Zrozumienie drgań przejściowych

Definicja: Czym są drgania przejściowe?

Drgania przejściowe Odnosi się do chwilowych, krótkotrwałych drgań, które występują, gdy zmienia się stan roboczy maszyny. Jest to zdarzenie niestacjonarne. Najczęstszymi przykładami drgań przejściowych są drgania maszyn. startupy oraz wyłączenia (wyłączenia z eksploatacji).

W przeciwieństwie do drgań w stanie ustalonym, mierzonych podczas pracy maszyny przy stałej prędkości i obciążeniu, analiza drgań przejściowych koncentruje się na rejestrowaniu i rozumieniu dynamicznej odpowiedzi maszyny podczas przechodzenia przez szereg prędkości lub w różnych warunkach.

Dlaczego analiza drgań przejściowych jest ważna?

Analiza drgań przejściowych ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia podstawowych właściwości dynamicznych wirnika i jego konstrukcji nośnej. Jest to podstawowa metoda identyfikacji drgań maszyny. prędkości krytyczne.

Podczas rozruchu lub wyłączania prędkość obrotowa maszyny zmienia się w szerokim zakresie. Gdy prędkość obrotowa (1X) przechodzi przez dowolną z częstotliwości naturalnych maszyny, rezonans Powstaje stan, który powoduje znaczne wzmocnienie amplitudy drgań. Rejestrując dane dotyczące drgań podczas tego przebiegu prędkości, inżynierowie mogą precyzyjnie określić częstotliwości, przy których występują te rezonanse.

Informacje te są niezbędne dla:

• Projektowanie maszyn i testy akceptacyjne: Sprawdzanie, czy prędkości krytyczne maszyny nie są zbyt zbliżone do jej normalnej prędkości roboczej.
• Diagnostyka: Zmiana położenia prędkości krytycznej w czasie może być sygnałem rozwijającego się problemu konstrukcyjnego, np. pękniętego wału lub luźnego fundamentu.
• Elastyczny wirnik Równoważenie: Wyważanie elastycznych wirników wymaga zrozumienia reakcji wirnika przy jego krytycznych prędkościach. Dane te są pozyskiwane podczas przebiegów przejściowych.

Specjalistyczne wykresy analizy

Ponieważ prędkość ciągle się zmienia, standard Widmo FFT nie jest wystarczające do analizy drgań przejściowych. Dane są zazwyczaj prezentowane na specjalistycznych wykresach, które pokazują, jak drgania zmieniają się w zależności od prędkości (obr./min):

• Wykres Bodego: To najpopularniejszy wykres do analizy stanów przejściowych. Przedstawia on amplitudę i fazę drgań przefiltrowanych 1X na dwóch oddzielnych wykresach, oba w funkcji prędkości maszyny. Rezonans jest wyraźnie identyfikowany przez szczyt amplitudy i związane z nim przesunięcie fazy o 180 stopni.
• Wykres Nyquista (biegunowy): Ten wykres łączy amplitudę i fazę 1X w jeden wykres biegunowy. Rezonans jest identyfikowany jako charakterystyczna pętla na wykresie.
• Wodospad/Kaskada: To trójwymiarowy wykres, który nakłada na siebie wiele widm FFT w miarę zmian prędkości, tworząc efekt „wodospadu”. Doskonale nadaje się do wizualizacji odpowiedzi wszystkich składowych częstotliwości (nie tylko 1X) podczas zdarzenia przejściowego.

Wymagania dotyczące gromadzenia danych

Rejestrowanie danych dotyczących drgań przejściowych wymaga specjalistycznej aparatury i konfiguracji:

• Analizator wielokanałowy: Potrzebny jest system akwizycji danych zdolny do jednoczesnego pobierania próbek wielu kanałów danych dotyczących drgań i prędkości.
• Tachometr/Keyphasor: Sygnał referencyjny prędkości/fazy, podawany raz na obrót, jest absolutnie obowiązkowy. Analizator wykorzystuje ten sygnał do śledzenia prędkości maszyny i umożliwia pomiary fazy wymagane dla wykresów Bodego i Nyquista.
• Wystarczająca ilość pamięci i szybkość przetwarzania: Analizator musi być w stanie rejestrować ciągły strumień danych przez cały czas uruchamiania i wyłączania, co w przypadku bardzo dużych maszyn może czasami trwać kilka minut.

← Powrót do indeksu głównego