Sukamųjų mašinų analizės supratimas apie riedėjimą laisvąja eiga
Pakrantė — dar vadinamas stabdymu arba greičio mažinimu — tai procesas, kurio metu besisukanti mašina nuo darbinio greičio sulėtėja iki visiško sustojimo be aktyvaus stabdymo, pasikliaujant natūraliais nuostoliais dėl trinties, oro pasipriešinimo ir guolių pasipriešinimo. rotoriaus dinamika ir vibracijos analizė, a coastdown testas yra diagnostinė procedūra, kurios metu vibracija duomenys registruojami nepertraukiamai, kai mašina lėtėja, suteikiant išsamią informaciją apie kritiniai greičiai, savieji dažniai, ir sistemos dinamiškumą. Kartu su savo atspindžiu, runup Šis bandymas yra pagrindinė priemonė, skirta naujos įrangos paleidimui, sunkiai pašalinamų vibracijų gedimų šalinimui bei rotordinaminių modelių patikrinimui, lyginant juos su realiai pagaminta ir sumontuota mašina.
1. Tikslas ir taikymo sritys
Kritinio greičio nustatymas
Pagrindinė „coastdown“ bandymų paskirtis – nustatyti kritinius greičius:
- kiekvieną kartą, kai greitis nukrenta žemiau kritinio greičio, vibracijos amplitudė pasiekia maksimumą;
- peaks in the amplitudė-greičio diagramoje pažymėkite kritinius greičius;
- pridedamas 180° fazė pakeitimas patvirtina, kad tai tiesa rezonansas o ne kitas su greičiu susijęs reiškinys; ir
- Vieno bandymo metu galima užfiksuoti kelis kritinius greičius.
Natūralaus dažnio matavimas
Kritiniai greičiai atitinka natūralius dažnius:
- pirmasis kritinis greitis pasiekiamas esant pirmajam savajam dažniui, antrasis kritinis – esant antrajam ir t. t.;
- šis bandymas eksperimentiniu būdu patvirtina analitinius prognozavimus; ir
- ji plačiai naudojama baigtinių elementų modeliams tikrinti.
Slopinimo nustatymas
Kiekvieno rezonanso piko ryškumas atskleidžia sistemos slopinimas:
- aštrios, aukštos viršūnės rodo mažą slopinimą;
- plačios, žemos viršūnės rodo didelį slopinimą;
- . slopinimo koeficientas gali būti apskaičiuotas pagal piko plotį ir amplitudę; ir
- Šis rodiklis yra itin svarbus prognozuojant vibracijos lygį būsimame eksploatavimo etape.
Nesubalansuotumo ir pasiskirstymo vertinimas
- fazinių santykių kritiniuose greičiuose atskleidžia, kaip disbalansas yra paskirstytas palei rotorių;
- jie gali atskirti statinį nuo poros disbalansas; and
- jos padeda suplanuoti balansavimo strategiją dar prieš pridedant bet kokį svorį.
2. Išvažiavimo iš inercijos bandymo procedūra
Paruošimas
- Įdiekite jutiklius: place akcelerometrai arba greičio keitikliai guolių vietose, tiek horizontalia, tiek vertikalia kryptimi.
- Įdiekite tachometrą: optinis arba magnetinis tachometras siekiant stebėti sukimosi greitį ir užtikrinti fazės atskaitą.
- Duomenų surinkimo nustatymas: nustatykite nepertraukiamą įrašymą su tinkamu diskretizacijos dažniu.
- Nustatykite greičio diapazoną: paprastai nuo darbinio greičio iki 10–20 % jo arba kol mašina sustoja.
Vykdymas
- Pasiekti pastovų darbo greitį: veikti įprastu greičiu, kol bus pasiekta terminė pusiausvyra ir stabilus vibravimas.
- Pradėti važiavimą iš inercijos: atjunkite pavaros maitinimą – variklį, turbiną ar kitą variklį – ir leiskite įrangai natūraliai sulėtėti.
- Nuolat stebėkite: registruoti vibracijos amplitudę, fazę ir greitį per visą stabdymo procesą.
- Saugumo sumetimais atkreipkite dėmesį į: būkite budrūs ir atkreipkite dėmesį į pernelyg stiprius virpesius, kurie gali reikšti netikėtą rezonansą arba nestabilumas.
- Visiškas stabdymas: tęskite įrašymą, kol mašina sustos arba pasieks mažiausią jus dominančią greitį.
