Роторлы вибрацияда түйін нүктелерін түсіну
A nodal point — түйін деп те аталады, немесе қозғалыс үш өлшемде қарастырылғанда түйін сызығы —振動する ротор where the displacement белгіленген табиғи жиілігікезінде нөлге тең болып қалады. Валдың басқа бөліктері иілініп және өз қозғалысын жүргіпе өтсе де, түйін нүктесі вал төлік орталық позициясына қатысты стационарлық қалады. Түйін нүктелері mode shapesнегіздік белгілері бола отырып, rotor dynamics analysis, for теңгеру стратегиясы және вибрация датчиктерін қайда орнатуды шешу үшін критикалық маңызды. оларды қате түсініктесеңіз — балансты жұмыс сәтсіз немесе бақылау жүйесі нақты вибрацияны түрде ба қалады; оларды түсінсеңіз — екеуі де түсінікті болады.
1. Әртүрлі вибрация режимдеріндегі түйін нүктелері
Валдың әрбір режимі өзінің түйін және антитүйін үлгісіне ие, режим нөмері көбейген сайын күрделене түседі.
Бірінші иіліс режимі
Бірінші (негіздік) иіліс режимі әдетте мынаны қамтиды:
- ішкі түйінсіз — валы ұзындығы бойынша нөлдік ығысуы болмайды;
- подшипник орналасуы шамамен түйіндер ретінде — қарапайым ілік компоновкасында подшипниктер түйін ұқсас нүктелер ретінде әрекет етеді;
- максималды ығысу подшипниктер арасындағы орта аймақта; және
- қарапайым доға пішіні — вал бір тегіс қисық сызықта ойығады.
Екінші Бүгіну Режімі
Екінші режім ұлғайтылған ComplexPattern бар:
- бір ішкі түйін — бір нүкте, әдетте орта аймақта, ығысуы нөлге тең;
- S-қисықтығы пішіні — вал түйінінің екі жағында қарама-қарсы бағытта ойығады;
- two antinodes — түйінінің әр жағында максималды ығысу; және
- жоғарырақ жиілік — оның табиғи жиілігі бірінші режімінен әлде қайда жоғары.
Үшінші режім және одан да жоғары режімдер
- third mode: екі ішкі түйін нүктесі және үш антиүйін;
- fourth mode: үш түйін нүктесі және төрт антиүйін;
- general rule: режім N-де (N − 1) ішкі түйін нүктесі болады; және
- ығайту қиындығы: жоғары режимдері прогрессивті түрде күрделі толқын өрнектерін көрсетеді.
2. Түйінді нүктелердің физикалық мәні
Нөлдік ығысу — бірақ максималды stress
Түйінді нүктеде, сол режимнің табиғи жиілігінде тербелу кезінде:
- бүйінді орын ығысуы нөлге тең және валик оның нейтраль өсіне өтеді;
- дегенмен, ығысу қисығының еңісі ең тік болғандықтан, бүйінді stress әдетте максимумда болады; және
- сдвиг күштері де түйінде ең үлкен.
Бұл интуицияға қарсы байланыс — ең аз қозғалыс, ең көп stress — түйінді ынамдылық орны болуы мүмкін, бірақ валиктің денсаулығын тек қозғалыс арқылы бағалау үшін нашар орын болып табылады.
Нөлдік сезімтальдық
Түйінді нүктеде қолданылған күш немесе масса сол айтарлықтай режімге минималды әсер етеді:
- adding түзету ағындарын түйінде сол режімді тепе-теңдеу үшін аз еңбек қажет;
- түйінде орналастырылған датчиктер сол режім үшін минималды тербелісін анықтайды; және
- түйінде опора немесе шектеу режімнің табиғи жиілігін едәуде сөндіреді.
3. Балансау үшін практикалық қолдану
Түзету ұшарылу жазықтығының таңдалуы
Түйінді нүктелердің орналасқан жерін білу барлық балансау тәсілін бағыттайды және қатты және икемді валиктер арасында өткір түрде ерекшеленеді.
Қатты валиктер үшін
- олар бірінші критикалық жылдамдықтан төмен жұмыс істейді;
- бірінші режим айтарлықтай ынамдалмаған;
- standard екі жазықтықты балансттау валиктің төңбелігіне жақын ынамдылық тиімді; және
- түйін нүктелері негізгі мәселе емес.
