Oil Whirl समजून घेणे
ऑइल व्हर्ल हा एक प्रकारचा स्वयं-उत्तेजित, अस्थिर कंपन आहे जो फ्लुइड-फिल्म (जर्नल) बेअरिंग बसवलेल्या मशीनमध्ये होतो — मोठ्या टर्बाइन, कंप्रेसर आणि पंप यांचा त्यात समावेश आहे. हा फ्लुइड-प्रेरित चा एक प्रकार आहे अस्थिरता ज्यामध्ये शाफ्टला आधार देणारी ऑइल फिल्म शाफ्टला बेअरिंग क्लिअरन्सभोवती पुढच्या दिशेने वर्तुळाकार गतीने ढकलू लागते. हे व्हर्लिंग मशीनच्या रनिंग स्पीड (1×) पेक्षा कमी वारंवारतेवर होत असल्याने, हा एक उप-समकालिक कंपन आहे — आणि, स्वयं-उत्तेजित असल्याने, ते टिकवण्यासाठी त्याला बाह्य फोर्सिंग फंक्शनची आवश्यकता नसते.
1. व्याख्या: ऑइल व्हर्ल म्हणजे काय?
याउलट unbalance, जे एक सिंक्रोनस (1×) जबरदस्तीने लादलेल्या कंपन, ऑइल व्हर्ल हा एक स्व-उत्तेजित कंपन: त्याला चालना देणारी ऊर्जा शाफ्टच्या स्थिर फिरण्यातूनच येते, जी बेअरिंग ऑइल फिल्मद्वारे पुरवली जाते. हा फरक निदानाच्या दृष्टीने महत्त्वाचा आहे, कारण स्वयं-उत्तेजित अस्थिरता अचानक दिसू शकतात, झपाट्याने वाढू शकतात, आणि 1× अनबॅलन्स जसा “बॅलन्स आउट” करता येतो तसे त्यांना करता येत नाही.
2. ऑइल व्हर्लची वैशिष्ट्ये
ऑइल व्हर्लच्या व्हायब्रेशन डेटामध्ये अनेक स्पष्ट, ओळखता येणाऱ्या खुणा असतात:
- Frequency: सर्वात ठळक वैशिष्ट्य म्हणजे रनिंग स्पीडच्या निम्म्यापेक्षा किंचित कमी फ्रिक्वेन्सीवर येणारा मोठ्या अॅम्प्लिट्यूडचा पीक — सामान्यतः 0.4× आणि 0.48× (शाफ्ट स्पीडच्या 40% ते 48%) दरम्यान. 3000 rpm (50 Hz) वर चालणाऱ्या मशीनमध्ये ऑइल व्हर्ल अंदाजे 1200–1440 rpm (20–24 Hz) वर दिसेल.
- दिशा: व्हायब्रेशन प्रामुख्याने रेडियल (हॉरिझॉन्टल आणि व्हर्टिकल) असते आणि बहुतेकदा स्पष्टपणे दिशादर्शक असते.
- Orbit प्लॉट: X–Y मधील ऑर्बिट प्लॉटवर पाहिल्यास प्रॉक्समिटी प्रोब, oil whirl एक मोठी, पुढच्या दिशेने अग्रगामी, अनेकदा विकृत (गैर-वर्तुळाकार) कक्षा दिसून येते ज्यामध्ये एक सुव्यक्त अंतर्गत लूप असतो.
- वर्तन: ऑइल व्हर्ल हा एका स्थिर फ्रिक्वेन्सीशी बांधलेला नसतो. मशीनचा वेग वाढतो तसा व्हर्ल फ्रिक्वेन्सी त्याच्यासोबत बदलतो आणि नव्या रनिंग स्पीडच्या वैशिष्ट्यपूर्ण ~0.4×–0.48× गुणोत्तरावर नेहमी टिकून राहतो. वेगाचा हा मागोवा घेणारा हा गुणधर्म संरचनात्मक अनुनादपासूनचा मुख्य फरक आहे, जी शाफ्ट स्पीडची पर्वा न करता एका स्थिर फ्रिक्वेन्सीवर असते.
ही वैशिष्ट्ये स्वच्छपणे टिपण्यासाठी फेज-रेफरन्स्ड, मल्टी-चॅनेल मापनाची आवश्यकता असते. एक कॅस्केड (वॉटरफॉल) प्लॉट दरम्यान घेतलेले गती वाढवण्याचा टप्पा or कोस्टडाउन विशेषतः उपयुक्त ठरते, कारण सब-सिंक्रोनस पीक एका जागी न राहता रनिंग स्पीडसोबत पुढे सरकताना दिसतो.
3. यंत्रणा: ऑइल व्हर्ल कसा घडतो?
जर्नल बेअरिंगमध्ये शाफ्टला आधार देणाऱ्या हायड्रोडायनॅमिक ऑइल वेजच्या डायनॅमिक्समधून ऑइल व्हर्ल निर्माण होतो. सामान्य कार्यादरम्यान फिरणारा शाफ्ट तेल वेज-आकाराच्या गॅपमध्ये ओढतो आणि एक प्रेशर फील्ड तयार करतो जे शाफ्टला उचलते व आधार देते. शाफ्ट बेअरिंगच्या मध्यभागी न बसता लोड लाइनशी एका अॅटिट्यूड अँगलवर किंचित ऑफसेट होऊन फिरतो.
