Rotējošo mašīnu analīzes inerces izpratšana

Ierīces

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

$2,358.31

Daļas

Vibrācijas sensors

$107.47

Daļas

Optiskais sensors (lāzera tahometrs)

$148.07

Ierīces

Balanset-4

$8,123.32

Daļas

Magnētiskā statīva izmērs-60 kgf

$54.93

Daļas

Reflective tape

$11.94

Ierīces

Dinamiskais balansētājs "Balanset-1A" OEM

$2,071.73

Definīcija: Kas ir ripošana?

Riteņbraukšana (saukts arī par nobraukumu vai palēninājumu) ir process, kurā rotējošai mašīnai ļauj samazināt ātrumu no darba ātruma līdz apstāšanās brīdim, nepielietojot aktīvu bremzēšanu, paļaujoties uz dabisko palēninājumu berzes, vēja un citu zudumu dēļ. Saistībā ar rotora dinamika un vibrācijas analīze, brīvskrējiena tests ir diagnostikas procedūra, kurā vibrācija dati tiek nepārtraukti reģistrēti, mašīnai palēninot ātrumu, sniedzot vērtīgu informāciju par kritiskie ātrumi, dabiskās frekvences, un sistēmas dinamiskās īpašības.

Brīvskrējiena testēšana ir būtisks instruments jaunu iekārtu nodošanai ekspluatācijā, vibrācijas problēmu novēršanai un rotora dinamisko modeļu validēšanai.

Mērķis un pielietojums

1. Kritiskā ātruma noteikšana

Brīvskrējiena testēšanas galvenais mērķis ir noteikt kritiskos ātrumus:

• Ātrumam samazinoties caur katru kritisko ātrumu, vibrācijas amplitūda sasniedz maksimumu.
• Virsotnes amplitūda pret ātruma grafiku atzīmējiet kritiskos ātrumus
• Pavadošais 180° fāze nobīde apstiprina rezonansi
• Vienā testā var noteikt vairākus kritiskos ātrumus

2. Dabiskās frekvences mērīšana

Kritiskie ātrumi atbilst dabiskajām frekvencēm:

• Pirmais kritiskais ātrums rodas pie pirmās dabiskās frekvences
• Otrais kritiskais pie otrās dabiskās frekvences utt.
• Nodrošina analītisko prognožu eksperimentālu pārbaudi
• Izmanto galīgo elementu modeļu validēšanai

3. Slāpēšanas noteikšana

Rezonanses virsotņu asums atklāj sistēmu slāpēšana:

• Asas, augstas virsotnes norāda uz zemu slāpēšanu
• Platas, zemas virsotnes norāda uz augstu slāpēšanu
• Slāpēšanas koeficientu var aprēķināt no pīķa platuma un amplitūdas
• Kritiski svarīgi vibrācijas līmeņu prognozēšanai turpmākās darbības laikā

4. Nelīdzsvarotības sadalījuma novērtējums

• Fāžu attiecības kritiskos ātrumos atklāj nelīdzsvarotība izplatīšana
• Var atšķirt statisko un pāra nelīdzsvarotību
• Palīdz plānot līdzsvarošanas stratēģiju

Brīvskrējiena testa procedūra

Sagatavošana

1. Sensoru uzstādīšana: Vieta akselerometri vai ātruma devēji gultņu vietās horizontālā un vertikālā virzienā
2. Tahometra uzstādīšana: Optiskais vai magnētiskais sensors rotācijas ātruma izsekošanai un fāzes atskaites nodrošināšanai
3. Datu iegūšanas konfigurēšana: Iestatiet nepārtrauktu ierakstīšanu ar atbilstošu paraugu ņemšanas frekvenci
4. Definējiet ātruma diapazonu: Tipisks diapazons no darba ātruma līdz 10–20% darba ātrumam vai līdz mašīnas apstāšanai

