Interferencinių diagramų supratimas

Įrenginiai

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

$2,358.31

Dalys

Vibracijos jutiklis

$107.47

Dalys

Optinis jutiklis (lazerinis tachometras)

$148.07

Įrenginiai

Balanset-4

$8,123.32

Dalys

Magnetinio stovo dydis-60 kgf

$54.93

Dalys

Refleksinė juosta

$11.94

Įrenginiai

Dinaminis balansavimo įrenginys "Balanset-1A" OEM

$2,071.73

Apibrėžimas: Kas yra interferencinė diagrama?

An interferencijos diagrama yra grafinis įrankis, naudojamas rotoriaus dinamika nustatyti sukimosi greičio diapazonus, kuriuose sužadinimo dažniai “trukdo” (atitinka) sistemos natūralieji dažniai, sudarant sąlygas rezonansas. Terminas “interferencija” reiškia probleminę sąveiką tarp priverstinio dažnio (nuo disbalansas, peilio praleidimas ar kiti šaltiniai) ir natūralus dažnis, kuris gali sukelti per didelį vibracija.

Nors glaudžiai susiję su Campbello diagrama, Interferencijos diagramoje dažnai dėmesys sutelkiamas į susikirtimo taškų (interferencijų) ir susijusių greičio zonų, kurių reikėtų vengti arba greitai pravažiuoti eksploatacijos metu, išryškinimą.

Ryšys su Campbello diagramomis

Praktiškai terminai “interferencinė diagrama” ir “Kempbelo diagrama” dažnai vartojami kaip sinonimai, nes jose pateikiama panaši informacija. Tačiau egzistuoja ir subtilūs skirtumai:

Campbello diagramos pabrėžimas

• Rodo visą vaizdą, kaip natūralūs dažniai kinta priklausomai nuo greičio
• Rodo natūralias dažnio kreives kaip nuolatines greičio funkcijas
• Naudojamas daugiausia išsamiai rotoriaus dinaminei analizei ir projektavimui

Interferencijos diagramos pabrėžimas

• Sutelkia dėmesį į konkrečias problemines sritis – susikirtimo taškus
• Dažnai apima užtamsintas “draudžiamas zonas” aplink kritinius greičius
• Dėmesys operatyvumui, pabrėžiant greičio diapazonus, kurių reikia vengti
• Gali apimti kelis sužadinimo šaltinius, ne tik disbalansą

Interferencijos diagramos sudarymas

Interferencinė diagrama sudaroma panašiai kaip Campbello diagrama, tačiau su papildomu operaciniu kontekstu:

Pagrindiniai elementai

• Horizontali ašis: Sukimosi greitis (aps./min. arba Hz)
• Vertikali ašis: Sužadinimas arba natūralus dažnis (Hz arba CPM)
• Natūralaus dažnio linijos: Rodoma, kaip sistemos natūralūs dažniai keičiasi priklausomai nuo greičio
• Sužadinimo eilės linijos: Įstrižainės linijos 1X, 2X, 3X ir kitiems sužadinimo šaltiniams

Papildomos funkcijos

• Paryškinti sankryžos taškai: Kritiniai greičiai aiškiai pažymėti simboliais arba anotacijomis
• Draudžiamos greičio zonos: Užtamsintos juostos aplink kiekvieną kritinį greitį, rodančios vengtinus diapazonus
• Darbinio greičio diapazonas: Aiškiai nurodyta, dažnai kaip vertikali juosta arba paryškintas regionas
• Greitojo važiavimo zonos: Greičio diapazonai, kuriuos reikia greitai įveikti paleidimo / išjungimo metu
• Keli sužadinimo šaltiniai: Mentės praėjimo dažnio, krumpliaračių sujungimo dažnio, guolių defektų dažnių linijos

Interferencijų tipai

Interferencijos diagrama gali nustatyti įvairius probleminių sąveikų tipus:

1. Sinchroniniai trukdžiai (1X)

Labiausiai paplitęs tipas, kai kartą per apsisukimą atsirandančios disbalanso jėgos sutampa su natūraliu dažniu. Tai yra klasikinis kritinis greitis būklė.