त्या वेजमधील तेल स्वतःच शाफ्टच्या पृष्ठभागावरील वेगाच्या अंदाजे निम्म्या वेगाने बेअरिंगभोवती फिरत असते — म्हणूनच परिणामी अस्थिरता 0.5× च्या किंचित खाली दिसते. जर बेअरिंगवर हलका भार असेल किंवा त्यात अतिरिक्त क्लिअरन्सअसेल, तर स्थिर करणारे बल कमकुवत होतात. त्यानंतर एका लहान विक्षेपामुळे शाफ्ट फिरणाऱ्या फिल्मद्वारे “पकडला” जाऊ शकतो, जी त्याला बेअरिंगभोवती वर्तुळाकार मार्गाने चालवू लागते. याचा परिणाम म्हणजे स्वयं-टिकणारे व्हायब्रेशन जे खूप उच्च अॅम्प्लिट्यूडपर्यंत वाढू शकते, बहुतेकदा फक्त बेअरिंग क्लिअरन्सनेच मर्यादित होते — आणि त्या क्षणी शाफ्ट बेअरिंगच्या पृष्ठभागाला स्पर्श करू लागतो.
4. ऑइल व्हिप: अधिक तीव्र स्वरूप
जर मशीन अशा वेगापर्यंत गती घेते जिथे ऑइल-व्हर्ल फ्रिक्वेन्सी (~0.4×–0.48×) रोटरच्या एका प्राकृतिक वारंवारतेशी — एक critical speed शी जुळते — तर परिस्थिती नाट्यमयरीत्या वाढते. याला ऑइल व्हिपअसे म्हणतात, जो व्यापक प्रकारातील हिंसक अंतिम घटक आहे व्हर्ल-आणि-व्हिप अस्थिरता कुटुंबाचा हिंसक अंत-सदस्य.
- लॉक्ड फ्रिक्वेन्सी: व्हायब्रेशन रोटरच्या नैसर्गिक फ्रिक्वेन्सीवर “लॉक” होते आणि मशीनचा वेग आणखी वाढला तरी ते वाढत नाही.
- उच्च अॅम्प्लिट्यूड: रेझोनंट परिस्थिती अॅम्प्लिट्यूड अत्यंत उच्च करते.
- धोका: ऑइल व्हिप ही अत्यंत धोकादायक, अस्थिर परिस्थिती आहे जी बेअरिंग वाइप आणि गंभीर यासह विनाशकारी बिघाडास कारणीभूत ठरू शकते रोटर घर्षण-स्पर्श.
5. सामान्य कारणे आणि उपाय
- कारणे: हलका भार असलेली बेअरिंग्ज, अतिरिक्त बेअरिंग क्लिअरन्स, खूप कमी असलेली ऑइल व्हिस्कॉसिटी, अतिरिक्त ऑइल सप्लाय प्रेशर, किंवा एखादी मशीन डिझाइन जी क्रिटिकल स्पीड रनिंग स्पीडच्या अंदाजे दुप्पट ठेवते (जेणेकरून रोटर त्याच्या क्रिटिकलपर्यंत नेमके तिथेच पोहोचतो जिथे व्हर्ल फ्रिक्वेन्सी येते).
- उपाय: उपायांचा उद्देश अस्थिर ऑइल फिल्म खंडित करणे हा असतो. पर्यायांमध्ये बेअरिंग लोड वाढवणे, ऑइलची विस्कॉसिटी सुधारणे, आणि अँटी-व्हर्ल जॉमेट्रीसह बेअरिंगची पुनर्रचना करणे — लेमन-बोर (एलिप्टिकल), प्रेशर-डॅम, किंवा मल्टि-लोब आणि टिल्टिंग-पॅड डिझाइन जे सममित फिल्म परिभ्रमण भंग करतात. बसवणे एक स्क्वीज-फिल्म डॅम्पर काही मशीनमध्ये स्थिरीकरण करणारे डॅम्पिंग जोडू शकते.
फील्डमध्ये निदान निश्चित करणे म्हणजे सब-सिंक्रोनस पीक आणि त्याची फेज मोजणे, आणि सिंक्रोनस कारणे — अनबॅलन्स आणि misalignment — प्रथम वगळणे. यासारखे पोर्टेबल टू-चॅनेल अॅनालायझर Balanset-1A मोठीमोटी आणि phase संपूर्ण कंपन स्पेक्ट्रम आणि 1× घटक स्वीकार्य आहे का याची पडताळणी करते; जर अवशिष्ट 1× स्वच्छ असूनही एक मजबूत ~0.45× पीक टिकून राहिला आणि स्पीडचा मागोवा घेत असेल, तर समस्या ऑइल व्हर्लसारखी फ्लुइड-फिल्म अस्थिरता आहे, बॅलन्स दोष नव्हे — आणि उपाय बेअरिंगमध्ये आहे, करेक्शन वेट्समध्ये नव्हे. वैशिष्ट्यपूर्ण अस्थिरता फ्रिक्वेन्सी याच्याशी क्रॉस-चेक करता येतात जर्नल बेअरिंग (Oil Whirl & Oil Whip) फ्रिक्वेन्सी कॅल्क्युलेटर.
