Rotoriaus vibracijos mazgų taškų supratimas
Apibrėžimas: Kas yra mazginis taškas?
A mazginis taškas (taip pat vadinamas mazgu arba mazgų linija, kai nagrinėjamas trimatis judėjimas) yra konkreti vieta išilgai vibruojančio rotorius kur poslinkis arba deformacija išlieka lygi nuliui vibracijos metu tam tikrame taške natūralus dažnis. Net ir likusiai veleno daliai vibruojant ir krypstant, mazgo taškas išlieka nejudantis veleno neutralios padėties atžvilgiu.
Mazginiai taškai yra pagrindiniai bruožai režimo formos, o jų vietos suteikia svarbios informacijos rotoriaus dinamika analizė, balansavimas procedūros ir jutiklių išdėstymo strategijos.
Mazginiai taškai skirtinguose virpesių režimuose
Pirmasis lenkimo režimas
Pirmasis (pagrindinis) lenkimo režimas paprastai turi:
- Nuliniai vidiniai mazgai: Nėra nulinio deformacijos taškų išilgai veleno
- Guolių vietos kaip apytiksliai mazgai: Paprastai atraminėse konfigūracijose guoliai veikia kaip beveik mazginiai taškai
- Didžiausia deformacija: Paprastai maždaug tarp guolių vidurio
- Paprasta lanko forma: Velenas lenkiasi viena lygia kreive
Antrasis lenkimo režimas
Antrasis režimas turi sudėtingesnį modelį:
- Vienas vidinis mazgas: Vienas taškas išilgai veleno (paprastai netoli tarpatramio vidurio), kur deformacija lygi nuliui
- S formos kreivės forma: Velenas lenkiasi priešingomis kryptimis abiejose mazgo pusėse
- Du antinodai: Didžiausios deformacijos atsiranda abiejose mazgo pusėse.
- Didesnis dažnis: Natūralus dažnis žymiai didesnis nei pirmojo režimo
Trečiasis ir aukštesnis režimas
- Trečias režimas: Du vidiniai mazgai, trys antinodai
- Ketvirtas režimas: Trys mazgai, keturi antinodai
- Bendroji taisyklė: N režimas turi (N-1) vidinių mazgų taškų
- Didėjantis sudėtingumas: Aukštesni režimai rodo vis sudėtingesnius bangų modelius
Fizinė mazginių taškų reikšmė
Nulinis nukrypimas
Mazgo taške, vibruojant to režimo natūraliuoju dažniu:
- Šoninis poslinkis lygus nuliui
- Velenas eina per savo neutraliąją ašį
- Tačiau lenkimo įtempis paprastai yra maksimalus (deformacijos kreivės nuolydis yra maksimalus).
- Šlyties jėgos yra didžiausios mazguose
Nulinis jautrumas
Jėgos arba masės, veikiančios mazgų taškus, turi minimalų poveikį tam konkrečiam režimui:
- Pridedama korekciniai svoriai mazguose efektyviai nesubalansuoja to režimo
- Mazguose esantys jutikliai tame režime aptinka minimalią vibraciją
- Atramos arba apribojimai mazguose minimaliai veikia natūralų režimo dažnį
Praktinės balansavimo implikacijos
Korekcinės plokštumos pasirinkimas
Mazgų taškų išdėstymo supratimas padeda nustatyti balansavimo strategiją:
Standžiųjų rotorių
- Veikia mažesniu nei pirmasis kritinis greitis
- Pirmasis režimas nėra reikšmingai sužadintas
- Standartinis dviejų plokštumų balansavimas arti rotoriaus galų yra efektyvu
- Mazginiai taškai nėra pagrindinis rūpestis
Lankstiems rotoriams
- Veikimas esant kritiniam greičiui arba didesniam
- Reikia atsižvelgti į režimo formas ir mazgų taškus
- Efektyvios korekcijos plokštumos: Turėtų būti antinodų vietose arba šalia jų (didžiausi deformacijos taškai)
- Neefektyvios vietos: Korekcinės plokštumos mazguose arba šalia jų turi minimalų poveikį tam režimui
- Modalinis balansavimas: Skirstant korekcijos svorius, aiškiai atsižvelgiama į mazgų taškų vietas
Pavyzdys: Antrojo režimo balansavimas
Apsvarstykite ilgą lanksčią veleną, veikiantį didesniu nei pirmasis kritinis greitis, jaudinantis antrasis režimas:
- Antrasis režimas turi vieną mazgo tašką netoli tarpatramio vidurio
- Viso korekcinio svorio dėjimas šalia tarpatramio vidurio (mazgo) būtų neefektyvus.
- Optimali strategija: korekcijas atlikti dviejose antinodų vietose (abiejose mazgo pusėse).
