Sukamųjų mašinų analizės supratimas apie riedėjimą laisvąja eiga
Apibrėžimas: Kas yra „Coastdown“?
Pakrantė (dar vadinamas lėtėjimu) yra procesas, kurio metu besisukanti mašina gali sulėtinti greitį nuo darbinio greičio iki sustojimo nenaudojant aktyvaus stabdymo, pasikliaujant natūraliu lėtėjimu dėl trinties, vėjo ir kitų nuostolių. Kalbant apie rotoriaus dinamika ir vibracijos analizė, riedėjimo laisvąja eiga bandymas yra diagnostinė procedūra, kurios metu vibracija Duomenys nuolat įrašomi, kai mašina lėtėja, todėl gaunama vertingos informacijos apie kritiniai greičiai, natūralieji dažniai, ir sistemos dinamines charakteristikas.
Riedėjimo laisvąja eiga bandymas yra pagrindinė priemonė pradedant eksploatuoti naują įrangą, šalinant vibracijos problemas ir patvirtinant rotoriaus dinaminius modelius.
Tikslas ir taikymas
1. Kritinio greičio nustatymas
Pagrindinis riedėjimo laisvąja eiga bandymo tikslas yra nustatyti kritinius greičius:
- Kai greitis mažėja per kiekvieną kritinį greitį, vibracijos amplitudė pasiekia piką
- Viršūnės amplitudė ir greičio grafikas žymi kritinius greičius
- Lydimas 180° fazė poslinkis patvirtina rezonansą
- Vieno bandymo metu galima nustatyti kelis kritinius greičius
2. Natūralaus dažnio matavimas
Kritiniai greičiai atitinka natūralius dažnius:
- Pirmasis kritinis greitis atsiranda esant pirmajam natūraliam dažniui
- Antrasis kritinis lygis esant antrajam natūraliam dažniui ir pan.
- Pateikia eksperimentinį analitinių prognozių patikrinimą
- Naudojamas baigtinių elementų modeliams patvirtinti
3. Slopinimo nustatymas
Rezonanso smailių ryškumas atskleidžia sistemą slopinimas:
- Aštrūs, aukšti pikai rodo mažą slopinimą
- Platūs, žemi pikai rodo didelį slopinimą
- Slopinimo koeficientą galima apskaičiuoti pagal smailės plotį ir amplitudę
- Svarbu prognozuoti vibracijos lygius būsimo veikimo metu
4. Nesubalansuoto pasiskirstymo vertinimas
- Faziniai ryšiai esant kritiniams greičiams atskleidžia disbalansas platinimas
- Gali nustatyti statinį ir poros disbalansą
- Padeda planuoti balansavimo strategiją
Riedėjimo laisvąja eiga bandymo procedūra
Paruošimas
- Jutiklių įrengimas: Vieta akcelerometrai arba greičio keitikliai guolių vietose horizontalia ir vertikalia kryptimis
- Tachometro įrengimas: Optinis arba magnetinis jutiklis sukimosi greičiui sekti ir fazės etalonui pateikti
- Duomenų rinkimo konfigūravimas: Nustatykite nepertraukiamą įrašymą su tinkamu diskretizavimo dažniu
- Apibrėžkite greičio diapazoną: Tipinis diapazonas nuo darbinio greičio iki 10–20% darbinio greičio arba iki mašinos sustojimo
Vykdymas
- Stabilizavimas darbiniu greičiu: Važiuokite įprastu greičiu, kol pasieksite terminę pusiausvyrą ir stabilią vibraciją
- Pradėti riedėjimą laisvąja eiga: Atjunkite pavaros maitinimą (variklį, turbiną ir kt.) ir leiskite natūraliai lėtėti.
- Nuolatinis stebėjimas: Įrašykite vibracijos amplitudę, fazę ir greitį lėtėjimo metu
- Saugos stebėjimas: Stebėkite per didelę vibraciją, rodančią netikėtus rezonansus ar nestabilumą
- Visiškas lėtėjimas: Tęskite įrašymą, kol mašina sustos arba pasieks minimalų dominantį greitį
Duomenų rinkimo parametrai
- Imties dažnis: Pakankamai aukštas, kad būtų galima užfiksuoti visus dominančius dažnius (paprastai 10–20 × maksimalus dažnis)
- Trukmė: Priklauso nuo rotoriaus inercijos – gali būti nuo 30 sekundžių iki 10 minučių
- Matmenys: Vibracijos amplitudė, fazė, greitis visose jutiklių vietose
- Sinchroninis mėginių ėmimas: Duomenys imami pastoviais kampiniais žingsniais eilės analizei
Duomenų analizė ir vizualizacija
Bode sklypas
Standartinė riedėjimo laisvąja eiga duomenų vizualizacija yra Bode'o sklypas:
- Viršutinis sklypas: Vibracijos amplitudė ir greitis
- Apatinis sklypas: Fazės kampas ir greitis
- Kritinio greičio parašas: Amplitudės pikas su atitinkamu 180° fazės poslinkiu
- Keli sklypai: Atskiri grafikai kiekvienai matavimo vietai ir krypčiai
Krioklio sklypas
Krioklio sklypai pateikti 3D vizualizaciją:
- X ašis: dažnis (Hz arba eilėmis)
- Y ašis: greitis (aps./min.)
