Interferences diagrammu izpratne

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 interferences diagramma?

An interferences diagramma ir grafisks rīks, ko izmanto rotora dinamika lai identificētu rotācijas ātruma diapazonus, kuros ierosmes frekvences "traucē" (sakrīt) ar sistēmas dabiskās frekvences, radot apstākļus rezonanse. Termins “traucējumi” attiecas uz problemātisku mijiedarbību starp piespiedu frekvenci (no nelīdzsvarotība, asmens pārskriešana vai citi avoti) un dabiskā frekvence, kas var izraisīt pārmērīgu vibrācija.

Lai gan cieši saistīts ar Kempbela diagramma, Interferences diagramma bieži vien īpaši koncentrējas uz krustpunktu (interferences) un ar tiem saistīto ātruma zonu izcelšanu, kuras ekspluatācijas laikā būtu jāizvairās vai ātri jāšķērso.

Saistība ar Kempbela diagrammām

Praksē termini “interferences diagramma” un “Kempbela diagramma” bieži tiek lietoti savstarpēji aizvietojami, jo tie attēlo līdzīgu informāciju. Tomēr pastāv nelielas atšķirības:

Kempbela diagrammas uzsvars

• Parāda pilnīgu priekšstatu par to, kā dabiskās frekvences mainās atkarībā no ātruma
• Attēlo dabiskās frekvences līknes kā nepārtrauktas ātruma funkcijas
• Izmanto galvenokārt visaptverošai rotora dinamiskajai analīzei un projektēšanai

Interferences diagrammas uzsvars

• Pievērš uzmanību konkrētām problēmu zonām — krustpunktiem
• Bieži vien kritisko ātrumu tuvumā ir iekrāsotas “aizliegtās zonas”.
• Vairāk operatīva uzmanība, uzsverot ātruma diapazonus, no kuriem jāizvairās
• Var ietvert vairākus ierosmes avotus, kas pārsniedz tikai disbalansu

Interferences diagrammas konstruēšana

Interferences diagramma ir veidota līdzīgi Kempbela diagrammai, bet ar papildu darbības kontekstu:

Pamata elementi

• Horizontālā ass: Rotācijas ātrums (apgr./min. vai Hz)
• Vertikālā ass: Ierosme vai dabiskā frekvence (Hz vai CPM)
• Dabiskās frekvences līnijas: Parādot, kā sistēmas dabiskās frekvences mainās atkarībā no ātruma
• Ierosmes secības līnijas: Diagonālās līnijas 1X, 2X, 3X un citiem ierosmes avotiem

Papildu funkcijas

• Izceltie krustošanās punkti: Kritiskie ātrumi ir skaidri apzīmēti ar simboliem vai anotācijām
• Aizliegtās ātruma zonas: Iekrāsotas joslas ap katru kritisko ātrumu, kas norāda diapazonus, no kuriem jāizvairās
• Darbības ātruma diapazons: Skaidri norādīts, bieži vien kā vertikāla josla vai iezīmēts apgabals
• Ātrgaitas šķērsošanas zonas: Ātruma diapazoni, kas ātri jāpārvar iedarbināšanas/izslēgšanas laikā
• Vairāki ierosmes avoti: Līnijas lāpstiņas pāriešanas biežumam, zobratu sazobes biežumam, gultņu defektu biežumam

Traucējumu veidi

Interferences diagramma var identificēt dažādus problemātisku mijiedarbību veidus:

1. Sinhronā iejaukšanās (1X)

Visizplatītākais veids, kur vienu reizi apgriezienā esošie nelīdzsvarotības spēki sakrīt ar dabisko frekvenci. Šis ir klasiskais kritiskais ātrums stāvoklis.

2. Harmoniskie traucējumi (2X, 3X utt.)

Arī skriešanas ātruma augstākas harmonikas var ierosināt rezonanses. Biežākie avoti ir:

• 2x: No neatbilstība, mehāniska vaļīgums vai asimetriska stingrība
• 3x, 4x: No zobratu zobu kontaktiem, daudzlobju gultņiem vai strukturālām asimetrijām

3. Lāpstiņas/lāpstiņas kustības traucējumi

Turbomašīnām lāpstiņu pārešanas frekvence (lāpstiņu skaits × apgr./min.) var ierosināt strukturālos režīmus. Interferences diagramma parāda, kur lāpstiņu pārešanas frekvences līnijas krustojas ar dabiskajām frekvencēm.

