Torsionālās analīzes izpratne
Definīcija: Kas ir torsionālā analīze?
Vērpes analīze ir mērīšana, novērtēšana un modelēšana vērpes vibrācija—vērpes svārstības ap vārpstas asi — rotējošo mašīnu piedziņas vilcienos. Atšķirībā no sānu vibrācija (liece), ko viegli izmērīt ar standarta akselerometri, vērpes vibrācijai ir nepieciešamas specializētas mērīšanas metodes (deformācijas devēji, dubultie tahometri, lāzera vibrometrija) un analīze, lai noteiktu leņķiskās svārstības, noteiktu vērpes dabiskās frekvences un novērtētu noguruma risku vārpstās, savienojumos un zobratos.
Vērpes analīze ir kritiski svarīga virzuļdzinēju piedziņām, garām piedziņas vārpstām, lieljaudas pārnesumkārbām un VFD motoru lietojumiem, kur vērpes vibrācija var izraisīt katastrofālas vārpstas vai savienojuma atteices, neskatoties uz pieņemamiem sānu vibrācijas līmeņiem. Tā ir specializēta, bet būtiska diagnostikas iespēja, lai novērstu pēkšņas, negaidītas kļūmes spēka pārvades sistēmās.
Kāpēc nepieciešama torsionālā analīze
Vērpes un sānu vibrācijas
- Sānu: Liekšanās, kustība no vienas puses uz otru, mērīta ar standarta akselerometriem
- Vērpes: Griešanās ap asi, bez sānu nobīdes, neredzams standarta sensoriem
- Neatkarība: Var būt smaga vērpes deformācija ar zemu sānu deformāciju (un otrādi)
- Bojājumi: Vērpes dēļ var rasties vārpstas/sajūga bojājumi bez brīdinājuma, veicot sānu mērījumus
Bojājumu režīmi
- Vārpstas noguruma lūzumi (parasti 45° leņķī pret asi)
- Sakabes elementa atteice (zobratu zobi, elastīgie elementi)
- Zobratu zobu lūzums svārstīgu slodžu dēļ
- Ieslēga un atslēgas rievas bojājumi no berzes
Mērīšanas metodes
1. Tenzometra metode
Tiešā vērpes sprieguma mērīšana:
- Tenzometrus piestiprina 45° leņķī pret vārpstas asi (maksimālā bīdes sprieguma orientācija)
- Mēra bīdes deformāciju no sagriešanās
- Nepieciešami slīdgredzeni vai bezvadu telemetrija rotējošām vārpstām
- Visprecīzākais, bet sarežģītais un dārgais
- Pētniecība un attīstība, primārais lietojums
2. Divu tahometru metode
- Divi optiskie sensori dažādās šahtas vietās
- Izmēriet fāžu starpību starp atrašanās vietām
- Fāzes starpība = leņķiskais pagrieziens = vērpes vibrācija
- Bezkontakta un praktisks
- Ierobežots ar zemas frekvences vērpes (< 100 Hz (parasti)
3. Lāzera vērpes vibrometrs
- Specializēta lāzera Doplera sistēma
- Mēra leņķiskā ātruma svārstības
- Bezkontakta
- Plašs frekvenču diapazons
- Dārgs, bet jaudīgs
4. Motora strāvas analīze
- Torsijas vibrācija rada strāvas svārstības
- Analizējiet motora strāvas spektru
- Netieši, bet neinvazīvi
- Noderīgs skrīninga rīks
Analītiskā torsionālā analīze
Matemātiskā modelēšana
- Piedziņas mehānisma vienreizējās masas vērpes modelis
- Aprēķiniet vērpes dabiskās frekvences
- Prognozēt reakciju uz ierosmes avotiem
- Nosakiet kritiskos ātrumus un rezonanses
Ierosmes avoti
- Virzuļdzinēji: Degšanas impulsi rada vērpes ierosmi
- Zobratu siets: Zobu saķere rada svārstīgu griezes momentu
- Frekvenču frekvences pārveidotāji: PWM komutācijas frekvences harmonikas
- Elektriskās: Motora polu šķērsošanas un slīdēšanas frekvences
Kempbela diagramma vērpes formulai
- Uzzīmējiet vērpes dabiskās frekvences atkarībā no ātruma
- Pārklājuma ierosmes secības līnijas
- Nosakiet vērpes kritiskos ātrumus (interferences punktus)
- Vadotnes darbības ātruma izvēle
Kritiskās lietojumprogrammas
Virzuļdzinēju piedziņas
- Dīzeļģeneratori
- Gāzes dzinēju kompresori
- Jūras dzinējspēks
- Lielas griezes momenta pulsācijas prasa analīzi
Garas piedziņas vārpstas
- Velmētavas piedziņas
- Jūras dzenskrūves vārpstas
- Papīra mašīnu piedziņas
- Garums rada zemu vērpes stingrību
Lieljaudas pārnesumkārbas
- Vēja turbīnu pārnesumkārbas
- Rūpnieciskie reduktori > 1000 ZS
- Zobratu tīkla ierosme torsijas režīmos
VFD motoru sistēmas
- Mainīgas frekvences piedziņas rada vērpes ierosmi
- PWM harmonikas var ierosināt vērpes rezonanses
- Pieaug bažas par VFD izplatību
Analīzes rezultāti
Vērpes dabiskās frekvences
- Identificēt pēc mērījuma vai aprēķina
- Salīdzināt ar ierosmes frekvencēm
- Pārliecinieties par atbilstošu atdalīšanu
Stresa līmenis
- Aprēķiniet mainīgo bīdes spriegumu no izmērītās vibrācijas
- Salīdzināt ar materiāla izturības robežām
- Novērtējiet noguruma kalpošanas laika patēriņu
- Nosakiet, vai spriegums ir pieņemams
Slāpēšana
- Mērījums no reakcijas pie vērpes rezonansēm
- Parasti ļoti zems (< 1% no kritiskā)
- Zema slāpēšana nozīmē asas rezonanses
Mazināšanas stratēģijas
Frekvenču atdalīšana
- Nodrošiniet, lai vērpes dabiskās svārstības tiktu atdalītas no ierosmes frekvencēm
- Mainīt vārpstas diametru, garumu vai savienojuma stingrību
- Inerces modificēšana (sparrata pievienošana)
Slāpēšanas papildinājums
- Vērpes slāpētāji (viskozie vai berzes)
- Augstas slāpēšanas savienojumi
- Samazina rezonanses pastiprinājumu
Darbības ātruma izmaiņas
- Izvairieties no nepārtrauktas darbības ar vērpes kritiskajiem ātrumiem
- Ierobežot ātruma diapazonus
- VFD regulēšana, lai samazinātu ierosmi
Vērpes analīze ir specializēta vibrācijas disciplīna, kas risina vērpes svārstību problēmas, kuras var izraisīt katastrofālas kļūmes, kuras nav redzamas standarta sānu vibrāciju uzraudzībai. Lai gan vērpes analīzei ir nepieciešamas specializētas mērīšanas un analīzes metodes, tā ir būtiska virzuļdzinēju piedziņām, garām vārpstām, lieljaudas pārnesumkārbām un frekvences pārveidotāju sistēmām, kur vērpes vibrācija rada ievērojamus uzticamības un drošības riskus.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 