Kas yra veleno vibracija? Didelio rotoriaus nestabilumo paaiškinimas • Nešiojamas balansavimo įrenginys, vibracijos analizatorius "Balanset", skirtas dinaminiam trupintuvų, ventiliatorių, mulčintuvų, kombainų sraigtų, velenų, centrifugų, turbinų ir daugelio kitų rotorių balansavimui. Kas yra veleno vibracija? Didelio rotoriaus nestabilumo paaiškinimas • Nešiojamas balansavimo įrenginys, vibracijos analizatorius "Balanset", skirtas dinaminiam trupintuvų, ventiliatorių, mulčintuvų, kombainų sraigtų, velenų, centrifugų, turbinų ir daugelio kitų rotorių balansavimui.

Kas yra veleno bangavimas? Didelis rotoriaus nestabilumas paaiškintas

Paskelbė admin svetainėje

Veleno plakimo supratimas besisukančiose mašinose

Apibrėžimas: Kas yra veleno plaktukas?

Veleno plakta (dar vadinamas alyvos plakimu, kai atsiranda hidrodinaminiuose guoliuose) yra sunki forma rotoriaus nestabilumas būdingas smurtas savaime sužadinta vibracija kuris įvyksta, kai skysčio plėvelės guoliuose veikiantis rotorius viršija kritinį slenksčio greitį, paprastai maždaug dvigubai didesnį nei pirmasis kritinis greitis. Kai įvyksta vibracija, vibracijos dažnis “užsifiksuoja” ant rotoriaus pirmojo natūralus dažnis ir išlieka ten, nepaisant tolesnio greičio padidėjimo, o amplitudę riboja tik guolių tarpai arba katastrofiškas gedimas.

Veleno virpėjimas yra viena pavojingiausių būsenų greitaeigėse besisukančiose mašinose, nes jis atsiranda staiga, per kelias sekundes pasiekia destruktyvią amplitudę ir jo negalima ištaisyti... balansavimas arba kitais įprastais metodais. Reikia nedelsiant sustabdyti gedimą ir modifikuoti guolių sistemą, kad būtų išvengta pasikartojimo.

Progresas: nuo alyvos sūkurio iki veleno plakimo

1 etapas: stabilus veikimas

  • Rotorius veikia žemiau nestabilumo ribos
  • Tik įprasta priverstinė vibracija iš disbalansas dabartis
  • Guolių alyvos plėvelė užtikrina stabilų palaikymą

2 etapas: naftos sūkurio pradžia

Kai greitis padidėja daugiau nei maždaug 2 kartus didesnis už pirmąjį kritinį greitį:

  • Alyvos sūkurys išsivysto – subsinchroninė vibracija, kurios greitis yra ~0,43–0,48 × veleno
  • Amplitudė iš pradžių yra vidutinė ir priklauso nuo greičio
  • Dažnis didėja proporcingai veleno greičiui
  • Gali būti protarpinis arba nuolatinis
  • Gali egzistuoti kartu su įprasta 1X vibracija dėl disbalanso

3 etapas: perėjimas prie plakimo

Kai alyvos sūkurio dažnis padidėja iki pirmojo natūralaus dažnio:

  • Dažnio fiksavimas: Vibracijos dažnis fiksuojamas ties natūraliu dažniu
  • Rezonansinis stiprinimas: Amplitudė smarkiai išauga dėl rezonansas
  • Staigus pradžia: Perėjimas nuo sūkurio prie plakimo gali būti momentinis
  • Greičio nepriklausomumas: Tolesnis greičio didinimas nekeičia dažnio, tik amplitudės

4 etapas: veleno plakimas (kritinė būklė)

  • Vibracija pastoviu dažniu (pirmasis natūralus dažnis, paprastai 40–60 Hz)
  • Amplitudė 5–20 kartų didesnė nei įprasta disbalanso vibracija
  • Velenas gali liestis su guolio laisvumo ribomis
  • Greitas guolių ir alyvos įkaitimas
  • Jei nebus išjungta, per kelias minutes gali kilti katastrofiškas gedimas