- Z ašis (spalva): vibracijos amplitudė
- 1× Komponentas: Rodoma kaip įstrižainės linijos sekimas su greičiu
- Natūralūs dažniai: Atrodo kaip horizontalios linijos (pastovus dažnis)
- Sankirtos taškai: Kur 1 × linija kerta natūralaus dažnio liniją = kritinis greitis
Poliarinis grafikas
- Vibracijos vektoriai, pavaizduoti keliais greičiais
- Būdingas spiralinis modelis, kai greitis mažėja per kritinius greičius
- Faziniai pokyčiai aiškiai matomi
Riedėjimo ir įsibėgėjimo bandymai
Pakraščio privalumai
- Nereikia išorinio maitinimo: Tiesiog atjunkite pavarą ir leiskite mašinai riedėti
- Lėtesnis lėtėjimas: Daugiau laiko kiekvienu greičiu, geresnė raiška
- Saugesnis: Sistema natūraliai praranda energiją, o ne ją gauna
- Mažiau streso: Kritiniai greičiai viršyti mažėjant energijai
Runup privalumai
- Kontroliuojamas pagreitis: Gali valdyti greitį esant kritiniams greičiams
- Įprasto paleidimo dalis: Duomenys, surinkti įprasto paleidimo metu
- Aktyvios sąlygos: Esamos proceso apkrovos, labiau atspindinčios veikimą
Palyginimo aspektai
- Temperatūros poveikis: Įbėgimas atliktas šaltu režimu; riedėjimas iš karštų eksploatavimo sąlygų
- Guolio standumas: Gali skirtis tarp karšto (nuolydžio) ir šalto (pakilimo)
- Trintis ir slopinimas: Priklauso nuo temperatūros, turi įtakos smailių amplitudėms
- Duomenų palyginimas: Įsibėgėjimo ir riedėjimo duomenų skirtumai gali atskleisti šiluminį arba apkrovos poveikį
Taikymo ir naudojimo atvejai
Naujos įrangos paleidimas
- Patikrinkite, ar kritiniai greičiai atitinka projektavimo prognozes
- Patvirtinkite tinkamus atskyrimo atstumus
- Rotoriaus dinaminių modelių patvirtinimas
- Nustatyti pradinius duomenis ateičiai
Vibracijos problemų šalinimas
- Nustatykite, ar didelė vibracija yra susijusi su greičiu (rezonansas)
- Nustatykite anksčiau nežinomus kritinius greičius
- Įvertinkite modifikacijų ar remonto poveikį
- Skirti rezonansą nuo kitų vibracijos šaltinių
Balansavimo procedūros
- Už lankstūs rotoriai, laisvosios eigos funkcija nustato, kuriuos režimus reikia subalansuoti
- Nustato tinkamus balansavimo greičius
- Patvirtina pagerėjimą po modalinis balansavimas
Modifikacijos patvirtinimas
- Pakeitus guolius, patikrinkite kritinius greičio pokyčius
- Pasikeitus masei ar standumui, patvirtinkite numatytus natūralius dažnio pokyčius
- Palyginkite duomenis prieš ir po riedėjimo laisvąja eiga, kad kiekybiškai įvertintumėte pagerėjimą
Geriausia laisvosios eigos bandymų praktika
Saugos aspektai
- Užtikrinti, kad būtų atliekamas visiems darbuotojams žinomas testas
- Atidžiai stebėkite vibraciją, ar neatsiranda netikėtų rezonansų
- Turėti avarinio išjungimo galimybę
- Bandymo metu išvalykite erdvę aplink įrangą
- Jei atsiranda per didelė vibracija, verčiau apsvarstykite avarinį sustojimą, o ne riedėjimo be išjungimo galimybę.
Duomenų kokybė
- Tinkamas lėtėjimo greitis: Ne per greitas (nepakanka duomenų taškų kiekvienu greičiu) arba per lėtas (temperatūros pokyčiai bandymo metu)
- Stabilios sąlygos: Sumažinkite proceso kintamųjų pokyčius bandymo metu
- Keli bėgimai: Atlikite 2–3 riedėjimus riedėjimui kartojamumo patikrinimui
- Visos matavimo vietos: Įrašykite duomenis visuose guoliuose vienu metu
Dokumentacija
- Registruoti eksploatavimo sąlygas (temperatūrą, apkrovą, konfigūraciją)
- Užfiksuokite išsamius vibracijos ir greičio duomenis
- Sukurti standartinius analizės grafikus (Bode, krioklio, poliarinius)
- Nustatykite ir pažymėkite visus rastus kritinius greičius
- Palyginkite su projektavimo prognozėmis arba ankstesnių bandymų duomenimis
- Archyvuokite duomenis ateičiai
Rezultatų interpretavimas
Kritinių greičių nustatymas
- Ieškokite amplitudės pikų Bode diagramoje
- Patvirtinkite su 180° fazės poslinkiu
- Atkreipkite dėmesį į greitį, kuriuo pasiekiamas pikas
- Apskaičiuokite atskyrimo ribą nuo darbinio greičio
Sunkumo vertinimas
- Didžiausia amplitudė: Kokį aukštį vibracija pasiekia esant kritiniam greičiui?
- Didžiausias ryškumas: Staigus pikas rodo silpną slopinimą, galimą problemą
- Veikimo atstumas: Kiek artimas darbinis greitis kritiniams greičiams?
- Priimtinumas: Paprastai reikalingas ±15–20% atskyrimo skirtumas
Išplėstinė analizė
- Ištrauka režimo formos iš daugiataškių matavimų
- Apskaičiuokite slopinimo koeficientus pagal smailių charakteristikas
- Atskirti pirmyn ir atgal sukimosi režimus
- Palyginti su Campbello diagrama prognozės
Riedėjimo laisvąja eiga bandymas yra esminė rotoriaus dinamikos diagnostikos priemonė, teikianti empirinius duomenis, kurie papildo analitines prognozes ir atskleidžia tikrąjį besisukančių mechanizmų dinaminį elgesį realiomis eksploatavimo sąlygomis.