2. Harmoniniai trukdžiai (2X, 3X ir kt.)

Aukštesnės važiavimo greičio harmonikos taip pat gali sužadinti rezonansus. Įprasti šaltiniai:

• 2 kartus: Iš nesutapimas, mechaninis laisvumas arba asimetrinis standumas
• 3 kartus, 4 kartus: Dėl krumpliaračių dantų kontaktų, daugiaskilčių guolių arba konstrukcinių asimetrijos

3. Mentės/mentės praskriejimo trukdžiai

Turbomašinų atveju menčių praėjimo dažnis (menčių skaičius × aps./min.) gali sužadinti struktūrinius režimus. Interferencinė diagrama rodo, kur menčių praėjimo dažnio linijos kerta natūraliuosius dažnius.

4. Subsinchroniniai trukdžiai

Tokie reiškiniai kaip naftos sūkurys (paprastai esant 0,43X–0,48X) gali sukelti nesinchroninius trukdžius, kuriuos reikia nustatyti ir valdyti.

5. Ritmo dažnio trukdžiai

Sujungtose sistemose arba sistemose su keliais besisukančiais elementais, dėl nedidelių greičio skirtumų atsirandantys dūžių dažniai gali sukelti trukdžius.

Praktinis pritaikymas mašinų projektavime

Projektavimo etapo paraiškos

1. Kritinio greičio vengimas: Užtikrinkite, kad veikimo greičio diapazonas nesutaptų su trukdžių zonomis
2. Atskyrimo ribos patikrinimas: Patvirtinkite tinkamas ribas (paprastai nuo ±15% iki ±30%) aplink visus kritinius greičius
3. Sužadinimo šaltinio valdymas: Jei trukdžių išvengti neįmanoma, sumažinkite sužadinimo šaltinio amplitudę (pagerinkite balansą, sumažinkite nesutapimą ir pan.).
4. Slopinimo reikalavimai: Nustatykite, kur sustiprinta slopinimas reikalingas rezonansinei vibracijai valdyti

Modifikavimas ir trikčių šalinimas

Kai esami įrenginiai patiria vibracijos problemų, interferencijos diagramos padeda:

• Nustatykite, ar problema kyla dėl per didelio greičio, artėjančio prie kritinio greičio.
• Įvertinkite siūlomus pakeitimus (guolių pakeitimus, pridėtinę masę, standumo modifikacijas)
• Numatykite greičio pokyčių arba kintamo greičio veikimo poveikį
• Nustatykite, ar problema kyla dėl netikėto sužadinimo šaltinio

Draudžiamų greičio zonų nustatymas

Svarbiausia trukdžių diagramų ypatybė yra draudžiamo arba ribojamo greičio zonų apibrėžimas:

Zonos pločio nustatymas

Kiekvienos draudžiamos zonos plotis priklauso nuo kelių veiksnių:

• Sistemos slopinimas: Mažas slopinimas reikalauja platesnių zonų; didelis slopinimas leidžia siauresnes zonas
• Sužadinimo amplitudė: Stipriems sužadinimo šaltiniams reikalingos platesnės vengimo zonos
• Veiklos pasekmės: Svarbios svarbos įrangai gali reikėti konservatyvesnių (platesnių) zonų.
• Tipinės vertės: ±15% gerai slopinamoms sistemoms, ±20–30% prastai slopinamoms sistemoms

Veikimo procedūros

Remiantis trukdžių diagrama, nustatomos veikimo procedūros:

• Leidžiamas nuolatinis veikimas: Greičio diapazonai be trukdžių
• Reikalingas greitas važiavimas: Draudžiamos zonos, pro kurias reikia greitai pereiti paleidimo / išjungimo metu
• Griežtai draudžiama: Stiprios rezonanso zonos, kuriose niekada neleidžiama veikti

Pavyzdys: Turbinos trukdžių diagrama

Apsvarstykite garo turbiną, turinčią šias charakteristikas:

• Veikimo greitis: 3000 aps./min. (50 Hz)
• Pirmas kritinis greitis: 2400 aps./min. (40 Hz)
• Antrasis kritinis greitis: 4200 aps./min. (70 Hz)
• Peilių skaičius: 60
• Ašmenų praėjimo dažnis esant 3000 aps./min.: 60 × 50 Hz = 3000 Hz

