Înțelegerea declinului liber în analiza mașinilor rotative
Definiție: Ce este declinul în rulare liberă?
Coborâre în noros (numită și decelerare sau oprire) este procesul prin care o mașină rotativă poate încetini de la viteza de funcționare până la oprire fără a aplica frânare activă, bazându-se pe decelerarea naturală cauzată de frecare, vântuire și alte pierderi. În contextul dinamica rotorului și analiza vibrațiilor, un test de decelerare în rulare liberă este o procedură de diagnostic în care vibrații Datele sunt înregistrate continuu pe măsură ce mașina decelerează, oferind informații valoroase despre viteze critice, frecvențe naturale, și caracteristicile dinamice ale sistemului.
Testarea de decelerare în rulare liberă este un instrument fundamental pentru punerea în funcțiune a echipamentelor noi, depanarea problemelor de vibrații și validarea modelelor dinamice ale rotorului.
Scop și aplicații
1. Identificarea vitezei critice
Scopul principal al testării de decelerare în rulare liberă este identificarea vitezelor critice:
- Pe măsură ce viteza scade prin fiecare viteză critică, amplitudinea vibrației crește
- Vârfuri în amplitudine graficul de viteză vs. viteze critice marcate
- Însoțitor 180° fază schimbarea confirmă rezonanța
- Într-un singur test se pot identifica mai multe viteze critice
2. Măsurarea frecvenței naturale
Vitezele critice corespund frecvențelor naturale:
- Prima viteză critică apare la prima frecvență naturală
- A doua critică la a doua frecvență naturală etc.
- Oferă verificare experimentală a predicțiilor analitice
- Folosit pentru validarea modelelor cu elemente finite
3. Determinarea amortizării
Claritatea vârfurilor de rezonanță dezvăluie sistemul amortizare:
- Vârfurile ascuțite și înalte indică o amortizare scăzută
- Vârfurile largi și joase indică o amortizare ridicată
- Raportul de amortizare poate fi calculat din lățimea și amplitudinea vârfului
- Esențial pentru prezicerea nivelurilor de vibrații în timpul funcționării viitoare
4. Evaluarea distribuției dezechilibrate
- Relațiile de fază la viteze critice dezvăluie dezechilibra distribuție
- Poate identifica dezechilibrul static față de dezechilibrul de cuplu
- Ajută la planificarea strategiei de echilibrare
Procedura de testare a declinului liber
Pregătire
- Instalați senzorii: Locul accelerometre sau traductoare de viteză la pozițiile lagărelor în direcții orizontale și verticale
- Instalați tahometrul: Senzor optic sau magnetic pentru urmărirea vitezei de rotație și furnizarea de referință de fază
- Configurați achiziția de date: Configurați înregistrarea continuă cu o rată de eșantionare adecvată
- Definiți intervalul de viteză: Interval tipic de la viteza de operare până la 10-20% viteză de operare sau până la oprirea mașinii
Execuţie
- Stabilizare la viteza de funcționare: Funcționează la viteză normală până la echilibru termic și vibrații constante
- Inițiați decelerarea în liberă circulație: Deconectați alimentarea cu energie (motor, turbină etc.) și permiteți decelerarea naturală
- Monitorizare continuă: Înregistrați amplitudinea, faza și viteza vibrațiilor pe parcursul decelerării
- Monitorizarea siguranței: Atenție la vibrații excesive care indică rezonanțe sau instabilități neașteptate
- Decelerare completă: Continuați înregistrarea până când aparatul se oprește sau atinge viteza minimă de interes
Parametrii de colectare a datelor
- Rată de eșantionare: Suficient de ridicat pentru a capta toate frecvențele de interes (de obicei 10-20× frecvența maximă)
- Durată: Depinde de inerția rotorului - poate fi de la 30 de secunde la 10 minute
- Măsurători: Amplitudinea, faza și viteza vibrațiilor la toate locațiile senzorilor
- Eșantionare sincronă: Date eșantionate la trepte unghiulare constante pentru analiza comenzilor
Analiza și vizualizarea datelor
Diagrama Bode
Vizualizarea standard pentru datele de decelerare în rulare este Diagrama Bode:
- Parcela superioară: Amplitudinea vibrațiilor în funcție de viteză
- Parcela inferioară: Unghiul de fază în funcție de viteză
- Semnătura vitezei critice: Vârf de amplitudine cu defazaj corespunzător de 180°
- Parcele multiple: Grafice separate pentru fiecare locație și direcție de măsurare
Parcelul Cascadei
Parcele de cascadă oferă vizualizare 3D:
- Axa X: Frecvență (Hz sau ordine)
- Axa Y: Viteză (RPM)
- Axa Z (culoare): Amplitudinea vibrației
- 1× Componentă: Apare ca o urmărire a unei linii diagonale cu viteză
- Frecvențe naturale: Apar ca linii orizontale (frecvență constantă)
- Puncte de intersecție: Unde linia 1× intersectează linia frecvenței naturale = viteza critică
Diagrama polară
- Vectori de vibrații reprezentați grafic la viteze multiple
- Model spiralat caracteristic pe măsură ce viteza scade prin viteze critice
