Razumevanje iztekanja pri analizi rotacijskih strojev

Naprave

Prenosni balanser in analizator vibracij Balanset-1A

$2,358.31

Deli

Senzor vibracij

$107.47

Deli

Optični senzor (laserski tahometer)

$148.07

Naprave

Balanset-4

$8,123.32

Deli

Magnetno stojalo velikosti 60 kgf

$54.93

Deli

Reflektivni trak

$11.94

Naprave

Dinamični balanser "Balanset-1A" OEM

$2,071.73

Definicija: Kaj je Coastdown?

Obalna pot (imenovano tudi upočasnitev ali deceleracija) je postopek, pri katerem se vrteči stroj upočasni z delovne hitrosti do zaustavitve brez aktivnega zaviranja, pri čemer se zanaša na naravni pojemek zaradi trenja, vetra in drugih izgub. V kontekstu dinamika rotorja in . analiza vibracij, preizkus iztekanja je diagnostični postopek, pri katerem vibracije Podatki se neprekinjeno beležijo, ko se stroj upočasnjuje, kar zagotavlja dragocene informacije o kritične hitrosti, naravne frekvence, in dinamične značilnosti sistema.

Testiranje iztekanja je temeljno orodje za zagon nove opreme, odpravljanje težav z vibracijami in potrjevanje dinamičnih modelov rotorja.

Namen in uporaba

1. Identifikacija kritične hitrosti

Glavni namen testiranja iztekanja je določitev kritičnih hitrosti:

• Ko se hitrost zmanjšuje skozi vsako kritično hitrost, amplituda vibracij doseže vrh
• Vrhovi v amplituda graf hitrosti v primerjavi z oznako kritičnih hitrosti
• Spremljevalni 180° faza premik potrjuje resonanco
• V enem samem preskusu je mogoče prepoznati več kritičnih hitrosti

2. Merjenje naravne frekvence

Kritične hitrosti ustrezajo naravnim frekvencam:

• Prva kritična hitrost se pojavi pri prvi naravni frekvenci
• Druga kritična vrednost pri drugi naravni frekvenci itd.
• Zagotavlja eksperimentalno preverjanje analitičnih napovedi
• Uporablja se za validacijo modelov končnih elementov

3. Določanje dušenja

Ostrina resonančnih vrhov razkriva sistem dušenje:

• Ostri, visoki vrhovi kažejo na nizko dušenje
• Široki, nizki vrhovi kažejo na visoko dušenje
• Razmerje dušenja se lahko izračuna iz širine in amplitude vrha
• Ključnega pomena za napovedovanje ravni vibracij med prihodnjim delovanjem

4. Ocena porazdelitve neuravnoteženosti

• Fazni odnosi pri kritičnih hitrostih razkrivajo neravnovesje distribucija
• Lahko prepozna statično neravnovesje v primerjavi s parnim neravnovesjem
• Pomaga pri načrtovanju strategije uravnoteženja

Postopek preskusa iztekanja

Priprava

1. Namestitev senzorjev: Kraj merilniki pospeška ali pretvorniki hitrosti na mestih ležajev v vodoravni in navpični smeri
2. Namestitev tahometra: Optični ali magnetni senzor za sledenje hitrosti vrtenja in zagotavljanje fazne reference
3. Konfiguriraj zajem podatkov: Nastavite neprekinjeno snemanje z ustrezno frekvenco vzorčenja
4. Določite območje hitrosti: Tipično območje od delovne hitrosti do 10-20% delovne hitrosti ali do zaustavitve stroja

Izvedba

1. Stabilizacija pri delovni hitrosti: Delajte z normalno hitrostjo, dokler se ne doseže toplotno ravnovesje in enakomerne vibracije.
2. Začni z izpraznitvijo: Odklopite pogonsko napajanje (motor, turbina itd.) in omogočite naravno zaviranje
3. Neprekinjeno spremljanje: Zabeležite amplitudo, fazo in hitrost vibracij med pojemanjem hitrosti
4. Spremljanje varnosti: Bodite pozorni na prekomerne vibracije, ki kažejo na nepričakovane resonance ali nestabilnosti
5. Popolno pojemanje: Nadaljujte s snemanjem, dokler se stroj ne ustavi ali ne doseže najmanjše želene hitrosti

