Oil Whirl-ийг ойлгох (тосны эргэлтийн үзэгдэл)
Тосны эргэлт бол шингэн бүрхүүлтэй (голын хүзүү) холхивчтай машинд үүсдэг өөрийн гэсэн өдөөлттэй, тогтворгүй чичиргээний нэг хэлбэр юм. Энэ нь шингэнээс үүдэлтэй тогтворгүй байдал гол дэмждэг тосны бүрхүүл голыг холхивчийн завсраар урд тийш тойрог хөдөлгөөнөөр түлхэж эхэлдэг. Энэхүү эргэлт нь машины ажиллах хурднаас (1×) доогуур давтамжтай үүсдэг тул энэ нь синхрон бус доод давтамж чичиргээ юм — мөн өөрийн гэсэн өдөөлттэй тул үүнийг хадгалахад гадаад хүч шаардлагагүй.
1. Тодорхойлолт: Oil Whirl гэдэг юу вэ?
Эсрэгээрээ тэнцвэргүйдэл, энэ нь синхрон (1×) ажиглагдсан чичиргээ, oil whirl бол өөрөө өдөөгдөх чичиргээ: үүнийг хөдөлгөдөг энерги нь голын тогтмол эргэлтээс, холхивчийн тосны бүрхүүлийг дамжуулан нэвтэрч ирдэг. Энэ ялгаа нь оношлогоонд чухал ач холбогдолтой, учир нь өөрийн гэсэн өдөөлттэй тогтворгүй байдлууд гэнэт үүсч, хурдан өсч, 1× тэнцвэргүйдлийг тэнцвэржүүлэх шиг “тэнцвэржүүлж” болохгүй.
2. Oil Whirl-ийн онцлогууд
Oil whirl нь чичиргээний өгөгдөлд хэд хэдэн онцгой, танигдах шинж тэмдэгтэй:
- Давтамж: хамгийн онцгой шинж нь ажиллах хурдны таласаас арай бага давтамж дээрх их далайцтай оргил — ихэвчлэн 0.4× ба 0.48× (гол хурдны 40%-аас 48%) хооронд байдаг. 3000 rpm (50 Hz) хурдтай ажиллаж буй машинд oil whirl нь ойролцоогоор 1200–1440 rpm (20–24 Hz) дээр илэрнэ.
- Чиглэл: чичиргээ нь голчлон радиаль (хэвтээ ба босоо) байдаг бөгөөд ихэвчлэн чиглэлтэй байдаг.
- Орбитын график: X–Y орбитын график дээр харахад ойролцоо зонд oil whirl нь их, урд тийш претсесс хийдэг, ихэвчлэл хэлбэрээ алдаж (бүтэн тойрог биш), нэг тодорхой дотоод тойрогтой орбит хэлбэрээр илэрдэг.
- Үйл ажиллагаа: oil whirl нь тогтмол давтамжтай холбоогүй. Машин хурдсах тусам whirl давтамж нь үүнийг дагаж, шинэ ажиллах хурдны ~0.4×–0.48× харьцааг хадгалсаар байдаг. Энэхүү хурд дагах шинж чанар нь Бүтцийн резонанс, энэ нь голын хурднаас үл хамааран тогтмол давтамж дээр байрладаг.
Эдгээр шинж чанаруудыг цэвэр барихын тулд фазыг тодорхойлсон, олон сувгийн хэмжилт шаардлагатай. А каскад (усан урсгал) график хурдасгах явцад авсан хурдасгах эсвэл чөлөөт удаашрал машинд онцгой илрүүлэгч байдаг, учир нь синхрон бус оргил нь ажиллах хурдтай хамт явж, тогтохгүй байгааг харуулдаг.
3. Механизм: Oil Whirl хэрхэн үүсдэг вэ?
Oil whirl нь гулсах холхивч дээр голыг дэмждэг гидродинамик тосны хавтангийн динамикээс үүсдэг. Хэвийн үйл ажиллагаанд эргэдэг гол нь тосыг хавтан хэлбэрийн завсарт татаж, голыг дээш түлхэж дэмждэг даралтын талбайг үүсгэдэг. Гол нь холхивчийн төвд байрлахгүй, ачааллын шугамд тодорхой өнцгөөр арай зөрүүтэй байрладаг.