Fizinis mechanizmas

Kaip vystosi aliejaus plaktukas

Mechanizmas apima skysčių dinamiką guolio alyvos plėvelėje:

  1. Naftos pleišto susidarymas: Velenui sukantis, jis tempia alyvą aplink guolį, sukurdamas slėginį pleištą
  2. Tangentinė jėga: Alyvos pleištas veikia jėgą, statmeną radialinei krypčiai (tangentinę).
  3. Orbitinis judėjimas: Tangentinė jėga priverčia veleno centrą suktis maždaug perpus mažesniu veleno greičiu
  4. Energijos gavyba: Sistema išgauna energiją iš veleno sukimosi, kad palaikytų orbitinį judėjimą
  5. Rezonansinis užraktas: Kai orbitos dažnis atitinka natūralų dažnį, rezonansas sustiprina vibraciją
  6. Ribinis ciklas: Vibracija didėja tol, kol ją apriboja guolio laisvumas arba gedimas

Diagnostinis identifikavimas

Vibracijos parašas

Veleno vibracija sukuria būdingus vibracijos duomenų modelius:

  • Spektras: Didelis pikas esant subsinchroniniam dažniui (pirmasis natūralusis dažnis), pastovus, nepriklausomai nuo greičio pokyčių
  • Krioklio sklypas: Subsinchroninis komponentas rodomas kaip vertikali linija (pastovus dažnis), o ne įstrižainė (proporcinga greičiui)
  • Užsakymo analizė: Trupmeninė eilė, kuri mažėja didėjant greičiui (pvz., kinta nuo 0,5× iki 0,4× iki 0,35×)
  • Orbita: Didelė apskrita arba elipsinė orbita natūraliu dažniu

Pradžios greitis

  • Tipinė riba: 2,0–2,5 × pirmasis kritinis greitis
  • Priklausomas nuo guolio: Specifinė riba priklauso nuo guolio konstrukcijos, išankstinio įtempimo ir alyvos klampumo
  • Staigus pradžia: Nedidelis greičio padidėjimas gali sukelti greitą perėjimą iš stabilaus į nestabilų

Prevencijos strategijos

Guolių konstrukcijos modifikacijos

1. Pakreipiami guoliai

  • Veiksmingiausias sprendimas siekiant išvengti veleno vibracijos
  • Trinkelės sukasi nepriklausomai, pašalindamos destabilizuojančias kryžminio sujungimo jėgas
  • Iš esmės stabilus plačiame greičio diapazone
  • Didelės spartos turbinų mašinų pramonės standartas

2. Slėginiai užtvankos guoliai

  • Modifikuotas cilindrinis guolis su grioveliais arba užtvankomis
  • Padidina efektyvų slopinimą ir standumą
  • Pigiau nei pakreipiamas kilimėlis, bet mažiau efektyvus

3. Guolio išankstinis įtempimas

  • Radialinis išankstinis guolių įtempimas padidina standumą
  • Padidina nestabilumo slenksčio greitį
  • Galima pasiekti naudojant ofsetines skyles

4. Suspauskite plėvelės slopintuvus

  • Išorinis guolį supantis slopinimo elementas
  • Suteikia papildomą slopinimą nekeičiant guolio konstrukcijos
  • Efektyvus modifikavimo darbams

Operatyvinės priemonės

  • Greičio apribojimas: Apribokite maksimalų veikimo greitį žemiau ribos (paprastai < 1,8 × pirmojo kritinio)
  • Apkrovos valdymas: Kai įmanoma, naudokite didesnes guolių apkrovas (padidina slopinimą)
  • Alyvos temperatūros kontrolė: Žemesnė alyvos temperatūra padidina klampumą ir slopinimą
  • Stebėjimas: Nuolatinis vibracijos stebėjimas su nustatytais aliarmais subsinchroniniams komponentams

