Šoninės vibracijos besisukančiose mašinose supratimas
Apibrėžimas: Kas yra šoninė vibracija?
Šoninė vibracija (dar vadinama radialine arba skersine vibracija) reiškia besisukančio veleno judėjimą statmenai jo sukimosi ašiai. Paprastai tariant, tai yra veleno judėjimas į šonus arba aukštyn ir žemyn jam sukant. Šoninė vibracija yra labiausiai paplitęs vibracijos tipas. vibracija besisukančiose mašinose ir paprastai sukelia radialinės jėgos, tokios kaip disbalansas, nesutapimas, sulenkti velenai arba guolių defektai.
Šoninės vibracijos supratimas yra esminis dalykas rotoriaus dinamika nes jis yra pagrindinis daugumos besisukančios įrangos vibracijos būdas ir yra daugelio vibracijos stebėjimo ir balansavimas veikla.
Kryptis ir matavimas
Šoninė vibracija matuojama plokštumoje, statmenoje veleno ašiai:
Koordinačių sistema
- Horizontali kryptis: Judėjimas iš vienos pusės į kitą lygiagrečiai žemei
- Vertikali kryptis: Judėjimas aukštyn ir žemyn statmenai žemei
- Radialinė kryptis: Bet kokia kryptis, statmena veleno ašiai (horizontalios ir vertikalios krypties derinys)
Matavimo vietos
Šoninė vibracija paprastai matuojama ties:
- Guolių korpusai: Naudojant akselerometrus arba greičio keitiklius, sumontuotus ant guolių dangtelių arba pagrindų
- Veleno paviršius: Naudojant bekontakčius artumo zondus tiesioginiam veleno judesio matavimui
- Kelios orientacijos: Matavimai tiek horizontalia, tiek vertikalia kryptimis suteikia išsamų šoninio judėjimo vaizdą
Pagrindinės šoninės vibracijos priežastys
Šoninė vibracija gali kilti iš daugelio šaltinių, kurių kiekvienas sukuria būdingus vibracijos parašus:
1. Disbalansas (dažniausiai pasitaikantis)
Disbalansas yra dažniausia šoninių virpesių priežastis. Asimetrinis masės pasiskirstymas sukuria sukamą išcentrinę jėgą, kuri sukuria:
- 1X (vieną kartą per apsisukimą) vibracijos dažnis
- Santykinai stabilus fazė santykiai
- Amplitudė, proporcinga greičio kvadratui
- Apvalus arba elipsinis veleno orbita
2. Nesuderinimas
Veleno nesutapimas tarp sujungtų mašinų sukuriamos šoninės jėgos:
- Iš esmės 2 kartus stipresnė vibracija (du kartus per apsisukimą)
- Taip pat gali sužadinti 1X ir aukštesnes harmonikas
- Dažnai taip pat rodo didelę ašinę dedamąją
- Fazių santykiai skiriasi nuo disbalanso
3. Išlenktas arba išlenktas velenas
Nuolat sulenktas arba išlenktas velenas sukuria geometrinį ekscentricitetą:
- 1X vibracija, kuri gali atrodyti panaši į disbalansą
- Didelė vibracija net ir esant mažam riedėjimo greičiui
- Sunku ištaisyti balansuojant vien
4. Guolių defektai
Riedėjimo elemento guolis Defektai sukelia būdingą šoninę vibraciją:
- Aukšto dažnio komponentai (guolių gedimų dažniai)
- Moduliuojami žemesniais dažniais, sukuriant šoninės juostos
- Dažnai reikalauja apvalkalo analizė aptikimui
5. Mechaninis laisvumas
Atsilaisvinę guoliai, pamatai arba tvirtinimo varžtai sukuria:
- Kelios harmonikos (1X, 2X, 3X ir kt.)
- Netiesinis atsakas į priverstinį veikimą
- Nepastovi arba nestabili vibracija
6. Rotoriaus ir statoriaus trintis
Besisukančių ir nejudančių dalių sąlytis sukuria:
- Subsinchroniniai komponentai
- Staigūs vibracijos amplitudės ir fazės pokyčiai
- Galimas terminis išlinkimas
Šoninė vibracija ir kiti vibracijos tipai
Besisukančios mašinos gali vibruoti trimis pagrindinėmis kryptimis:
Šoninė (radialinė) vibracija
- Kryptis: Statmenai veleno ašiai
- Tipinės priežastys: Disbalansas, nesuderinamumas, sulenktas velenas, guolių defektai
- Matavimas: Akselerometrai arba greičio jutikliai ant guolių korpusų; artumo jutikliai ant veleno
- Dominavimas: Paprastai didžiausia amplitudės vibracijos komponentė
Ašinė vibracija
- Kryptis: Lygiagrečiai veleno ašiai
- Tipinės priežastys: Nesuderinimas, atraminių guolių problemos, proceso srauto problemos
- Matavimas: Ašiškai sumontuoti akselerometrai
- Dominavimas: Paprastai mažesnės amplitudės nei šoninės, bet diagnostinės tam tikriems gedimams
