы және жылжымалы тіреуішті симметриялы қабықша айналымын бұзатын конструкциялар. Орнату сығылатын майлы демпфер кейбір машиналарда тұрақтандырушы демпферлеуді қосуы мүмкін.
Далалық диагнозды растау синхрондыққа дейінгі шыңды және оның фазасын өлшеуді, сондай-ақ синхронды себептерді — тепе-теңсіздік пен misalignment — алдымен жоюды білдіреді. Мысалы, Балансет-1А амплитуда мен phase across the вибрация спектрін and verifies whether the 1× component is acceptable; if the residual 1× is clean yet a strong ~0.45× peak persists and tracks speed, the problem is a fluid-film instability such as oil whirl, not a balance fault — and the fix lies in the bearing, not in correction weights. The characteristic instability frequencies can be cross-checked with a Мойынтіректегі май айналу & май соқпасы жиілік калькуляторы.
