Pašuzbudinātas vibrācijas izpratne

1. Definīcija: Kas ir pašizraisīta vibrācija?

Pašuzbudināta vibrācija (pazīstama arī kā pašinducēta vai nestabila vibrācija) ir īpaši bīstams vibrācijas veids, kur sistēmas kustība inducē spēkus, kas savukārt uztur vai pastiprina šo kustību. Tas rada atgriezeniskās saites cilpu, kur vibrācijas amplitūda var pieaugt, dažreiz līdz katastrofālam līmenim, bez atbilstoša ārēja piespiedu frekvences palielinājuma.

Tas būtiski atšķiras no piespiedu vibrācijas, piemēram nelīdzsvarotība vai neatbilstība, kur vibrācija ir tieša reakcija uz noteiktu, periodisku ievadi (piespiedu frekvenci). Pašierosinātā sistēmā vibrācija rada savu virzītājspēku.

2. Atgriezeniskās saites cilpas mehānisms

Pašuzbudinātās vibrācijas mehānismu var apkopot šādi:

1. Sistēma (piemēram, rotors gultnī) atrodas kustībā.
2. Neliels, nejaušs traucējums izraisa nelielu pārvietošanos vai ātruma izmaiņas.
3. Šīs kustības izmaiņas maina uz sistēmu iedarbojošos spēkus (piemēram, šķidruma spiedienu gultnī vai instrumenta griešanas spēku).
4. Kritiski svarīgi, ka šis mainītais spēks darbojas tā, lai *pievienotu enerģiju* sistēmai, virzot komponentu tālāk virzienā, kurā tas jau virzījās.
5. Šī palielinātā kustība rada vēl lielāku spēku, kas pievieno vairāk enerģijas utt.

Šī atgriezeniskā saite izraisa vibrācijas pieaugumu, līdz to ierobežo sistēmas nelinearitāte (piemēram, strauja apstāšanās) vai arī tā noved pie kļūmes.

3. Pašuzbudinātas vibrācijas biežākie piemēri

Vairākas labi zināmas parādības mašīnu diagnostikā ir klasiski pašizraisītas vibrācijas piemēri:

• Eļļas virpulis un eļļas putukrējums: Visizplatītākie piemēri rotējošās mašīnās. Šķidruma plēves gultnī rotējošā vārpsta rada eļļas ķīli. Traucējums var izraisīt paša eļļas ķīļa rotācijas sākšanu (virpuļošanu) ap gultni. Šī virpuļojošā ķīļa radītais spiediens spiež vārpstu, kas piešķir virpulim vairāk enerģijas. Iegūtā vibrācija nav darba ātrumā, bet gan subsinhronā frekvencē (parasti 0,42–0,48X skriešanas ātrums).
• Pļāpāšana apstrādē: Metāla griešanā (virpošanā vai frēzēšanā) vibrēšana rodas, kad griezējinstruments sāk vibrēt. Šī vibrācija izraisa griežamās skaidas biezuma izmaiņas. Mainīgais skaidas biezums savukārt izraisa griešanas spēka svārstības, un šis svārstīgais spēks var iesūknēt enerģiju atpakaļ instrumenta vibrācijā, izraisot tās pāraugšanu spēcīgajā vibrēšanā.
• Aerodinamiskā plandīšanās: Lidmašīnas spārna vibrācija, kuras laikā spārna lieces un griešanās kustība maina tā aerodinamisko profilu. Šīs profila izmaiņas maina gaisa spiedienu tā, ka spārna kustībai tiek pievienota enerģija, kas, ja to nekontrolē, var izraisīt katastrofālu bojājumu.
• Rotora berzes: Stāvoklis, kad rotors saskaras ar nekustīgu detaļu. Berzes radītā berze var sakarst rotoru, izraisot tā izliekšanos. Šī izliekšanās palielina berzes spēku, kas savukārt palielina siltumu un izliekumu, radot atgriezeniskās saites cilpu, kas var izraisīt iestrēgšanu.

4. Galvenās īpašības un diagnoze

Pašierosinātām vibrācijām bieži vien ir atšķirīgas īpašības FFT spektrs:

• Nesinhronās frekvences: Vibrācija parasti nav vesela skaitļa daudzkārtnis vai harmoniska attiecībā pret kustības ātrumu. Tā bieži rodas pie subsinhronā frekvence.
• Nestabilitāte: Amplitūda var būt ļoti nestabila un var strauji pieaugt, nedaudz mainoties darbības apstākļiem (ātrums, temperatūra, slodze).
• Pēkšņa sākšanās: Vibrācija var nebūt vispār, kamēr mašīna nepārsniedz noteiktu ātruma vai slodzes slieksni, un tad tā var parādīties pēkšņi un ar lielu amplitūdu.

Pašierosinātas vibrācijas diagnosticēšana ietver šo raksturīgo nesinhrono maksimumu identificēšanu un to fizisko mehānismu izpratni, kas varētu izraisīt šādu nestabilitāti konkrētajā mašīnā.

← Atpakaļ uz galveno indeksu