4. Subsinhronā iejaukšanās

Tādas parādības kā eļļas virpulis (parasti 0,43X–0,48X) var radīt subsinhronus traucējumus, kas ir jāidentificē un jāpārvalda.

5. Sitienu frekvences traucējumi

Savienotās sistēmās vai sistēmās ar vairākiem rotējošiem elementiem nelielu ātruma atšķirību radītās sitienu frekvences var radīt traucējumus.

Praktisks pielietojums mašīnu projektēšanā

Projektēšanas fāzes lietojumprogrammas

1. Kritiskā ātruma novēršana: Pārliecinieties, ka darbības ātruma diapazons nepārklājas ar traucējumu zonām
2. Atdalīšanas robežas pārbaude: Apstipriniet atbilstošas robežas (parasti no ±15% līdz ±30%) ap visiem kritiskajiem ātrumiem
3. Ierosmes avota pārvaldība: Ja no traucējumiem nevar izvairīties, samaziniet ierosmes avota amplitūdu (uzlabojiet līdzsvaru, samaziniet nobīdi utt.).
4. Slāpēšanas prasības: Nosakiet, kur ir uzlabots slāpēšana ir nepieciešams, lai kontrolētu rezonanses vibrāciju

Modifikācija un problēmu novēršana

Ja esošajām iekārtām rodas vibrācijas problēmas, interferences diagrammas palīdz:

• Nosakiet, vai problēma ir saistīta ar darbību pārāk tuvu kritiskajam ātrumam
• Novērtējiet ierosinātās modifikācijas (gultņu izmaiņas, pievienoto masu, stingrības modifikācijas)
• Paredzēt ātruma izmaiņu vai mainīga ātruma darbības ietekmi
• Nosakiet, vai problēma ir saistīta ar negaidītu ierosmes avotu

Aizliegto ātruma zonu noteikšana

Interferences diagrammu galvenā iezīme ir aizliegto vai ierobežoto ātruma zonu noteikšana:

Zonas platuma noteikšana

Katras aizliegtās zonas platums ir atkarīgs no vairākiem faktoriem:

• Sistēmas slāpēšana: Zema slāpēšana prasa platākas zonas; augsta slāpēšana ļauj izmantot šaurākas zonas.
• Ierosmes amplitūda: Spēcīgiem ierosmes avotiem ir nepieciešamas plašākas izvairīšanās zonas
• Darbības sekas: Kritiskām iekārtām var būt nepieciešamas konservatīvākas (platākas) zonas.
• Tipiskas vērtības: ±15% labi slāpētām sistēmām, ±20–30% slikti slāpētām sistēmām

Darbības procedūras

Pamatojoties uz traucējumu diagrammu, tiek noteiktas darbības procedūras:

• Atļauta nepārtraukta darbība: Ātruma diapazoni bez traucējumiem
• Nepieciešama ātra šķērsošana: Aizliegtās zonas, caur kurām ātri jāpārvietojas ieslēgšanas/izslēgšanas laikā
• Pilnīgi aizliegts: Spēcīgas rezonanses zonas, kurās darbība nekad nav atļauta

Piemērs: turbīnas traucējumu diagramma

Apsveriet tvaika turbīnu ar šādām īpašībām:

• Darbības ātrums: 3000 apgr./min (50 Hz)
• Pirmais kritiskais ātrums: 2400 apgr./min (40 Hz)
• Otrais kritiskais ātrums: 4200 apgr./min (70 Hz)
• Asmeņu skaits: 60
• Asmens caurlaides frekvence pie 3000 apgr./min: 60 × 50 Hz = 3000 Hz

Interferences diagramma parāda:

