Savaime sužadintos vibracijos supratimas

1. Apibrėžimas: Kas yra savaime sužadinta vibracija?

Savaime sužadinta vibracija (taip pat žinoma kaip savaime sukelta arba nestabili vibracija) yra ypač pavojingas vibracijos tipas, kai sistemos judėjimas sukelia jėgas, kurios savo ruožtu palaiko arba sustiprina tą judėjimą. Tai sukuria grįžtamąjį ryšį, kai vibracijos amplitudė gali didėti, kartais iki katastrofiško lygio, be jokio atitinkamo išorinio jėgos dažnio padidėjimo.

Tai iš esmės skiriasi nuo priverstinės vibracijos, pvz. disbalansas arba nesutapimas, kur vibracija yra tiesioginis atsakas į specifinį, periodinį įėjimą (priverstinio veikimo dažnį). Savaime sužadintoje sistemoje vibracija sukuria savo varomąją jėgą.

2. Grįžtamojo ryšio ciklo mechanizmas

Savaime sužadintos vibracijos mechanizmą galima apibendrinti taip:

1. Sistema (pvz., rotorius guolyje) juda.
2. Mažas, atsitiktinis trikdis sukelia nedidelį poslinkį arba greičio pasikeitimą.
3. Šis judesio pokytis keičia sistemą veikiančias jėgas (pvz., skysčio slėgį guolyje arba įrankio pjovimo jėgą).
4. Svarbiausia, kad ši pakitusi jėga veikia taip, kad *prideda energijos* sistemai, stumdama komponentą toliau ta kryptimi, kuria jis jau judėjo.
5. Šis padidėjęs judėjimas sukuria dar didesnę jėgą, kuri prideda daugiau energijos ir taip toliau.

Dėl šio grįžtamojo ryšio ciklo vibracija auga tol, kol ją apriboja sistemos netiesiškumas (pvz., staigus sustojimas) arba ji sukelia gedimą.

3. Įprasti savaime sužadintos vibracijos pavyzdžiai

Keletas gerai žinomų mašinų diagnostikos reiškinių yra klasikiniai savaime sužadinamos vibracijos pavyzdžiai:

• Aliejaus sūkurys ir aliejaus plaktuvas: Dažniausi pavyzdžiai besisukančiose mašinose. Skysčio plėvelės slankiojančiame guolyje besisukantis velenas sukuria alyvos pleištą. Dėl trikdžių pats alyvos pleištas gali pradėti suktis (suktis) aplink guolį. Šio besisukančio pleišto slėgis stumia veleną, o tai suteikia sūkuriui daugiau energijos. Gauta vibracija nėra darbinio greičio, o subsinchroninio dažnio (paprastai 0,42–0,48X bėgimo greitis).
• Plepėjimas apdirbant: Pjaunant metalą (tekinant arba frezuojant), vibracija atsiranda, kai pjovimo įrankis pradeda vibruoti. Dėl šios vibracijos kinta pjaunamos drožlės storis. Kintantis drožlės storis savo ruožtu sukelia pjovimo jėgos svyravimus, o ši svyruojanti jėga gali grąžinti energiją į įrankio vibraciją, sukeldama stiprų vibraciją.
• Aerodinaminis plazdėjimas: Lėktuvo sparno vibracija, kai dėl sparno lenkimo ir sukimosi judesio keičiasi jo aerodinaminis profilis. Šis profilio pokytis pakeičia oro slėgį taip, kad sparno judėjimui pridedama energijos, o nekontroliuojamas gali sukelti katastrofišką gedimą.
• Rotoriaus įtrynimai: Būklė, kai rotorius liečiasi su nejudančia dalimi. Trintis dėl trinties gali įkaitinti rotorių ir jis gali išlinkti. Šis išlinkimas padidina trinties jėgą, o tai padidina šilumą ir išlinkimą, sukurdama grįžtamąjį ryšį, kuris gali sukelti strigimą.

4. Pagrindinės charakteristikos ir diagnozė

Savaime sužadintos vibracijos dažnai turi skirtingas savybes FFT spektras:

• Nesinchroniniai dažniai: Vibracija paprastai nėra sveikojo skaičiaus kartotinis arba harmoninis važiavimo greičio. Ji dažnai pasireiškia esant subsinchroninis dažnis.
• Nestabilumas: Amplitudė gali būti labai nestabili ir greitai augti, šiek tiek pasikeitus darbo sąlygoms (greičiui, temperatūrai, apkrovai).
• Staigus pradžia: Vibracijos gali visai nebūti, kol mašina neperžengs tam tikro greičio ar apkrovos slenksčio, o tada ji gali atsirasti staiga ir didelės amplitudės.

Savaime sužadintos vibracijos diagnostika apima šių būdingų nesinchroninių viršūnių nustatymą ir fizinių mechanizmų, kurie gali sukelti tokį nestabilumą konkrečioje mašinoje, supratimą.

← Atgal į pagrindinį rodyklę