Hva er torsjonsanalyse? Vurdering av vridningsvibrasjoner • Bærbar balanseringsenhet, vibrasjonsanalysator "Balanset" for dynamisk balansering av knusere, vifter, mulchere, skruer på skurtreskere, aksler, sentrifuger, turbiner og mange andre rotorer Hva er torsjonsanalyse? Vurdering av vridningsvibrasjoner • Bærbar balanseringsenhet, vibrasjonsanalysator "Balanset" for dynamisk balansering av knusere, vifter, mulchere, skruer på skurtreskere, aksler, sentrifuger, turbiner og mange andre rotorer

Hva er torsjonsanalyse? Vurdering av vridningsvibrasjoner

Publisert av admin på

Forstå torsjonsanalyse

Definisjon: Hva er torsjonsanalyse?

Torsjonsanalyse er måling, evaluering og modellering av torsjonsvibrasjon—vridende svingninger rundt akselaksen — i roterende maskiners drivverk. I motsetning til lateral vibrasjon (bøying) som lett kan måles med standard akselerometre, torsjonsvibrasjon krever spesialiserte måleteknikker (tøyningsmålere, doble turtellere, laservibrometri) og analyse for å oppdage vinkelsvingninger, bestemme torsjonsegenfrekvenser og vurdere utmattingsrisiko i aksler, koblinger og gir.

Torsjonsanalyse er kritisk for stempelmotordrift, lange drivaksler, girkasser med høy effekt og VFD-motorapplikasjoner der torsjonsvibrasjon kan forårsake katastrofale aksel- eller koblingsfeil til tross for akseptable sideveis vibrasjonsnivåer. Det er en spesialisert, men viktig diagnostisk funksjon for å forhindre plutselige, uventede feil i kraftoverføringssystemer.

Hvorfor torsjonsanalyse er nødvendig

Torsjons- vs. lateral vibrasjon

  • Lateral: Bøying, sideveis bevegelse, målt med standard akselerometre
  • Torsjonell: Vridning rundt aksen, ingen sideveis forskyvning, usynlig for standardsensorer
  • Uavhengighet: Kan ha kraftig torsjonskraft med lav lateral (og omvendt)
  • Skade: Torsjonsskader kan forårsake aksel-/koblingsfeil uten forvarsel fra sideveis målinger

Feilmoduser

  • Utmattingsbrudd i akselen (vanligvis 45° i forhold til aksen)
  • Feil på koblingselement (girtenner, fleksible elementer)
  • Brudd på tannhjul fra oscillerende belastninger
  • Skade på nøkkel og kilespor fra fresing

Måleteknikker

1. Strekkmålermetode

Direkte torsjonsspenningsmåling:

  • Strekkmålere festet 45° til akselaksen (maksimal skjærspenningsorientering)
  • Måler skjærspenning fra vridning
  • Krever sleperinger eller trådløs telemetri for roterende aksler
  • Mest nøyaktig, men kompleks og dyr
  • Forskning og utviklings primær bruk

2. Dobbel turtellermetode

  • To optiske sensorer på forskjellige akselplasseringer
  • Mål faseforskjell mellom steder
  • Faseforskjell = vinkelvridning = torsjonsvibrasjon
  • Kontaktløs og praktisk
  • Begrenset til lavfrekvent torsjons (< 100 Hz (typisk)

3. Lasertorsjonsvibrometer

  • Spesialisert laser-Doppler-system
  • Måler svingninger i vinkelhastighet
  • Ikke-kontakt
  • Bredt frekvensområde
  • Dyrt, men kraftig

4. Motorstrømanalyse

  • Torsjonsvibrasjoner skaper strømsvingninger
  • Analyser motorstrømspekteret
  • Indirekte, men ikke-invasiv
  • Nyttig screeningsverktøy

Analytisk torsjonsanalyse

Matematisk modellering

  • Torsjonsmodell med klumpet masse av drivverk
  • Beregn torsjons naturlige frekvenser
  • Forutsi respons på eksitasjonskilder
  • Identifiser kritiske hastigheter og resonanser

Eksitasjonskilder

  • Stempelmotorer: Avfyringspulser skaper torsjonseksitasjon
  • Girnett: Tanninngrep skaper oscillerende dreiemoment
  • VFD-er: PWM-svitsjefrekvensharmoniske
  • Elektrisk: Motorens polpasserings- og slipfrekvenser

Campbell-diagram for torsjons

  • Plott torsjonsegenfrekvenser vs. hastighet
  • Overleggsordrelinjer for eksitasjon
  • Identifiser kritiske torsjonshastigheter (interferenspunkter)
  • Valg av driftshastighet for guide

Kritiske applikasjoner

Stempelmotordrev

  • Dieselgeneratorer
  • Kompressorer for bensinmotorer
  • Marin fremdrift
  • Store momentpulseringer krever analyse

Lange drivaksler

  • Valseverksdrift
  • Marine propellaksler
  • Papirmaskinens drev
  • Lengde skaper lav torsjonsstivhet

Høyeffektsgirkasser

  • Girkasser for vindturbiner
  • Industrielle girreduksjonsgir > 1000 hk
  • Girnetteksitasjon av torsjonsmoduser

VFD-motorsystemer

  • Variable frekvensdrivere skaper torsjonseksitasjon
  • PWM-harmoniske kan eksitere torsjonsresonanser
  • Økende bekymring for spredning av VFD

Analyseresultater

Torsjonelle naturlige frekvenser

  • Identifiser fra måling eller beregning
  • Sammenlign med eksitasjonsfrekvenser
  • Bekreft tilstrekkelig separasjon

Stressnivåer

  • Beregn alternerende skjærspenning fra målt vibrasjon
  • Sammenlign med materialets utholdenhetsgrenser
  • Vurder utmattingsforbruket
  • Avgjør om stressfaktorer er akseptable

Demping

  • Mål fra respons ved torsjonsresonanser
  • Vanligvis veldig lav (< 1% av kritisk)
  • Lav demping betyr skarpe resonanser

Strategier for avbøting

Frekvensseparasjon

  • Sørg for at torsjonsnaturveksler er atskilt fra eksitasjonsfrekvenser
  • Endre akseldiameter, lengde eller koblingsstivhet
  • Endre treghetsgrader (legg til svinghjul)

Dempingstillegg

  • Torsjonsdempere (viskøse eller friksjonsdempere)
  • Høydempende koblinger
  • Reduserer resonansforsterkning

Endringer i driftshastighet

  • Unngå kontinuerlig drift ved kritiske torsjonshastigheter
  • Begrens hastighetsområder
  • VFD-justering for å minimere eksitasjon

Torsjonsanalyse er en spesialisert vibrasjonsdisiplin som omhandler vridningssvingninger som kan forårsake katastrofale feil som er usynlige for standard lateral vibrasjonsovervåking. Selv om det krever spesialiserte måle- og analyseteknikker, er torsjonsanalyse avgjørende for stempelmotordrift, lange aksler, girkasser med høy effekt og VFD-systemer der torsjonsvibrasjoner utgjør betydelige pålitelighets- og sikkerhetsrisikoer.

← Tilbake til hovedindeksen

Kategorier:
WhatsApp