Duomenų rinkimo parametrai
- Pavyzdžių ėmimo dažnis: pakankamai didelis, kad būtų galima užfiksuoti visus reikšmingus dažnius – paprastai 10–20 kartų didesnis už didžiausią dažnį.
- Trukmė: nustatomas rotoriaus inercijos dėka ir gali trukti nuo 30 sekundžių iki 10 minučių.
- Matmenys: amplitudė, fazė ir greitis visose jutiklių vietose.
- Sinchroninis mėginių ėmimas: duomenys, surinkti naudojant pastovius kampinius žingsnius, siekiant užtikrinti užsakymų analizė.
3. Duomenų analizė ir vizualizavimas
Bode sklypas
Standartinis pakrantės nusileidimo duomenų vaizdas yra Bode'o sklypas:
- viršutinė kreivė: vibracijos amplitudė priklausomai nuo greičio;
- apatinė kreivė: fazės kampas priklausomai nuo greičio;
- kritinio greičio požymis: amplitudės maksimumas su atitinkamu 180° fazės poslinkiu; ir
- vienoje vietoje: atskiri grafikai kiekvienam matavimo taškui ir krypčiai.
Krioklio sklypas
A krioklio sklypas (kaskadinė schema) pateikia trimatį vaizdą:
- X ašis: dažnis (Hz arba eilės);
- Y ašis: greitis (aps/min);
- Z ašis (spalva): vibracijos amplitudė;
- 1× komponentas pasirodo kaip įstrižinė linija, rodanti greitį;
- savieji dažniai atrodo kaip horizontalios linijos pastoviu dažniu; ir
- jų sankirta — ten, kur 1× linija kerta savosios dažnio liniją — yra kritinis greitis.
Poliarinis grafikas
- vibracijos vektoriai pavaizduoti esant įvairiems greičiams;
- mažėjant greičiui kiekvienoje kritinėje greičio srityje susidaro būdinga spiralė; ir
- fazės pokytis aiškiai matomas, kai vektorius sukasi ratu.
4. Bandymai su inerciniu važiavimu ir pagreičio sukūrimu
Pakraščio privalumai
- Išorinio maitinimo nereikia: tiesiog atjunkite pavarą ir leiskite mašinai važiuoti iš inercijos.
- Lėtesnis stabdymas: Ilgesnis signalo išlaikymo laikas kiekvienu greičiu užtikrina geresnę dažnio skiriamąją gebą.
- Saugesnis: sistema energiją praranda, o ne kaupia.
- Less stress: Kai viršijami kritiniai greičiai, energija mažėja.
Runup privalumai
- Reguliuojamas greitėjimas: galima reguliuoti greitį esant kritiniams greičiams.
- Įprasto paleidimo dalis: a parengiamąją analizę gali būti surinkti atliekant įprastą paleidimą.
- Galiojančios sąlygos: yra procesų apkrovos, todėl duomenys geriau atspindi tikrąsias veikimo sąlygas.
Palyginimo aspektai
- Temperatūra: Paleidimas paprastai atliekamas šaltu varikliu; stabdymas prasideda esant karštoms eksploatacijos sąlygoms.
- Guolio standumas: Gali skirtis tarp karšto (nuolydžio) ir šalto (pakilimo)
- Trintis ir slopinimas: abu veiksniai priklauso nuo temperatūros ir keičia amplitudžių maksimumus.
- Duomenų palyginimas: Skirtumai tarp pakilimo ir nusileidimo kreivių gali patys savaime atskleisti šiluminius ar apkrovos poveikius.
5. Taikymo sritys ir naudojimo pavyzdžiai
Naujos įrangos paleidimas
- patikrinti, ar kritiniai greičiai atitinka projektinius skaičiavimus;
- patikrinti, ar atitinkami atskyrimo atstumai yra pakankami;
- patikrinti rotoriaus dinamikos modelį; ir
- establish baziniai duomenys atsižvelgiant į ateitį.
Vibracijos problemų šalinimas
- nustatyti, ar stiprus vibravimas susijęs su greičiu (ar tai rezonansas);
- nustatyti iki šiol nežinotus kritinius greičius;
- įvertinti modifikacijos ar remonto poveikį; ir
- atskirti rezonansą nuo kitų vibracijos šaltinių.
