Sukimosi mašinų analizės „Runup“ supratimas
Įsibėgėjimas — dar vadinamas paleidimo arba pagreičio bandymu — tai procesas, kurio metu sukasi mašina pagreitinama iš stovėjimo padėties (arba iš mažo greičio) iki įprasto darbo greičio, tuo pačiu nuolat registruojant vibracija ir kiti parametrai. Per rotoriaus dinamika, paleidimo bandymas – tai diagnostinė procedūra, kurios metu fiksuojamas įrenginio elgesys visą pagreičio laikotarpį, taip suteikiant tiesioginius empirinius įrodymus apie jo kritiniai greičiai, jos rezonansas charakteristikas ir tai, kaip jis įveikia paleidimo pereinamąjį režimą. Kadangi šį procesą galima įtraukti į įprastą paleidimo procedūrą, paleidimo bandymai yra vienas iš patogiausių būdų periodiškai įvertinti rotoriaus dinaminę būklę – jie papildo laisvosios eigos bandymas be jokio specialaus išjungimo.
1. Tikslas ir taikymo sritys
Kritinio greičio patikrinimas
Pagrindinis paleidimo bandymo tikslas – nustatyti ir apibūdinti mašinos kritinius greičius:
- Vibracijos amplitudė pasiekia maksimumą, kai mašina įsibėgėja, praeidama kiekvieną kritinį greitį.
- To viršūnės aukštis atspindi turimą slopinimas ir rezonanso intensyvumas.
- Būdingas 180° kampas fazė perėjimas per maksimumą patvirtina, kad tai tikrasis rezonansas, o ne atsitiktinis sužadinimas.
- Šis bandymas nustato visus kritinius greičius nuo nulio iki darbinio greičio ta pačia tvarka, kuria mašina juos pasiekia.
Startup procedūros patvirtinimas
Bandomasis paleidimas patvirtina, kad užrašyta paleidimo procedūra iš tiesų yra tinkama:
- Pagreitis yra pakankamai didelis, kad būtų galima be sustojimo įveikti kritinius greičius.
- Vibracijos amplitudės visą laiką neviršija saugių ribų.
- Atsižvelgiama į šiluminio plėtimosi poveikį šildymo metu.
- Visi greičio išlaikymo laikotarpiai yra tinkamai parinkti taip, kad nesutaptų su kritiniais greičiais.
Paleidimas ir priėmimo bandymai
- Elgesio tikrinimas pirmą kartą paleidus naują kompiuterį.
- Įrodymas, kad laikomasi projektavimo reikalavimų.
- Nustatymas pradinė vertė duomenys, kuriuos bus galima palyginti ateityje.
- Rotoriaus dinaminio modelio ir jo prognozių patikrinimas, lyginant su tikrove.
Periodinis sveikatos vertinimas
- Dabartinio kilimo palyginimas su istorinėmis gairėmis.
- Kritinio greičio vietos pokyčių nustatymas, kurie rodo mechaninius pokyčius, pavyzdžiui, atsirandančią įtrūkimą ar pasikeitusį atramos standumą.
- Amplitudės padidėjimo pastebėjimas esant kritiniam greičiui, kuris rodo sumažėjusį slopinimą arba didėjantį disbalansą.
- Laiku įspėti apie kylančias problemas, kol jos dar tik formuojasi.
2. Pakilimo bandymo procedūra
Prieš bandymą atliekamas nustatymas
- Jutiklio montavimas: kalnas akcelerometrai arba greičio keitikliai prie kiekvieno guolio, tiek horizontalios, tiek vertikalios krypties.
- Fazės nuoroda: tinka tachometras arba raktinis fazorius siekiant užtikrinti tiek greitį, tiek fazės atskaitą.
- Duomenų surinkimo sistema: nustatykite jį taip, kad jis visą paleidimo procesą įrašytų nepertraukiamai dideliu greičiu, o ne darytų periodinius momentinius įrašus.
- Saugos sistemos: patikrinkite, ar visos apsaugos priemonės veikia, ir nustatykite vibraciją kelionės lygiai prieš pasukant ratą.
Testo vykdymas
- Pradinė sąlyga: Mašina stovi, visos sistemos parengtos.
- Įrašymo pradžia prieš įjungiant pavarą, kad būtų užfiksuotas pačios tranzientinės būsenos pradžia.
- Pradėti paleidimą laikantis įprastos arba sąmoningai pakeistos tvarkos.
- Reguliuojamas greitėjimas: pasiekti kritinius greičius nustatytu tempu.
- Nuolat stebėkite, vibracijos stebėjimas realiuoju laiku saugumo tikslais.
- Pasiekti darbinį greitį, grįžimas prie įprastų darbo sąlygų.
- Stabilizuoti: sudaryti sąlygas terminiam ir mechaniniam pusiausvyros pasiekimui.
