Memahami Titik Nodal dalam Getaran Rotor

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 Titik Nodal?

A titik nod (juga dipanggil nod atau garis nod apabila mempertimbangkan gerakan tiga dimensi) ialah lokasi tertentu di sepanjang getaran pemutar di mana anjakan atau pesongan kekal sifar semasa getaran pada sesuatu tertentu frekuensi semula jadi. Walaupun selebihnya aci bergetar dan membelok, titik nod kekal pegun berbanding kedudukan neutral aci.

Titik nodal ialah ciri asas bagi bentuk mod, dan lokasi mereka menyediakan maklumat kritikal untuk dinamik rotor analisis, balancing prosedur, dan strategi penempatan sensor.

Titik Nodal dalam Mod Getaran Berbeza

Mod Lentur Pertama

Mod lenturan pertama (asas) biasanya mempunyai:

• Nod Dalaman Sifar: Tiada titik pesongan sifar sepanjang panjang aci
• Lokasi Galas sebagai Anggaran Nod: Dalam konfigurasi yang disokong ringkas, bearing bertindak sebagai titik nod hampir
• Pesongan Maksimum: Biasanya hampir pertengahan rentang antara galas
• Bentuk Arka Mudah: Aci bengkok dalam satu lengkung licin

Mod Lentur Kedua

Mod kedua mempunyai corak yang lebih kompleks:

• Satu Nod Dalaman: Satu titik di sepanjang aci (biasanya berhampiran pertengahan rentang) di mana pesongan adalah sifar
• Bentuk Lengkung S: Aci bengkok ke arah yang bertentangan pada kedua-dua belah nod
• Dua Antinod: Pesongan maksimum berlaku pada kedua-dua belah titik nod
• Frekuensi Lebih Tinggi: Kekerapan semula jadi jauh lebih tinggi daripada mod pertama

Mod Ketiga dan Lebih Tinggi

• Mod Ketiga: Dua titik nod dalaman, tiga antinod
• Mod Keempat: Tiga titik nod, empat antinod
• Peraturan Am: Mod N mempunyai (N-1) titik nod dalaman
• Meningkatkan Kerumitan: Mod yang lebih tinggi menunjukkan corak gelombang yang semakin kompleks

Kepentingan Fizikal Titik Nodal

Sifar pesongan

Pada titik nod semasa getaran pada frekuensi semula jadi mod itu:

• Anjakan sisi adalah sifar
• Aci melepasi paksi neutralnya
• Walau bagaimanapun, tegasan lentur biasanya maksimum (cerun lengkung pesongan adalah maksimum)
• Daya ricih adalah maksimum pada nod

Sifar Sensitiviti

Daya atau jisim yang digunakan pada titik nod mempunyai kesan minimum pada mod tertentu itu:

• Menambah pemberat pembetulan di nod tidak mengimbangi mod itu dengan berkesan
• Penderia yang diletakkan pada nod mengesan getaran minimum untuk mod itu
• Sokongan atau kekangan pada nod menjejaskan frekuensi semula jadi mod secara minima

Implikasi Praktikal untuk Pengimbangan

Pemilihan Satah Pembetulan

Memahami lokasi titik nod membimbing strategi pengimbangan:

Untuk Rotor Tegar

• Beroperasi di bawah kelajuan kritikal pertama
• Mod pertama tidak begitu teruja
• Standard imbangan dua satah berhampiran hujung rotor adalah berkesan
• Mata nodal bukan kebimbangan utama

Untuk Rotor Fleksibel

• Beroperasi melalui atau melebihi kelajuan kritikal
• Mesti mempertimbangkan bentuk mod dan titik nod
• Satah Pembetulan Berkesan: Hendaklah berada di atau berhampiran lokasi antinod (titik pesongan maksimum)
• Lokasi yang tidak berkesan: Satah pembetulan pada atau berhampiran nod mempunyai kesan minimum pada mod itu
• Pengimbangan Modal: Secara eksplisit mengambil kira lokasi titik nod apabila mengedarkan pemberat pembetulan

Contoh: Pengimbangan Mod Kedua

Pertimbangkan aci fleksibel panjang yang beroperasi di atas kelajuan kritikal pertama, mod kedua yang menarik:

• Mod kedua mempunyai satu titik nod berhampiran pertengahan rentang
• Meletakkan semua berat pembetulan berhampiran pertengahan rentang (nod) akan menjadi tidak berkesan
• Strategi optimum: Letakkan pembetulan di dua lokasi antinod (di kedua-dua belah nod)
• Corak pengagihan berat mesti sepadan dengan bentuk mod kedua untuk pengimbangan yang berkesan

Pertimbangan Peletakan Sensor

Strategi Pengukuran Getaran

Titik nodal menjejaskan pemantauan getaran secara kritikal:

Elakkan Lokasi Nodal

• Penderia pada nod mengesan getaran minimum untuk mod itu
• Mungkin terlepas masalah getaran yang ketara jika hanya mengukur pada nod
• Boleh memberi gambaran palsu tentang tahap getaran yang boleh diterima