Pasekmės ir žala

Momentinis poveikis

  • Smurtinė vibracija: Amplitudės gali siekti kelis milimetrus (šimtus milų)
  • Triukšmas: Garsus, savitas garsas, besiskiriantis nuo įprasto veikimo
  • Greitas guolių šildymas: Guolių temperatūra per kelias minutes gali pakilti 20–50 °C
  • Naftos skaidymas: Aukšta temperatūra ir kirpimas ardo tepalą

Galimi gedimai

  • Guolio valymas: Guolio babito medžiaga išsilydo ir nušluostoma
  • Veleno pažeidimas: Įbrėžimas, įbrėžimas arba nuolatinis lenkimas
  • Sandariklio gedimas: Per didelis veleno judėjimas naikina sandariklius
  • Veleno lūžis: Didelio ciklo nuovargis dėl smarkių virpesių
  • Sukabinimo pažeidimai: Perduotos jėgos pažeidžia movas

Susiję reiškiniai

Naftos sūkurys

Alyvos sūkurys yra plakimo pirmtakas:

  • Tas pats mechanizmas, bet dažnis neužsifiksavo ties natūraliu dažniu
  • Mažiau stipri amplitudė
  • Dažnis proporcingas greičiui (~0,43–0,48×)
  • Kai kuriais atvejais gali būti toleruojamas

Garų sūkurys

Panašus garo turbinų nestabilumas, kurį sukelia aerodinaminės jėgos labirintiniuose sandarikliuose, o ne guolių alyvos plėvelėse. Pasižymi panašiu nesinchroniniu vibracijos fiksavimusi pagal natūralų dažnį.

Sausos trinties plaktukas

Gali atsirasti sandarinimo vietose arba dėl rotoriaus ir statoriaus sąlyčio:

  • Trinties jėgos sukuria destabilizuojantį mechanizmą
  • Rečiau pasitaiko nei aliejaus plaktuvas, bet ne mažiau pavojingas
  • Reikalingas kitoks korekcinis metodas (pašalinti kontaktą, patobulinti sandarinimo konstrukciją)

Atvejo analizė: kompresoriaus veleno svirtis

Scenarijus: Didelės spartos išcentrinis kompresorius su paprastais cilindriniais guoliais

  • Įprastas veikimas: 12 000 aps./min., vibracija 2,5 mm/s
  • Greičio padidėjimas: Operatoriaus apsukų skaičius padidintas iki 13 500 aps./min., kad būtų didesnis našumas
  • Pradžia: Esant 13 200 aps./min., staiga išsivystė smarki vibracija
  • Simptomai: 25 mm/s vibracija esant 45 Hz dažniui (pastovi), guolio temperatūra per 3 minutes pakilo nuo 70 °C iki 95 °C
  • Avariniai veiksmai: Momentinis išjungimas užkirto kelią guolio gedimui
  • Pagrindinė priežastis: Pirmasis kritinis greitis buvo 2700 aps./min. (45 Hz); viršytas sukimosi slenkstis ties 2 × kritiniu = 5400 aps./min.
  • Sprendimas: Paprastieji guoliai pakeisti pakreipiamais guoliais, leidžiančiais saugiai dirbti iki 15 000 aps./min.

Standartai ir pramonės praktika

  • API 684: Reikalinga greitaeigių turbokompresorių stabilumo analizė
  • API 617: Nurodo kompresorių guolių tipus ir stabilumo reikalavimus
  • ISO 10814: Pateikiamos rekomendacijos dėl guolių pasirinkimo stabilumui užtikrinti
  • Pramonės praktika: Įrangai, veikiančiai didesniu nei 2 × pirmojo kritinio greičio, standartiniai pakreipiamieji guoliai

Veleno vibracija yra katastrofiškas gedimo būdas, kurio reikia išvengti tinkamai parinkus ir suprojektavus guolį. Atpažįstant jo išskirtinį nesinchroninį, dažnio fiksuotą vibracijos požymį, galima greitai diagnozuoti ir tinkamai reaguoti į avarinę situaciją, taip užkertant kelią brangiai žalai kritinei greitaeigei besisukančiajai įrangai.

← Atgal į pagrindinį rodyklę

Kategorijos:
WhatsApp