Balansavimo procedūros
- už lankstūs rotoriai, „coastdown“ nustato, kuriuos režimus reikia subalansuoti;
- tai padeda pasirinkti tinkamus balansavimo greičius; ir
- jis patikrina, ar padėtis pagerėjo po to, kai modalinis balansavimas.
Modifikacijos patvirtinimas
- atlikus guolių keitimą, patikrinkite, kaip pasikeitė kritinis greitis;
- pasikeitus masės ar standumo parametrams, patikrinkite numatomą savosios dažnio pokytį; ir
- palyginti greičio mažėjimą prieš ir po, kad būtų galima įvertinti pasiektą pažangą.
6. Geriausia praktika atliekant išbėgimo bandymus
Saugos aspektai
- užtikrinkite, kad visi aplink esantys žmonės žinotų, jog vyksta testas;
- atidžiai stebėkite vibraciją, ar neatsiranda netikėtų rezonansų;
- užtikrinti galimybę atlikti avarinį išjungimą;
- išvalykite erdvę aplink įrangą; ir
- jei atsiranda pernelyg stiprus vibravimas, geriau apsvarstykite galimybę atlikti avarinį stabdymą, o ne baigti riedėjimą.
Duomenų kokybė
- Tinkamas stabdymo greitis: ne per greitai, kad kiekvienam greičiui tektų per mažai duomenų taškų, ir ne per lėtai, kad bandymo metu pasikeistų šiluminės sąlygos.
- Stabilios sąlygos: kuo labiau sumažinti procesinių kintamųjų pokyčius bandymo metu.
- Multiple runs: atlikite du ar tris stabdymus iš inercijos, kad patikrintumėte pakartojamumą.
- Visos vietos iš karto: vienu metu užfiksuoti visus padėties rodmenis.
Dokumentacija
- registruoti eksploatavimo sąlygas – temperatūrą, apkrovą, konfigūraciją;
- užfiksuoti visus vibracijos ir greičio duomenis;
- Sukurti standartinius analizės grafikus (Bode, krioklio, poliarinius)
- nustatyti ir pažymėti kiekvieną nustatytą kritinį greitį; ir
- palyginti su projektiniais prognozėmis arba ankstesnių bandymų duomenimis, tada įtraukti į archyvą.
7. Rezultatų aiškinimas
Kritinių greičių nustatymas
- ieškokite amplitudės smailių Bode'o diagramoje;
- patvirtinti kiekvieną su 180° fazės poslinkiu;
- atkreipkite dėmesį į greitį, kuriuo pasiekiamas pikas; ir
- apskaičiuoti saugumo atsargą nuo darbinio greičio.
Sunkumo vertinimas
- Didžiausia amplitudė: kiek padidėja vibracija pasiekus kritinį greitį?
- Smailės asperis: staigus šuolis reiškia mažą slopinimą ir galimą problemą.
- Veikimo atstumas: kiek bėgimo greitis artimas kritiniam greičiui?
- Priimtinumas: paprastai reikalingas maždaug ±15–20 % atskyrimo atsarga.
Išplėstinė analizė
- extract režimo formos remiantis daugiataškiais matavimais;
- apskaičiuoti slopinimo koeficientus pagal maksimalių reikšmių charakteristikas;
- skirti, kas yra priekyje, o kas – gale sūkurys modes; and
- palyginti rezultatus su Campbello diagrama predictions.
8. Važiavimas iš inercijos lauke
Vietoje stabdymo inercija nereikalauja specialaus bandymo stendo – ją galima užfiksuoti nešiojamuoju prietaisu iškart išjungus variklį. Dviejų kanalų analizatorius, pavyzdžiui, Balanset-1A, kurio lazerinis tachometras užtikrina fazės atskaitą, nuolat registruoja amplitudę, fazę ir greitį rotoriui lėtėjant, todėl inžinierius gali tiesiogiai iš gauto Bode'o diagramos nustatyti kritinio greičio smailes. Tie patys duomenys, kuriais nustatomas rezonansas, taip pat leidžia patvirtinti, ar įtakos turi 1× disbalansas, o tai palengvina diagnostiką ir tolesnius veiksmus lauko balansavimas visą darbo eigą per vieną išsukimo ciklą. Trumpai tariant, išsukimo bandymai suteikia empirinius duomenis, kurie papildo analitinius prognozavimus ir atskleidžia tikrąsias besisukančių mašinų dinamines savybes realiomis eksploatavimo sąlygomis.