- Schimbările de fază sunt clar vizibile
Testarea de decelerare în liberă circulație vs. testarea la rulare
Avantajele declinării în liberă circulație
- Nu este necesară alimentare externă: Pur și simplu deconectați acționarea și lăsați mașina să funcționeze în gol
- Decelerare mai lentă: Mai mult timp la fiecare viteză, rezoluție mai bună
- Mai sigur: Sistemul pierde energie în mod natural în loc să o câștige
- Mai puțin stres: Vitezele critice au trecut cu energie descrescătoare
Avantajele runup-ului
- Accelerație controlată: Poate controla rata prin viteze critice
- Parte a pornirii normale: Date colectate în timpul pornirii de rutină
- Condiții active: Sarcini de proces prezente, mai reprezentative pentru operațiune
Considerații comparative
- Efectele temperaturii: Pornire efectuată la rece; demarare în liberă rulare din condiții de funcționare la cald
- Rigiditatea rulmentului: Poate diferi între vânt cald (coborâre în liberă) și vânt rece (avânt de pornire)
- Frecare și amortizare: Dependent de temperatură, afectează amplitudinile de vârf
- Compararea datelor: Diferențele dintre datele de rulare și cele de rulare liberă pot dezvălui efecte termice sau de sarcină
Aplicații și cazuri de utilizare
Punere în funcțiune a echipamentelor noi
- Verificați dacă vitezele critice corespund previziunilor de proiectare
- Confirmați marjele de separare adecvate
- Validarea modelelor dinamice ale rotorului
- Stabilirea datelor de referință pentru referințe viitoare
Depanarea problemelor de vibrații
- Determinați dacă vibrațiile ridicate sunt legate de viteză (rezonanță)
- Identificați vitezele critice necunoscute anterior
- Evaluarea efectelor modificărilor sau reparațiilor
- Distingeți rezonanța de alte surse de vibrații
Proceduri de echilibrare
- Pentru rotoare flexibile, rularea în rulare liberă identifică modurile care necesită echilibrare
- Determină vitezele de echilibrare adecvate
- Verifică îmbunătățirea după echilibrare modală
Verificarea modificărilor
- După schimbarea rulmenților, verificați schimbările critice de viteză
- După modificările de masă sau rigiditate, confirmați modificările preconizate ale frecvenței naturale
- Comparați datele înainte/după rulare liberă pentru a cuantifica îmbunătățirea
Cele mai bune practici pentru testarea rulării în rulare liberă
Considerații de siguranță
- Asigurați-vă că testul de conștientizare a întregului personal este în desfășurare
- Monitorizați cu atenție vibrațiile pentru rezonanțe neașteptate
- Au disponibilă funcția de oprire de urgență
- Eliberați zona din jurul echipamentului în timpul testului
- Dacă apar vibrații excesive, luați în considerare oprirea de urgență în loc de finalizarea rulării în liberă funcționare
Calitatea datelor
- Rată de decelerare adecvată: Nici prea rapid (puncte de date insuficiente la fiecare viteză) nici prea lent (modificări termice în timpul testului)
- Condiții stabile: Minimizarea modificărilor variabilelor de proces în timpul testării
- Runuri multiple: Efectuați 2-3 decelerații în liberă circulație pentru verificarea repetabilității
- Toate locațiile de măsurare: Înregistrați datele simultan la toate rulmenții
Documentație
- Înregistrarea condițiilor de funcționare (temperatură, sarcină, configurație)
- Capturați date complete despre vibrații și viteză
- Generați grafice de analiză standard (Bode, cascadă, polare)
- Identificați și marcați toate vitezele critice găsite
- Comparați cu predicțiile de proiectare sau cu datele testelor anterioare
- Arhivați datele pentru referințe viitoare
Interpretarea rezultatelor
Identificarea vitezelor critice
- Căutați vârfuri de amplitudine în diagrama Bode
- Confirmați cu o schimbare de fază de 180°
- Notează viteza la care apare vârful
- Calculați marja de separare din viteza de funcționare
Evaluarea severității
- Amplitudine de vârf: Cât de sus atinge vibrația la viteza critică?
- Claritate maximă: Vârful ascuțit indică o amortizare scăzută, o problemă potențială
- Proximitate operațională: Cât de aproape este viteza de funcționare de vitezele critice?
- Acceptabilitate: De obicei, este necesară o marjă de separare de ±15-20%
Analiză avansată
- Extrage forme de mod din măsurători multipunctuale
- Calculați raporturile de amortizare din caracteristicile de vârf
- Identificați modurile de vârtej înainte vs. înapoi
- Comparați cu Diagrama Campbell predicții
Testarea de decelerare în rulare liberă este un instrument esențial de diagnosticare în dinamica rotorilor, furnizând date empirice care completează predicțiile analitice și dezvăluind comportamentul dinamic real al mașinilor rotative în condiții reale de funcționare.
Categorii:
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 