Vibrații subsincrone și sincrone explicate

Definiție: Ce este vibrația sincronă?

Vibrație sincronă este orice vibrație care apare la o frecvență care este un multiplu întreg al vitezei de rotație primare a mașinii. Este „sincronizată” cu rotația arborelui. Aceasta este cea mai comună categorie de vibrații întâlnită în utilaje.

• Vibrațiile sunt sincrone exact la viteza de rulare (1x).
• Vibrațiile la dublul vitezei de rulare (2x), de trei ori (3x) și așa mai departe sunt, de asemenea, vibrații sincrone, adesea denumite „armonice” ale vitezei de rulare.

Marea majoritate a defecțiunilor comune ale utilajelor, cum ar fi dezechilibra, nealiniereși slăbiciune mecanică, toate se manifestă ca vibrații sincrone. De exemplu, vibrația cauzată de dezechilibru va fi întotdeauna la 1x RPM, urmărind perfect orice modificare a vitezei mașinii.

Definiție: Ce este vibrația subsincronă?

Vibrații subsincrone „Vibrație” este orice vibrație care apare la o frecvență *mai mică decât* viteza de rotație primară (1x). Prefixul „sub-” înseamnă „sub”. Prezența unor vibrații subsincrone semnificative este adesea un semn de avertizare serios, deoarece este de obicei cauzată de fenomene dinamice instabile ale rotorului, autoexcitate, mai degrabă decât de simple defecte mecanice. Spre deosebire de vibrațiile sincrone, funcția de forțare pentru vibrațiile subsincrone este generată de mișcarea rotorului în sine.

Cauze frecvente ale vibrațiilor subsincrone

Vibrațiile subsincrone reprezintă o problemă majoră în turbomașinile de mare viteză echipate cu rulmenți cu peliculă fluidă.

1. Vârtej de ulei

Aceasta este cea mai comună formă de instabilitate subsincronă. Apare în rulmenții cu peliculă fluidă atunci când pelicula de ulei hidrodinamică care susține arborele începe să se „biciuiască” în jurul rulmentului, împingând arborele înaintea sa. Acest lucru creează o vibrație distinctă la o frecvență de aproximativ 0,42 până la 0,48 ori viteza de rulare (0,42x – 0,48x)Vârtejul de ulei este adesea dependent de sarcină și temperatură și poate apărea sau dispărea pe măsură ce se schimbă condițiile mașinii.

2. Baton cu ulei

Vârtejul de ulei este o formă mai severă și mai periculoasă de vârtej de ulei. Apare atunci când frecvența vârtejului de ulei coincide cu și se „blochează” pe prima frecvență naturală a rotorului (viteza critică). Când se întâmplă acest lucru, amplitudinea vibrației subsincrone poate crește foarte mult și nu va dispărea odată cu creșterea vitezei. De fapt, vibrația va rămâne la frecvența vitezei critice a rotorului chiar dacă mașina accelerează în continuare. Vârtejul de ulei este o condiție extrem de distructivă care necesită oprirea imediată a mașinii.

3. Frecarea dintre rotor și stator

O frecare între rotor și o piesă staționară poate induce uneori vibrații subsincrone. Aceasta apare adesea la fracții întregi ale vitezei de rulare, cum ar fi 0,5xComponenta de 0,5x este un semn clasic al unei frecări care „agită” rotorul o dată la două rotații.

Cum să le diferențiezi într-un spectru FFT

Identificarea acestor componente într-un spectru FFT este simplă:

• Vârfuri sincrone: Căutați vârful 1x RPM (viteza de funcționare) și orice vârfuri care se încadrează pe multipli întregi exacți (2x, 3x etc.).
• Vârfuri subsincrone: Căutați orice vârfuri semnificative care apar pe axa de frecvență *înainte* de vârful de 1x RPM. Un vârf la aproximativ 45% din viteza de funcționare este un semn clasic al unui vârtej de ulei.

De ce este critică distincția

Distincția dintre vibrațiile sincrone și subsincrone este fundamental importantă pentru diagnosticare:

• Probleme sincrone (ca dezechilibrul) sunt „vibrații forțate”. Acestea pot fi adesea corectate cu ajustări mecanice, cum ar fi echilibrarea sau alinierea.
• Probleme subsincrone (precum vibrațiile „oil whip”) sunt „vibrații autoexcitate” sau instabilități. Acestea indică o problemă cu designul fundamental sau starea sistemului rotor-lagăr și nu pot fi remediate prin echilibrare. Soluția ar putea implica schimbarea designului lagărului, modificarea temperaturii sau presiunii uleiului sau reproiectarea rotorului.

Din acest motiv, un vârf subsincron de mare amplitudine este în general considerat o condiție de alarmă mai gravă decât un vârf sincron de mare amplitudine.

← Înapoi la indexul principal