Interferencijos diagrama rodo:

• 1X linija kerta pirmąjį natūralų dažnį: Kritinis greitis esant 2400 aps./min. – Draudžiama zona: 2040–2760 aps./min. (±15%)
• 1X linija kerta antrąjį natūralų dažnį: Kritinis greitis ties 4200 aps./min. – Nesijaudinkite, nes darbinis greitis yra gerokai mažesnis
• Darbinis greitis (3000 aps./min.): Saugiai tarp dviejų kritinių greičių su gerais atstumo skirtumais
• Peilio perdavimo dažnis: Esant 3000 Hz dažniui, darbiniame diapazone nėra trukdžių struktūriniams režimams

Veiklos gairės:

• Paleidimo metu įsibėgėkite iki 2040–2760 aps./min. diapazono per mažiau nei 30 sekundžių
• Nuolatinis veikimas tarp 2800–3200 aps./min. yra priimtinas
• Nebandykite nuolat veikti 2040–2760 aps./min. greičiu

Išplėstiniai aspektai

Temperatūros poveikis

Kai kuriose interferencijos diagramose pateikiamos kelios kreivės, rodančios, kaip natūralūs dažniai keičiasi kintant temperatūrai (šiluminis augimas turi įtakos standumui ir guolio charakteristikoms). Kritiniai greičiai gali kisti mašinai įšilus.

Apkrovos efektai

Mašinoms, kurių proceso apkrova daro didelę įtaką guolio standumui arba rotoriaus deformacijai, interferencijos diagramose gali būti rodomos kreivių grupės skirtingoms apkrovos sąlygoms.

Sujungtos sistemos

Kai sujungti keli rotoriai (variklio-siurblio agregatai, turbinos-generatoriaus agregatai), interferencijos diagramoje turi būti atsižvelgta į sujungtus sukimo ir šoninius režimus, kurie gali sukurti papildomus kritinius greičius.

Interferencijos diagramos kūrimas

Iš analitinių modelių

1. Sukurti rotoriaus-guolio sistemos baigtinių elementų modelį
2. Apskaičiuokite natūralius dažnius keliais greičiais
3. Nubraižykite natūralaus dažnio kreives pagal greitį
4. Perdengtos sužadinimo eilės linijos (1X, 2X, ašmenų perdavimas ir kt.)
5. Pažymėkite sankryžų taškus ir nustatykite draudžiamas zonas
6. Pažymėkite darbinio greičio diapazoną ir procedūras

Iš eksperimentinių duomenų

1. Atlikite paleidimo ir riedėjimo bandymus su vibracijos stebėjimu
2. Generuoti krioklio sklypai arba Bode grafikai
3. Nustatykite kritines greičio vietas pagal amplitudės pikus ir fazės poslinkius
4. Sukurkite interferencijos diagramą, pažymėtą stebimais kritiniais greičiais
5. Nustatykite empirines draudžiamas zonas pagal išmatuotus vibracijos lygius

Privalumai eksploatacijai ir priežiūrai

Interferencijos diagramos suteikia vertingų patarimų mašinų operatoriams ir techninės priežiūros personalui:

• Aiškios veikimo ribos: Saugaus ir nesaugaus greičio diapazonų vizualinis indikavimas
• Paleidimo / išjungimo procedūros: Nustato greičius, kuriuos reikia greitai įveikti
• Kintamo greičio veikimas: Apibrėžia priimtinus reguliuojamo greičio pavarų greičio diapazonus
• Trikčių šalinimo įrankis: Padeda diagnozuoti, ar vibracijos problemos yra susijusios su greičiu
• Modifikacijos planavimas: Rodo siūlomų pakeitimų poveikį prieš jų įgyvendinimą
• Mokymo pagalba: Edukacinė priemonė mašinų dinaminiam elgesiui suprasti

Kritinių besisukančių mašinų interferencijos diagrama yra esminis dokumentas, kuris turėtų būti prieinamas operatoriams, techninės priežiūros technikams ir inžinerijos personalui, užtikrinant, kad visi suprastų mašinos dinamines charakteristikas ir ją valdytų saugiu greičiu.

---

← Atgal į pagrindinį rodyklę