Sasaran Lokasi Antinod

• Amplitud getaran maksimum pada antinod
• Paling sensitif untuk mengembangkan masalah
• Biasanya di lokasi galas untuk mod pertama
• Untuk mod yang lebih tinggi, mungkin memerlukan titik ukuran pertengahan

Titik Pengukuran Berbilang

• Untuk rotor fleksibel, ukur di beberapa lokasi paksi
• Memastikan tiada mod terlepas kerana kedudukan nod
• Membenarkan penentuan eksperimen bentuk mod
• Peralatan kritikal selalunya mempunyai penderia pada setiap galas ditambah rentang pertengahan

Menentukan Lokasi Titik Nodal

Ramalan Analitikal

• Analisis Elemen Terhingga: Mengira bentuk mod dan mengenal pasti titik nod
• Teori Rasuk: Untuk konfigurasi mudah, penyelesaian analitikal meramalkan lokasi nod
• Alat Reka Bentuk: Perisian dinamik pemutar menyediakan paparan bentuk mod visual dengan nod yang ditanda

Pengenalan Eksperimen

1. Ujian Kesan (Bump).

• Pukul aci di pelbagai lokasi dengan tukul beralat
• Ukur tindak balas pada berbilang titik
• Lokasi yang tidak menunjukkan respons pada frekuensi tertentu ialah titik nod untuk mod tersebut

2. Pengukuran Bentuk Pesongan Operasi

• Semasa operasi menghampiri kelajuan kritikal, ukur getaran di banyak lokasi paksi
• Amplitud pesongan plot lwn kedudukan
• Titik lintasan sifar ialah lokasi nod

3. Tatasusunan Proximity Probe

• Berbilang penderia bukan sentuhan sepanjang aci
• Ukur secara langsung pesongan aci semasa permulaan/penurunan pantai
• Kaedah eksperimen yang paling tepat untuk mengenal pasti nod

Mata Nodal lwn Antinod

Titik nod dan antinod adalah konsep pelengkap:

Mata Nodal

• Sifar pesongan
• Cerun lentur dan tegasan maksimum
• Keberkesanan rendah untuk aplikasi daya atau pengukuran
• Ideal untuk lokasi sokongan (minimumkan daya yang dihantar)

Antinod

• Pesongan maksimum
• Cerun lentur sifar
• Keberkesanan maksimum untuk pemberat pembetulan
• Lokasi peletakan sensor yang optimum
• Lokasi tekanan tertinggi (untuk pemuatan gabungan)

Aplikasi Praktikal dan Kajian Kes

Kes: Gulung Mesin Kertas

• Situasi: Gulungan panjang (6 meter) beroperasi pada 1200 RPM, getaran tinggi
• Analisis: Beroperasi di atas mod kedua kritikal pertama yang menarik dengan nod pada pertengahan rentang
• Percubaan Pengimbangan Awal: Pemberat ditambah pada pertengahan rentang (akses yang mudah) dengan hasil yang buruk
• Penyelesaian: Pengiktirafan bahawa rentang pertengahan ialah titik nod; pemberat diagihkan semula kepada suku-mata (antinod)
• Keputusan: Getaran dikurangkan sebanyak 85%, pengimbangan modal yang berjaya

Kes: Pemantauan Turbin Stim

• Situasi: Sistem pemantauan getaran baharu menunjukkan getaran rendah walaupun diketahui ketidakseimbangan
• Penyiasatan: Sensor diletakkan secara tidak sengaja berhampiran titik nod mod dominan
• Penyelesaian: Penderia tambahan di lokasi antinod mendedahkan tahap getaran sebenar
• Pelajaran: Sentiasa pertimbangkan bentuk mod semasa mereka bentuk sistem pemantauan

Pertimbangan Lanjutan

Nod Bergerak

Dalam sesetengah sistem, titik nod beralih dengan keadaan operasi:

• Kekakuan galas bergantung kepada kelajuan mengubah lokasi nod
• Kesan suhu pada kekakuan aci
• Sambutan bergantung kepada beban
• Sistem asimetri mungkin mempunyai nod yang berbeza untuk gerakan mendatar dan menegak

Anggaran lwn. Nod Benar

• Nod Benar: Sifar titik pesongan tepat dalam sistem yang ideal
• Anggaran Nod: Lokasi pesongan yang sangat rendah (tetapi bukan sifar) dalam sistem sebenar dengan kesan redaman dan lain-lain yang tidak ideal
• Pertimbangan Praktikal: Nod sebenar ialah kawasan pesongan rendah dan bukannya titik matematik yang tepat

Memahami titik nod memberikan cerapan penting tentang tingkah laku getaran pemutar dan penting untuk mengimbangi pemutar fleksibel yang berkesan, peletakan penderia yang optimum dan tafsiran data getaran yang betul dalam mesin berputar.

---

← Kembali ke Indeks Utama