Izpilde

1. Stabilizēties darba ātrumā: Darbiniet ar normālu ātrumu, līdz tiek panākts termiskais līdzsvars un vienmērīga vibrācija
2. Uzsākt ripošanu: Atvienojiet piedziņas jaudu (motoru, turbīnu utt.) un ļaujiet dabiskam palēninājumam
3. Nepārtraukta uzraudzība: Ierakstiet vibrācijas amplitūdu, fāzi un ātrumu visā palēninājuma laikā
4. Drošības uzraudzība: Pievērsiet uzmanību pārmērīgai vibrācijai, kas norāda uz negaidītām rezonansēm vai nestabilitāti
5. Pilnīga palēnināšanās: Turpiniet ierakstīšanu, līdz mašīna apstājas vai sasniedz minimālo interesējošo ātrumu

Datu vākšanas parametri

• Parauga ātrums: Pietiekami augsts, lai uztvertu visas interesējošās frekvences (parasti 10–20 × maksimālā frekvence)
• Ilgums: Atkarīgs no rotora inerces — var būt no 30 sekundēm līdz 10 minūtēm
• Izmēri: Vibrācijas amplitūda, fāze, ātrums visās sensoru atrašanās vietās
• Sinhronā paraugu ņemšana: Datu paraugi ar nemainīgu leņķisko pieaugumu kārtības analīzei

Datu analīze un vizualizācija

Bodes gabals

Standarta ripošanas datu vizualizācija ir šāda: Bodes diagramma:

• Augšējais sižets: Vibrācijas amplitūda pret ātrumu
• Apakšējais zemes gabals: Fāzes leņķis pret ātrumu
• Kritiskā ātruma paraksts: Amplitūdas maksimums ar atbilstošu 180° fāzes nobīdi
• Vairāki zemes gabali: Atsevišķi grafiki katrai mērījumu vietai un virzienam

Ūdenskrituma gabals

Ūdenskrituma diagrammas nodrošināt 3D vizualizāciju:

• X ass: frekvence (Hz vai kārtas)
• Y ass: ātrums (apgr./min.)
• Z ass (krāsa): vibrācijas amplitūda
• 1× Komponents: Parādās kā diagonālas līnijas izsekošana ar ātrumu
• Dabiskās frekvences: Parādās kā horizontālas līnijas (nemainīga frekvence)
• Krustošanās punkti: Kur 1× līnija šķērso dabiskās frekvences līniju = kritiskais ātrums

Polārais grafiks

• Vibrācijas vektori, kas attēloti vairākos ātrumos
• Raksturīgs spirālveida raksts, ātrumam samazinoties līdz kritiskajiem ātrumiem
• Fāžu izmaiņas ir skaidri redzamas

Riepu nolaišanās un ieskrējiena testēšana

Braukšanas bez piezemēšanās priekšrocības

• Nav nepieciešama ārēja barošana: Vienkārši atvienojiet piedziņu un ļaujiet mašīnai ripot
• Lēnāka palēnināšanās: Vairāk laika katrā ātrumā, labāka izšķirtspēja
• Drošāk: Sistēma dabiski zaudē enerģiju, nevis to iegūst
• Mazāk stresa: Kritiskie ātrumi sasniegti, samazinoties enerģijai

Ieskrējiena priekšrocības

• Kontrolēts paātrinājums: Var kontrolēt ātrumu, izmantojot kritiskos ātrumus
• Parastās palaišanas daļa: Dati, kas apkopoti ikdienas palaišanas laikā
• Aktīvie apstākļi: Esošās procesa slodzes, kas labāk raksturo darbību

Salīdzināšanas apsvērumi

• Temperatūras ietekme: Iedarbināšana veikta auksti; ripošana no karstiem ekspluatācijas apstākļiem
• Gultņa stingrība: Var atšķirties starp karstu (piekrastes) un aukstu (uzkāpšanas) laiku
• Berze un slāpēšana: No temperatūras atkarīgs, ietekmējot pīķu amplitūdas
• Datu salīdzinājums: Atšķirības starp ieskrējiena un ripošanas datiem var atklāt termiskos vai slodzes efektus.