Sukamoji vibracija
- Kryptis: Sukamasis judesys apie veleno ašį
- Tipinės priežastys: Krumpliaračių sujungimo problemos, variklio elektros problemos, movos problemos
- Matavimas: Reikalingi specialūs sukimo vibracijos jutikliai arba deformacijos matuokliai
- Dominavimas: Paprastai maži, bet gali sukelti nuovargio gedimus
Šoniniai virpesių režimai ir kritiniai greičiai
Svetainėje rotoriaus dinamika, šoniniai virpesių režimai apibūdina būdingus veleno deformacijos modelius:
Pirmasis šoninis režimas
- Paprasta lenkimo forma (vienas lankas arba lankas)
- Žemiausias natūralus dažnis
- Lengviausiai sužadinamas disbalanso
- Pirmas kritinis greitis atitinka šį režimą
Antrasis šoninis režimas
- S formos deformacija su vienu mazgo tašku
- Didesnis natūralus dažnis
- Antrasis kritinis greitis
- Svarbu lankstūs rotoriai
Aukštesni šoniniai režimai
- Vis sudėtingesnės formos su keliais mazgais
- Aktualu tik labai greitaeigiams arba labai lankstiems rotoriams
- Gali būti sužadintas praeinančio peilio ar kitų aukšto dažnio sužadinimų
Matavimas ir stebėjimas
Matavimo parametrai
Šoninę vibraciją apibūdina keli parametrai:
- Amplitudė: Judesio dydis, matuojamas poslinkiu (µm, mils), greičiu (mm/s, in/s) arba pagreičiu (g, m/s²)
- Dažnis: Paprastai 1X veikimo greitis, kai vibracijai būdingas disbalansas, tačiau gali būti harmonikų ir kitų dažnių.
- Fazė: Didžiausio poslinkio laikas, palyginti su veleno atskaitos žyme
- Orbita: Tikrasis veleno centro nubrėžtas kelias, žiūrint iš galo
Matavimo standartai
Tarptautiniai standartai pateikia rekomendacijas dėl priimtinų šoninės vibracijos lygių:
- ISO 20816 serija: Įvairių tipų mašinų vibracijos ribos, pagrįstos RMS greičiu
- API 610, 617, 684: Pramonės šakos standartai, skirti siurbliams, kompresoriams ir rotorių dinamikai
- Sunkumo zonos: Apibrėžkite priimtinus, atsargumo ir pavojaus lygius pagal įrangos tipą ir dydį
Kontrolė ir mažinimas
Balansavimas
Balansavimas yra pagrindinis būdas sumažinti šoninę vibraciją dėl disbalanso:
- Vienos plokštumos balansavimas disko tipo rotoriams
- Dviejų plokštumų balansavimas daugumai pramoninių rotorių
- Modalinis balansavimas lankstiems rotoriams, veikiantiems virš kritinių greičių
Lygiavimas
Tikslus veleno suvedimas sumažina šonines jėgas, atsirandančias dėl nesuderinamumo:
- Lazeriniai lygiavimo įrankiai tiksliam veleno padėčiai nustatyti
- Šiluminio augimo įvertinimas derinimo procedūrose
- Švelni pėdos korekcija prieš išlyginimą
Slopinimas
Slopinimas kontroliuoja šoninių virpesių amplitudę, ypač esant kritiniams greičiams:
- Skysčio plėvelės guoliai užtikrina didelį slopinimą
- Suspaudžiamos plėvelės amortizatoriai papildomam valdymui
- Atraminių konstrukcijų slopinimo procedūros
Standumo modifikavimas
Keičiant sistemos standumą, pasiekiamas kritinis greitis:
- Padidėjęs veleno skersmuo padidina kritinius greičius
- Guolių tarpatramio sumažinimas padidina pirmąjį kritinį greitį
- Pamatų sutvirtinimas veikia bendrą sistemos atsaką
Diagnostinė svarba
Šoninių virpesių analizė yra mašinų diagnostikos kertinis akmuo:
- Tendencijos: Šoninės vibracijos stebėjimas laikui bėgant atskleidžia besivystančias problemas
- Gedimų identifikavimas: Vibracijos dažnis ir modelis nustato konkrečius gedimų tipus
- Sunkumo įvertinimas: Amplitudė, palyginti su standartais, rodo problemos rimtumą
- Balansavimo patikrinimas: Šoninės vibracijos sumažinimas patvirtina sėkmingą balansavimą
- Būkle pagrįsta priežiūra: Vibracijos lygiai suaktyvina techninės priežiūros veiksmus
Efektyvus šoninių vibracijų valdymas yra būtinas patikimam ir ilgalaikiam besisukančių mašinų veikimui, todėl tai yra pagrindinis vibracijos stebėjimo programų, nuspėjamosios priežiūros strategijų ir rotorių dinaminio projektavimo aspektas.
 
									 
									 
									 
									 
									 
									