Икемді Роторлар Үшін
- олар критикалық жылдамдықтар арқылы немесе үстінде жұмыс істейді;
- модальды пішіндер және түйін нүктелерін ескерту қажет;
- effective түзету ұстарына антивузлдарда орналасса — максималды ығысудың нүктелерінде;
- тиімсіз орналасулар түйін нүктесінде немесе оның аймағында болатын түзету жазықтықтары, олар осы модадағы құрылымды аз өзгертеді; және
- модальды балансау түзету салмақтарын бөлістіру кезінде түйін нүктелерінің орналасуларын анық ескереді.
Мысал: Екінші Модты Балансалау
Екінші модты қозғайтып, оның бірінші критикалық жылдамдығынан жоғары жүргізілетін ұзын икемді валды қарастырыңыз:
- екінші модта ортасына жақын бір түйін нүктесі бар;
- барлық түзету салмағын ортасына жақын орналастыру — түйін нүктесінде — тиімсіз болар еді;
- оптималды стратегия — түзетулерді екі антивузлда, түйін нүктесінің әр жағында бір бірге орналастыру; және
- салмақ бөлу үлгісі балансалаудың жұмыс істеуі үшін екінші модты пішінге сәйкес келуі керек.
4. Сенсор орналастырудың ерекшеліктері
Вибрацияны өлшеу стратегиясы
Түйін нүктелері шешуші әсерге ие вибрациялық бақылау.
Түйін орналасуларын болдырмау
- түйін нүктесіндегі сенсор осы мода үшін минималды вибрацияны анықтайды;
- егер ол жалғыз өлшеу нүктесі болса, ол ауырлықты вибрация мәселесін пайдалана алмауы мүмкін; және
- бұл тағдыра құбылатындыр тәжірибе деңгейінің қабылдануы туралы рақсыр пайымдауға әкелуі мүмкін.
Антитопты түзету орны
- антитоптар дүрс ауытқуының ең үлкен амплитудасын көрсетеді;
- олар пайда болып келе жатқан мәселеге ең сезімтал болып табылады;
- for the first mode of a simply-supported rotor the antinode lies near mid-span (the bearings are near-nodes); in practice, machine monitoring still usually measures at the bearing housings because they are the accessible, standard mounting locations; and
- жоғары режімдер үшін аралық өлшеу нүктелері қажет болуы мүмкін.
Өлшеудің көптеген нүктелері
- икемді роторлар үшін бірнеше аксиялық орындарда өлшеу жүргізіңіз;
- бұл сенсор түйіннің үстіне отырғаны үшін ешбір режімдің сәтсіз болмауын қамтамасыз етеді;
- бұл режімнің пішіндерін тәжірибелік түрде анықтауға мүмкіндік береді; және
- сыни маңызды құрылғылар әдеттегідей әрбір құрылғы орны плюс орта ара секцияда сенсорлар болады.
5. Түйін-нүкте орнын анықтау
Аналитикалық болжау
- Ақырсыз элемент анализі: режімнің пішіндерін есептеп шығады және түйінді нақтылайды.
- Beam theory: қарапайым конфигурациялар үшін жабық түрінің шешімдері түйін орнын болжап алады.
- Design tools: ротординамика бағдарламасы әрбір режімнің пішінін визуалды түрде түйіндер белгіленген көрсетеді.
Тәжірибелік анықтау
1. Соққы (tүрту) тестілеуі — шахтаны бірнеше орынға құрылғылы шекіч пен соғып, аталмасы көптеген нүктелерде өлшеңіз; берілген жиілік үшін жауап көрсетпейтін орын сол режімнің түйін нүктесі болып табылады. Техника мынаның астында ұзақ сипатталған bump testing and impact testing.
2. Работалау кезінде ығындатудың пішінін өлшеу — критикалық жылдамдықтың жанында жұмыс істеген кезде, аксиал бойынша көптеген нүктелерде вибрацияны өлшеңіз, ығындату амплитудасын орынға қарсы сызыңыз және нөл арасынан өтушілерді түйін орындарын түсіндіруі. Бұл мынаның жүрегі жұмыс істеген кезінің ығындату пішінін талдау.
3. Жақындық сондылар массивтері — бірнеше байланыссыз контакты орнатыңыз жуықтау сенсорлары шахта бойынша және ығындатуды тікелей іске қосу немесе coastdownкезінде өлшеңіз; бұл түйіндерді табу үшін ең дәл эксперименттік әдіс болып табылады.
