Kelajuan Kritikal dalam Dinamik Rotor Diterangkan

Peranti

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

$2,358.31

bahagian

Vibration sensor

$107.47

bahagian

Optical Sensor (Laser Tachometer)

$148.07

Peranti

Balanset-4

$8,123.32

bahagian

Magnetic Stand Insize-60-kgf

$54.93

bahagian

Reflective tape

$11.94

Peranti

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

$2,071.73

Definisi: Apakah Kelajuan Kritikal?

A kelajuan kritikal ialah kelajuan putaran yang sepadan dengan frekuensi getaran semula jadi rotor. Apabila mesin beroperasi pada atau berhampiran salah satu kelajuan kritikalnya, fenomena resonans berlaku. Ini menyebabkan penguatan getaran pemutar yang dramatik dan selalunya berbahaya, kerana walaupun sejumlah kecil ketidakseimbangan sisa boleh menjana daya emparan yang besar. Setiap sistem rotor mempunyai berbilang kelajuan kritikal, sepadan dengan mod getarannya yang berbeza (cth, mod lentur pertama, mod lentur kedua, dsb.).

Mengapa Kelajuan Kritikal Sangat Penting?

Memahami dan mengurus kelajuan kritikal adalah salah satu aspek paling asas dalam reka bentuk dan analisis jentera berputar. Mengendalikan mesin pada kelajuan kritikal, walaupun untuk tempoh yang singkat, boleh menjadi malapetaka. Akibatnya termasuk:

• Getaran Berlebihan: Amplitud boleh meningkat dengan faktor 10, 20, atau lebih, bergantung pada redaman sistem.
• Kegagalan Komponen: Getaran yang tinggi dan pesongan aci boleh menyebabkan kegagalan galas, kerosakan pengedap, dan gosokan antara bahagian berputar dan pegun.
• Kegagalan Aci Bencana: Dalam kes yang teruk, tegasan lentur boleh melebihi had keletihan bahan, menyebabkan aci retak atau pecah.
• Bahaya Keselamatan: Kegagalan mesin pada kelajuan tinggi menimbulkan risiko besar kepada kakitangan dan peralatan sekeliling.

Atas sebab ini, jentera sentiasa direka bentuk untuk beroperasi dengan "margin pemisah", bermakna kelajuan larian biasanya sengaja dijauhkan dari sebarang kelajuan kritikal.

Rotor Tegar lwn. Fleksibel

Konsep kelajuan kritikal ialah apa yang membezakan pemutar "tegar" daripada pemutar "fleksibel":

• Rotor Tegar: Rotor yang beroperasi *di bawah* kelajuan kritikal pertamanya. Acinya tidak mengalami lenturan yang ketara semasa operasi. Ini biasanya pemutar yang lebih perlahan dan lebih tebal.
• Rotor Fleksibel: Rotor yang direka bentuk untuk beroperasi *di atas* kelajuan kritikal pertama (dan kadangkala kedua atau ketiga). Acinya akan melentur dan bengkok apabila ia melalui kelajuan kritikal semasa permulaan dan penutupan. Rotor langsing berkelajuan tinggi seperti dalam turbin dan pemampat adalah rotor fleksibel.

Mengurus Kelajuan Kritikal dalam Operasi Mesin

Memandangkan selalunya tidak praktikal untuk mereka bentuk mesin berkelajuan tinggi yang kekal di bawah kelajuan kritikal pertamanya, jurutera menggunakan beberapa strategi untuk mengurusnya:

1. Margin Pemisahan

Strategi yang paling biasa adalah untuk memastikan kelajuan operasi berterusan mesin tidak terlalu hampir dengan mana-mana kelajuan kritikal. Margin pemisahan biasa ialah ±20-30%. Contohnya, jika kelajuan kritikal berada pada 3,000 RPM, mesin tidak boleh dikendalikan secara berterusan antara 2,400 RPM dan 3,600 RPM.

2. Pecutan/Nyahpecutan Pantas

Untuk rotor fleksibel yang mesti melalui kelajuan kritikal, prosedur permulaan dan penutupan direka bentuk untuk bergerak melalui julat kelajuan kritikal secepat mungkin. Berlama-lama pada kelajuan kritikal membolehkan amplitud getaran dibina ke tahap berbahaya. Laluan pantas meminimumkan masa untuk penguatan ini berlaku.

3. Redaman

Redaman ialah pelesapan tenaga getaran, dan ialah yang mengehadkan amplitud puncak pada resonans. Galas, terutamanya galas filem bendalir, adalah sumber utama redaman dalam sistem pemutar. Dengan mengoptimumkan reka bentuk galas, jurutera boleh mengawal puncak getaran pada kelajuan kritikal ke tahap yang selamat dan terurus.

4. Pengimbangan Ketepatan

Getaran pada kelajuan kritikal adalah tindak balas yang diperkuatkan kepada ketidakseimbangan. Lebih baik pemutar seimbang, lebih kecil fungsi memaksa, dan oleh itu semakin rendah getaran puncak apabila ia melalui kelajuan kritikal. Untuk rotor fleksibel, teknik pengimbangan berbilang satah khas diperlukan.

Bagaimanakah Kelajuan Kritikal Dikenalpasti?

Kelajuan kritikal dikenal pasti menggunakan beberapa kaedah:

• Analisis Dinamik Rotor (RDA): Model komputer (selalunya menggunakan Analisis Elemen Terhad) dicipta semasa fasa reka bentuk untuk meramalkan kelajuan kritikal dan bentuk mod pemutar.
• Ujian Run-up/Coast-down: Kaedah eksperimen yang paling biasa. Amplitud dan fasa getaran diplot terhadap kelajuan semasa mesin dihidupkan atau dimatikan. Kelajuan kritikal dikenal pasti dengan puncak yang berbeza dalam amplitud disertai dengan anjakan fasa 180 darjah ciri. Ujian ini menjana plot diagnostik seperti Plot Pertanda and Petak Air Terjun.
• Ujian Kesan (Ujian Benjolan): Memukul pemutar dengan tukul beralat apabila ia dalam keadaan pegun boleh merangsang frekuensi semula jadinya, yang sepadan dengan kelajuan kritikal.

← Kembali ke Indeks Utama