- Sustabdyti įrašymą tik po to, kai užfiksuotas visas pereinamasis procesas ir pastoviosios būsenos veikimo laikotarpis.
Atsižvelgimas į pagreičio dydį
- Per greitai: kiekvienu greičiu surenkama per mažai duomenų taškų, todėl staigus kritinis greitis gali būti praleistas ir neužfiksuotas.
- Per lėtai: rotorius per ilgai išlieka rezonanso būsenoje, dėl to kyla pavojus, kad jis bus pažeistas, o bandymo metu kinta terminės sąlygos.
- Tipiškas tarifas: Daugumai pramoninės įrangos tinka 100–500 apsisukimų per minutę.
- Zonos, kuriose viršijamas leistinas greitis: mašiną galima greičiau pagreitinti per žinomus kritinius greičius, kad būtų sumažintas laikas, praleidžiamas esant didelei amplitudai.
Varikliams, kurių pagreičio dydis priklauso nuo variklio sukimo momento ir rotoriaus inercijos, o ne yra laisvai pasirenkamas, Rotoriaus pagreičio ir laiko skaičiuoklė apskaičiuoja, kiek laiko užtruks mašinos įsibėgėjimas, o tai padeda įsitikinti, kad kritiniai greičiai bus pasiekti pakankamai greitai.
3. Duomenų analizės metodai
Bode grafiko analizė
Standartinis starto pasirengimo pristatymas:
- Siužeto vibracija amplitudė prieš greitį viršutiniame takelyje
- Apatinėje kreivėje nubraižykite fazinį kampą priklausomai nuo greičio.
- Kritiniai greičiai pasireiškia kaip amplitudės smailės, kurias lydi faziniai perėjimai – tai porinis požymis, išskiriantis tikrąjį rezonansą.
- Palyginkite rezultatą su priėmimo kriterijais ir projektavimo prognozėmis.
Svetainė Bode'o sklypas yra pagrindinis įrankis būtent todėl, kad jame kartu rodomos amplitudė ir fazė – du dydžiai, kurie kartu patvirtina rezonansą.
Krioklio / kaskadų sklypas
- A krioklio sklypas sukrauna dažnių spektras įvairiais greičiais, kad būtų sudarytas trimatis spektrą ir greitį atspindintis žemėlapis.
- Čia matyti, kaip 1× sinchroninis komponentas greitai juda įstrižai.
- Fiksuoti natūralaus dažnio rezonansai pasirodo kaip vertikalūs elementai, kurie nesikeičia priklausomai nuo greičio.
- Tai puikiai tinka aptikti sub-sinchroninius arba super-sinchroninius komponentus, kuriuos paslėptų vienintelis spektras.
Užsakymo sekimas
- Užsakymų analizė vibraciją išreiškia ne absoliučiu dažniu, o kartotais – bėgimo greičio kartotais.
- Komponentas 1× visą bandymo laikotarpį išlieka toje pačioje eilutėje, taip izoliuojant su greičiu susijusius veiksnius.
- Priešingai, fiksuoti savieji dažniai kerta eilės linijas, kai keičiasi greitis.
- Šis vaizdas ypač įspūdingas, kai naudojama kintamo greičio įranga.
4. Palyginimas: greitėjimas prieš išsibėgimą
Priešinga pakilimo fazės atvaizdas yra riedėjimas, kai išjungtas įrenginys lėtėja dėl savo pačios trinties ir oro pasipriešinimo. Abu atvejai rodo tuos pačius kritinius greičius, tačiau skirtingomis sąlygomis:
| Aspektas | Įsibėgėjimas | Pakrantė |
|---|---|---|
| Kryptis | Didėjantis greitis | Mažėjantis greitis |
| Energijos būsena | Energijos pridėjimas | Išsklaidoma energija |
| Temperatūra | Šalta iki šiltos | Šiltas atvėsti |
| Valdymas | Aktyvi (reguliuojamas greitis) | Pasyvus (natūralus lėtėjimas) |
| Trukmė | Trumpesnis (motorinis greitėjimas) | Ilgesnis (tik trinties ir oro pasipriešinimo atžvilgiu) |
| Dažnis | Kiekvienas startas | Kiekvienas išjungimas |
| Rizika | Didesnis (greitėja iki rezonanso) | Žemesnis (lėtėjimas dėl rezonanso) |
Kada naudoti kiekvieną metodą
- Pageidaujamas įsibėgėjimas: kai paleidimas yra kontroliuojamas ir jo greitį galima reguliuoti; kai reikalingi duomenys esant darbiniai temperatūrai; taip pat įprastiniam stebėjimui, atliekamam kartu su įprastais paleidimais.