- Svorio paskirstymo modelis turi atitikti antrojo režimo formą, kad būtų užtikrintas efektyvus balansavimas
Jutiklio išdėstymo aspektai
Vibracijos matavimo strategija
Mazginiai taškai labai veikia vibracijos stebėjimą:
Venkite mazgų vietų
- Mazgų jutikliai tame režime aptinka minimalią vibraciją
- Matuojant tik mazguose, gali būti nepastebėtos reikšmingos vibracijos problemos
- Gali sudaryti klaidingą įspūdį apie priimtiną vibracijos lygį
Tikslinės antinodų vietos
- Maksimali vibracijos amplitudė antinoduose
- Labiausiai jautrūs besivystančioms problemoms
- Paprastai guolių vietose, naudojant pirmąjį režimą
- Aukštesniems režimams gali prireikti tarpinių matavimo taškų
Keli matavimo taškai
- Lanksčių rotorių atveju išmatuokite keliose ašinėse vietose
- Užtikrina, kad dėl mazgų padėties nebus praleistas nė vienas režimas
- Leidžia eksperimentiškai nustatyti režimo formas
- Svarbi įranga dažnai turi jutiklius kiekviename guolyje ir viduryje tarpo.
Mazgų taškų vietų nustatymas
Analitinė prognozė
- Baigtinių elementų analizė: Apskaičiuoja režimo formas ir identifikuoja mazginius taškus
- Sijų teorija: Paprastoms konfigūracijoms analitiniai sprendimai numato mazgų vietas
- Dizaino įrankiai: Rotoriaus dinamikos programinė įranga teikia vizualinius režimo formos rodinius su pažymėtais mazgais
Eksperimentinis identifikavimas
1. Smūgio (smūgio) bandymas
- Smūgiuokite veleną keliose vietose instrumentu plaktuku
- Išmatuokite atsaką keliuose taškuose
- Vietos, kuriose tam tikru dažniu nėra atsako, yra to režimo mazginiai taškai.
2. Veikimo deformacijos formos matavimas
- Eksploatuojant arti kritinio greičio, išmatuokite vibraciją daugelyje ašinių vietų
- Nubraižykite deformacijos amplitudę pagal padėtį
- Nulinio kirtimo taškai yra mazgų vietos
3. Artumo zondų matricos
- Keli bekontakčiai jutikliai išilgai veleno
- Tiesiogiai išmatuokite veleno deformaciją paleidimo / riedėjimo laisvąja eiga metu
- Tiksliausias eksperimentinis mazgų identifikavimo metodas
Mazgų taškai ir antinodai
Mazginiai taškai ir antinodai yra viena kitą papildančios sąvokos:
Mazginiai taškai
- Nulinis nukrypimas
- Didžiausias lenkimo nuolydis ir įtempis
- Mažas jėgos taikymo ar matavimo efektyvumas
- Idealiai tinka atraminėms vietoms (sumažina perduodamą jėgą)
Antinodai
- Maksimali deformacija
- Nulinis lenkimo nuolydis
- Maksimalus korekcinių svarelių efektyvumas
- Optimalios jutiklių išdėstymo vietos
- Didžiausios įtempimo vietos (kombinuotam apkrovimui)
Praktinis pritaikymas ir atvejų analizės
Korpusas: Popieriaus mašinos ritinėlis
- Situacija: Ilgas (6 metrų) ritinys, veikiantis 1200 aps./min. greičiu, didelė vibracija
- Analizė: Veikia virš pirmojo kritinio, jaudinančio antrojo režimo, kai mazgas yra viduryje tarpo
- Pradinis balansavimo bandymas: Svoriai pridėti viduryje tarpatramio (patogi prieiga), o rezultatai prasti
- Sprendimas: Pripažinimas, kad vidurio tarpatramis yra mazginis taškas; svoriai perskirstyti į ketvirčio taškus (antinodus)
- Rezultatas: 85% sumažino vibraciją, sėkmingai subalansuojo modalą
Atvejis: Garo turbinos stebėjimas
- Situacija: Nauja vibracijos stebėjimo sistema rodo žemą vibraciją, nepaisant žinomo disbalanso
- Tyrimas: Jutiklis netyčia pastatytas šalia dominuojančio režimo mazgo
- Sprendimas: Papildomi jutikliai antinodų vietose atskleidė tikruosius vibracijos lygius
- Pamoka: Projektuodami stebėjimo sistemas, visada atsižvelkite į režimo formas
Išplėstiniai aspektai
Judantys mazgai
Kai kuriose sistemose mazgų taškai keičiasi priklausomai nuo veikimo sąlygų:
- Guolio standumas, priklausantis nuo greičio, keičia mazgų vietas
- Temperatūros poveikis veleno standumui
- Nuo apkrovos priklausantis atsakas
- Asimetrinės sistemos gali turėti skirtingus mazgus horizontaliam ir vertikaliam judėjimui
Apytiksliai ir tikri mazgai
- Tikrieji mazgai: Tikslūs nuliniai deformacijos taškai idealiose sistemose
- Apytiksliai mazgai: Labai mažos (bet ne nulinės) deformacijos vietos realiose sistemose su slopinimu ir kitais neidealiais efektais
- Praktinis aspektas: Tikrieji mazgai yra mažo nukrypimo sritys, o ne tikslūs matematiniai taškai
Mazgų taškų supratimas suteikia esminių įžvalgų apie rotoriaus vibracijos elgseną ir yra būtinas norint efektyviai subalansuoti lanksčius rotorius, optimaliai išdėstyti jutiklius ir tinkamai interpretuoti vibracijos duomenis besisukančiose mašinose.
Kategorijos:
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 