• 1X līnija šķērso pirmo dabisko frekvenci: Kritiskais ātrums pie 2400 apgr./min. — Aizliegtā zona: 2040–2760 apgr./min. (±15%)
• 1X līnija šķērso otro dabisko frekvenci: Kritiskais ātrums pie 4200 apgr./min. — Nav problēmu, jo darbības ātrums ir ievērojami zemāks par
• Darbības ātrums (3000 apgr./min.): Droši starp diviem kritiskiem ātrumiem ar labām atdalīšanas robežām
• Asmens caurlaides frekvence: Pie 3000 Hz nav traucējumu strukturālajos režīmos darbības diapazonā

Darbības vadlīnijas:

• Iedarbināšanas laikā paātriniet ātrumu līdz 2040–2760 apgr./min. diapazonam mazāk nekā 30 sekundēs
• Nepārtraukta darbība no 2800 līdz 3200 apgr./min ir pieņemama
• Nemēģiniet nepārtraukti darbināt ar ātrumu no 2040 līdz 2760 apgr./min.

Papildu apsvērumi

Temperatūras ietekme

Dažās interferences diagrammās ir iekļautas vairākas līknes, kas parāda, kā dabiskās frekvences mainās atkarībā no temperatūras izmaiņām (termiskā izaugsme ietekmē stingrību un gultņu raksturlielumus). Kritiskie ātrumi var mainīties, mašīnai sasilstot.

Slodzes efekti

Mašīnām, kurās procesa slodze būtiski ietekmē gultņa stingrību vai rotora novirzi, interferences diagrammas var attēlot līkņu grupas dažādiem slodzes apstākļiem.

Savienotās sistēmas

Ja ir savienoti vairāki rotori (motora-sūkņa komplekti, turbīnas-ģeneratora komplekti), interferences diagrammā jāņem vērā saistītie vērpes un sānu režīmi, kas var radīt papildu kritiskos ātrumus.

Interferences diagrammas izveide

No analītiskajiem modeļiem

1. Izstrādāt rotora-gultņu sistēmas galīgo elementu modeli
2. Aprēķiniet dabiskās frekvences dažādos ātrumos
3. Uzzīmējiet dabiskās frekvences līknes atkarībā no ātruma
4. Pārklājuma ierosmes secības līnijas (1X, 2X, asmeņu pāreja utt.)
5. Atzīmējiet krustpunktus un izveidojiet aizliegtās zonas
6. Anotēt ar darbības ātruma diapazonu un procedūrām

No eksperimentāliem datiem

1. Veiciet iedarbināšanas un ripošanas testus ar vibrācijas uzraudzību
2. Ģenerēt ūdenskritumu diagrammas vai Bodes diagrammas
3. Nosakiet kritiskās ātruma vietas, izmantojot amplitūdas maksimumus un fāzes nobīdes
4. Izveidojiet interferences diagrammu, atzīmējot novērotos kritiskos ātrumus
5. Nosakiet empīriskas aizliegtās zonas, pamatojoties uz izmērītajiem vibrācijas līmeņiem

Ieguvumi ekspluatācijai un apkopei

Traucējumu diagrammas sniedz vērtīgus norādījumus mašīnu operatoriem un apkopes personālam:

• Skaidras darbības robežas: Vizuāla droša un nedroša ātruma diapazona norāde
• Ieslēgšanas/izslēgšanas procedūras: Nosaka ātrumus, kas nepieciešami ātrai pārvarēšanai
• Mainīga ātruma darbība: Nosaka pieņemamos ātruma diapazonus regulējama ātruma piedziņām
• Problēmu novēršanas rīks: Palīdz diagnosticēt, vai vibrācijas problēmas ir saistītas ar ātrumu
• Modifikāciju plānošana: Parāda ierosināto izmaiņu ietekmi pirms to ieviešanas
• Apmācības līdzeklis: Izglītojošs līdzeklis mašīnu dinamiskās uzvedības izpratnei

Kritiski svarīgām rotējošām mašīnām traucējumu diagramma ir būtisks dokuments, kam jābūt pieejamam operatoriem, apkopes tehniķiem un inženiertehniskajam personālam, nodrošinot, ka ikviens izprot mašīnas dinamiskās īpašības un darbina to drošā ātruma diapazonā.

---

← Atpakaļ uz galveno indeksu