- Pageidaujamas „Coastdown“: saugai svarbiems bandymams; kai reikia lėtesnio ir švelnesnio perėjimo per kritinius greičius; ir kai paprasčiausiai išjungti maitinimą yra lengviau nei organizuoti kontroliuojamą paleidimą. Specialus riedėjimo analizė išskiria grynus struktūrinius rezonansus, nes nėra jokio elektrinio ar su pavara susijusio poveikio.
- Abu metodai: Išsamus vertinimas, kuriame lyginami elgesio modeliai esant aukštai ir žemai temperatūrai, patvirtina, kad jie sutampa – tai svarbus nuoseklumo patikrinimas.
5. Ypatingi reikalavimai lanksčiosioms rotorių konstrukcijoms
A lankstus rotorius veikia viršydamas vieną ar daugiau savo kritinių greičių, todėl jo paleidimas iš esmės yra sudėtingesnis nei standaus rotoriaus.
Keli kritiniai greičiai
- Rotoriui kylant jis turi pasiekti pirmąjį, antrąjį ir galbūt trečiąjį kritinį greitį.
- Kiekvienam iš jų reikalingas tinkamas pagreičio dydis, kad rotorius neužsilaikytų kurioje nors rezonansinėje padėtyje.
- Bendras paleidimo laikas gali užtrukti keletą minučių.
- Būtina stebėti vibraciją esant kiekvienam kritiniam greičiui, o ne tik didžiausiam.
Pagreičio strategija
- Lėtas greitėjimas žemiau pirmojo kritinio taško, todėl galima ruošti maistą šiluminiu būdu.
- Greitasis perdavimas kiekvienoje kritinio greičio zonoje, siekiant apriboti galimą amplitudės didėjimą.
- Galimi sustojimo taškai vidutiniu greičiu, siekiant užtikrinti terminį stabilizavimą.
- Galutinis pagreitis iki darbo greičio, kuris viršija visus kritinius greičius.
6. Automatinės paleidimo sistemos
Šiuolaikinė įranga dažnai automatizuoja paleidimo seką, o ne palieka ją valdyti rankiniu būdu:
- Programuojami pagreičio profiliai su kiekvienam greičio diapazonui optimizuotais parametrais.
- Vibracija pagrįstas valdymas kuris automatiškai reguliuoja greitį atsižvelgdamas į išmatuotą vibraciją.
- Temperatūros blokavimo įtaisai kurios išlaiko pagreitį, kol įvykdomi terminiai reikalavimai.
- Avarinis išjungimas kuris automatiškai išjungia įrenginį, jei vibracija viršija nustatytas ribas.
- Duomenų registravimas kuris fiksuoja ir archyvuoja kiekvieną naują įmonę, siekdamas nustatyti tendencijas.
7. Kritinių greičių prognozavimas ir tikrinimas
Pradinis pagreitis yra vertingiausias tada, kai jo išmatuotus maksimumus galima palyginti su prognozėmis. Greitį, kuriuo turėtų atsirasti rezonansai, galima įvertinti iš anksto — a Rotoriaus kritinio greičio skaičiuoklė leidžia atlikti pirminį veleno mažiausio kritinio greičio įvertinimą, o Campbellio diagramos skaičiuoklė parodo, kaip savieji dažniai kerta bėgimo greičio liniją kintant greičiui. Palyginus išmatuotus bėgimo įsibėgėjimo piko vertes su prognozuotomis Campbello diagrama tai leidžia patikrinti modelio teisingumą ir atkreipti dėmesį į bet kokį netikėtą rezonansą, kurį reikia ištirti.
Tas pats lauko prietaisas, kuris naudojamas balansavimui, puikiai tinka ir paleidimo proceso registravimui. Nešiojamas dviejų kanalų analizatorius, pavyzdžiui, Balanset-1A įrašo amplitudės ir fazės santykį su greičiu per visą pagreičio laikotarpį, taip sukuriant Bode'o ir spektrinius grafikus, kurių inžinieriui reikia norint nustatyti kritinius greičius ir patvirtinti, kad juos galima saugiai įveikti; be to, jei paleidimo metu pastebimas disbalanso sukeltas piko taškas, rotorių galima subalansuoti vietoje esant darbinio greičio sąlygomis ir patikrinti, ar padėtis pagerėjo jau kitą kartą paleidus variklį.
Paleidimo bandymai suteikia svarbių, realiomis sąlygomis surinktų duomenų apie tai, kaip sukasi mašinos sudėtingiausiu momentu – paleidimo pereinamuoju laikotarpiu. Reguliariai renkant paleidimo duomenis ir juos lyginant laikui bėgant, galima anksti nustatyti kylančias problemas, patikrinti paleidimo procedūrų tinkamumą ir užtikrinti saugų perėjimą per kiekvieną kritinio greičio intervalą.