Lietojumprogrammas un lietošanas gadījumi

Jaunu iekārtu nodošana ekspluatācijā

• Pārliecinieties, vai kritiskie ātrumi atbilst konstrukcijas prognozēm
• Apstipriniet atbilstošas atdalīšanas robežas
• Rotora dinamisko modeļu validēšana
• Nosakiet bāzes datus turpmākai atsaucei

Vibrācijas problēmu novēršana

• Nosakiet, vai augsta vibrācija ir saistīta ar ātrumu (rezonanse)
• Identificējiet iepriekš nezināmus kritiskos ātrumus
• Novērtējiet modifikāciju vai remontu ietekmi
• Atšķirt rezonansi no citiem vibrācijas avotiem

Balansēšanas procedūras

• Priekš elastīgi rotori, brīvgaitas režīmi nosaka, kuriem režīmiem ir nepieciešama līdzsvarošana
• Nosaka atbilstošus balansēšanas ātrumus
• Apstiprina uzlabojumus pēc modālā līdzsvarošana

Modifikācijas pārbaude

• Pēc gultņu maiņas pārbaudiet kritiskās ātruma maiņas
• Pēc masas vai stingrības izmaiņām apstipriniet paredzētās dabiskās frekvences izmaiņas
• Salīdziniet datus pirms/pēc ripošanas, lai kvantitatīvi noteiktu uzlabojumus

Labākā prakse ripošanas testēšanai

Drošības apsvērumi

• Nodrošināt, lai tests tiktu veikts, apzinoties visu personālu
• Rūpīgi uzraugiet vibrāciju, lai konstatētu negaidītas rezonanses
• Ir pieejama avārijas izslēgšanas iespēja
• Testa laikā atbrīvojiet zonu ap aprīkojumu
• Ja rodas pārmērīga vibrācija, apsveriet avārijas apstāšanos, nevis ripošanas pabeigšanu.

Datu kvalitāte

• Atbilstošs palēninājuma ātrums: Ne pārāk ātri (nepietiekami daudz datu punktu katrā ātrumā) vai pārāk lēni (testa laikā mainās temperatūra)
• Stabili apstākļi: Samaziniet procesa mainīgo izmaiņas testa laikā
• Vairāki skrējieni: Veiciet 2–3 brīvskrējienus atkārtojamības pārbaudei
• Visas mērījumu vietas: Vienlaikus reģistrēt datus visos virzienos

Dokumentācija

• Reģistrēt darbības apstākļus (temperatūru, slodzi, konfigurāciju)
• Iegūstiet pilnīgus vibrācijas un ātruma datus
• Standarta analīzes diagrammu ģenerēšana (Bodes, ūdenskrituma, polārā)
• Identificējiet un atzīmējiet visus atrastos kritiskos ātrumus
• Salīdzināt ar konstrukcijas prognozēm vai iepriekšējiem testu datiem
• Arhivēt datus turpmākai uzziņai

Rezultātu interpretācija

Kritisko ātrumu noteikšana

• Meklējiet amplitūdas maksimumus Bodes diagrammā
• Apstipriniet ar 180° fāzes nobīdi
• Ņemiet vērā ātrumu, pie kura rodas maksimums
• Aprēķiniet atdalīšanas rezervi no darba ātruma

Smaguma novērtēšana

• Maksimālā amplitūda: Cik augstu vibrācija sasniedz kritiskā ātrumā?
• Maksimālais asums: Asa virsotne norāda uz zemu slāpēšanu, iespējamu problēmu
• Darbības tuvums: Cik tuvu darba ātrums ir kritiskajam ātrumam?
• Pieņemamība: Parasti nepieciešama ±15-20% atdalīšanas robeža

Paplašinātā analīze

• Ekstrakts režīma formas no daudzpunktu mērījumiem
• Aprēķiniet slāpēšanas koeficientus no maksimālajām raksturlielumiem
• Atšķirt uz priekšu un atpakaļ vērstos virpuļrežīmus
• Salīdzināt ar Kempbela diagramma prognozes

Brīvskrējiena testēšana ir būtisks diagnostikas rīks rotoru dinamikā, kas sniedz empīriskus datus, kuri papildina analītiskās prognozes un atklāj rotējošu mašīnu faktisko dinamisko uzvedību reālos ekspluatācijas apstākļos.

---

← Atpakaļ uz galveno indeksu