Энэхүү хавтан доторх тос нь голын гадаргуугийн хурдны тал хэмжээгээр холхивчийг тойрон эргэлддэг — энэ нь үүссэн тогтворгүй байдал 0.5×-ээс арай доогуур илэрч буй шалтгаан юм. Холхивч нь бага ачаалалтай эсвэл хэт их зай завсартэй бол тогтворжуулах хүч суларна. Жижиг өдөөлт нь голыг эргэлдэж буй бүрхүүл “барьж” авах боломжийг олгож, энэ нь голыг холхивчийг тойрон тойрог замаар хөдөлгөж эхэлнэ. Үр дүнд нь өөрийн гэсэн тогтвортой чичиргээ үүсч, маш өндөр далайцтай өсөж, ихэвчлэн холхивчийн завсраар хязгаарлагддаг — энэ үед гол нь холхивчийн гадаргуутай хүрэлцэхийг эхэлнэ.
4. Oil Whip: Илүү хүнд хэлбэр
Машин хурдсаж oil-whirl давтамж (~0.4×–0.48×) нь роторын хувийн давтамжууд — критик хурд — нэгтэй давхцах үед нөхцөл хүндрэлтэй болно. Үүнийг oil whip (тосны чичиргээний тогтворгүй байдал), илүү өргөн whirl-and-whip тогтворгүй байдлын гэр бүлийн хүчтэй төгсгөлийн гишүүн гэж нэрлэдэг.
- Хүрээлэгдсэн давтамж: чичиргээ нь роторын хувийн давтамж руу “хүрээлэгдэж” машин цааш хурдсах тусам өсөхгүй болно.
- Өндөр далайц: резонансын нөхцөл нь далайцыг маш өндөр түвшинд хүргэдэг.
- Аюул: oil whip нь маш аюултай, тогтворгүй нөхцөл бөгөөд холхивчийн гэмтэл, хүнд роторын шүрэлт.
5. Ерөнхий шалтгаанууд ба шийдлүүд
- Шалтгаанууд: бага ачаалалтай холхивч, хэт их холхивчийн завсар, хэт бага тосны зузаан, хэт их тосны нийлүүлэлтийн даралт, эсвэл машины загварчлал нь критик хурдыг ажиллах хурдны ойролцоогоор хоёр дахин байрлуулдаг (ротор нь whirl давтамж ирэх яг газарт критик хурдад хүрдэг).
- Шийдлүүд: эмчилгээний арга хэмжээ нь тогтворгүй тосны бүрхүүлийг таслахыг зорьдог. Сонголтуудад холхивчийн ачааллыг нэмэгдүүлэх, тосны зузааныг засварлах, anti-whirl геометртэй холхивчийг дахин загварчлах — lemon-bore (эллипс), pressure-dam, эсвэл multi-lobe болон tilting-pad загварууд нь тэгш хэмтэй бүрхүүлийн эргэлтийг тасалдаг. Зарим машинд тосны бүрхүүлээр намсгалт хийх демпфер (squeeze-film damper) суурилуулах нь тогтворжуулах чичиргээ намсгалтыг нэмж болно.
Ажлын байран дээр оношлогоог баталгаажуулах нь синхрон бус оргил болон түүний фазыг хэмжиж, синхрон шалтгаануудыг — тэнцвэргүйдэл болон голуудын тэнхлэгийн зөрүү — эхлээд хасахыг хэлнэ. Хөнгөн хоёр сувгийн анализатор Balanset-1A амплитуд болон фаз хавтгайнуудын хооронд чичиргээний спектр 1× бүрэлдэхүүн хэсэг хүлээн зөвшөөрөгдөхүйц эсэхийг баталгаажуулдаг; хэрэв үлдэгдэл 1× цэвэр байсан ч хүчтэй ~0.45× оргил үлдэж, хурдтайгаа хамт өөрчлөгдөж байвал асуудал нь тосны бүрхэвчийн тогтворгүй байдал буюу oil whirl-тэй холбоотой бөгөөд тэнцвэргүйдэл биш юм — гэхдээ засвар нь холхивч дээр, залруулах жин дээр биш байна. Тогтворгүй байдлын онцлог давтамжуудыг Гулсах холхивч (Oil Whirl & Oil Whip) давтамжийн тооцоолуур.