6. Түйін нүктелері және антиподтар
Түйіндер мен антиподтар бір картинаның өзара толықтырылатын жарымы.
| Nodal Points | Antinodes |
|---|---|
| Нөл ығындату | Максимал ығындату |
| Ең жоғары ығындату еңісі және кернеу | Нөл ығындату еңісі |
| Күштеу немесе өлшеу үшін күш қолдану үшін төмен тиімділік | Түзету салмақтары үшін максимал тиімділік |
| Бекітілген орындары үшін идеал (беріліп жатқан күшті азайту) | Сенсорды орнату үшін оңтайлы орындар |
| — | Біріктірілген жүктемелік түрінде ең жоғары кернеу |
7. Практикалық қолданбалар және істеу оқиғалары
Жағдай: Қағаз машинасының ролигі
- Situation: ұзын (6 метр) рол 1200 айн./мин қысқарғанда жоғары вибрацияланған.
- Analysis: ол бірінші критикалық жылдамдықтан жоғары жұмыс істеп, орта аралықта түйін болатын екінші режимді өндіргеніміз.
- Бастапқы әрекет: ыңғайлы қатынау нүктесі болып табылатын орта аралықта салмақтар қосылды — нәтижесіз.
- Solution: орта аралық түйін нүктесі екенін түсіну арқылы, салмақтарды тоқ нүктелеріне (антитүйіндерге) қайта орналастырды.
- Result: вибрация 85%-ге төмендеді — сәтті модальды балансталғаны.
Жағдай: Бу турбинасының мониторингі
- Situation: жаңа мониторинг жүйесі белгілі дисбалансқа қарамастан төмен вибрациялы көрсеткен.
- Investigation: датчик аңықтамасыз түрде доминантты режимнің түйін нүктесінің жанында орналастырылды.
- Solution: антитүйін орналасуларында қосымша датчиктар нақты вибрация деңгейлерін ашты.
- Lesson: мониторинг жүйесін жобалағанда әрқашан режим пішіндерін ескеріңіз.
8. Ұсынылған ескертулер
Moving Nodes
кейбір жүйелерде түйін нүктелері жұмыс істеу шарттарымен ығысады:
- жылдамдықтан тәуелді подшипник қаттылығы түйін орналасуларын өзгертеді;
- температура вал қаттылығына әсер етеді;
- жауап жүктемеге байланысты болуы мүмкін; және
- асимметриялық жүйелер көлденең және тік қозғалыс үшін әртүрлі түйіндерге ие болуы мүмкін.
Шамалап есептелген және шынайы түйіндер
- True nodes: идеалдандырылған жүйеде нөлдік ығысу нүктелері.
- Шамамалы түйіндер: нақты нольге тең емес, бірақ өте төмен ауытқымалары бар нақты жүйеде өте төмен ауытқымаларының орналасуы damping және басқа идеал емес әсерлер.
- Практикалық нәтиже: нақты түйін болып табылады region нақты математикалық нүкте емес, төмен ауытқымалар аймағы.
9. Далада іске асыру
Өндірістік машиналарының көпшілігін құрайтын қатты роторлар үшін — насостар, желдеткіштер, электрмоторлар және т.б. — іс жүргіштік ережесі өте қарапайым: бірінші сындық жылдамдықтан төмен болып қалыңыз, сонда қиынайтын ауытқымалар түйіндері пайда болмайды, демек роторының ұштарының жанындағы екі түзету жазықтығы жеткілікті. Осы сияқты портативті екі арналы анализатор Балансет-1А дәл қолданылатын бір жазықтықта немесе екі жазықтықта балансты орындайды field balancing машинаның өзінің рыштарында, амплитуданы өлшеп және phase салмақтарын есептеу үшін. Ротор сындық жылдамдықты бірінші рет не одан жоғарырақ жылдамдықта жүргенді қажет ету кезінде, түйіндер түйіні түйіні екенін растап, қанша салмақ пайда болғанға дейін аксиалды түйіндік нүктелерде өлшенген амплитуда және фаза деректері аналитикке режимді форманы сөндіруге, режимді түпкі түйін екенін растап ішінесең болады, 85% жақсаруы мен ысырғанған әрекеттің айырмашылығы болып табылады. Түйін нүктелерін түсіну, қысқасы, вибрациялық деректерді дұрыс балансты шешімге айналдырады.