Parametri zbiranja podatkov

• Frekvenca vzorčenja: Dovolj visoka, da zajame vse frekvence, ki nas zanimajo (običajno 10–20 × največja frekvenca)
• Trajanje: Odvisno od vztrajnosti rotorja – lahko traja od 30 sekund do 10 minut
• Meritve: Amplituda vibracij, faza, hitrost na vseh lokacijah senzorjev
• Sinhrono vzorčenje: Podatki vzorčeni pri konstantnih kotnih korakih za analizo reda

Analiza in vizualizacija podatkov

Bodejeva zgodba

Standardna vizualizacija podatkov o izteku je Bodejeva krivulja:

• Zgornja parcela: Amplituda vibracij v primerjavi s hitrostjo
• Spodnja parcela: Fazni kot v primerjavi s hitrostjo
• Podpis kritične hitrosti: Amplitudni vrh z ustreznim faznim premikom za 180°
• Več parcel: Ločeni grafični prikazi za vsako merilno lokacijo in smer

Slapna parcela

Slapovi zagotovite 3D vizualizacijo:

• Os X: Frekvenca (Hz ali zaporedja)
• Os Y: Hitrost (vrt/min)
• Os Z (barva): Amplituda vibracij
• 1× Komponenta: Pojavi se kot diagonalno sledenje črte s hitrostjo
• Naravne frekvence: Pojavijo se kot vodoravne črte (konstantna frekvenca)
• Presečišča: Kjer premica 1× seka premico naravne frekvence = kritična hitrost

Polarni graf

• Vektorji vibracij, narisani pri več hitrostih
• Značilen spiralni vzorec, ko se hitrost zmanjšuje skozi kritične hitrosti
• Fazne spremembe so jasno vidne

Testiranje izteka v primerjavi s testiranjem zaleta

Prednosti izpraznjenja

• Zunanje napajanje ni potrebno: Preprosto odklopite pogon in pustite, da se stroj sprosti v prostem teku.
• Počasnejše zaviranje: Več časa pri vsaki hitrosti, boljša ločljivost
• Varneje: Sistem naravno izgublja energijo, namesto da bi jo pridobival
• Manj stresa: Kritične hitrosti so bile dosežene z zmanjševanjem energije

Prednosti zaleta

• Nadzorovano pospeševanje: Lahko nadzoruje hitrost prek kritičnih hitrosti
• Del običajnega zagona: Podatki, zbrani med rutinskim zagonom
• Aktivni pogoji: Prisotne procesne obremenitve, bolj reprezentativne za delovanje

Primerjalni premisleki

• Temperaturni učinki: Zagon opravljen pri hladnem motorju; iztekanje iz vročih delovnih pogojev
• Togost ležaja: Lahko se razlikuje med vročim (iztekom) in hladnim (zaletnim) časom
• Trenje in dušenje: Odvisno od temperature, kar vpliva na amplitude vrhov
• Primerjava podatkov: Razlike med podatki o zaletu in izteku lahko razkrijejo toplotne ali obremenitvene učinke

Aplikacije in primeri uporabe

Zagon nove opreme

• Preverite, ali kritične hitrosti ustrezajo načrtnim napovedim.
• Potrdite ustrezne ločilne robove
• Validacija dinamičnih modelov rotorja
• Vzpostavite osnovne podatke za prihodnjo uporabo

Odpravljanje težav z vibracijami

• Ugotovite, ali so visoke vibracije povezane s hitrostjo (resonanca)
• Določite prej neznane kritične hitrosti
• Ocenite učinke sprememb ali popravil
• Razlikovanje resonance od drugih virov vibracij

Postopki uravnoteženja

• Za fleksibilni rotorji, iztekanje določa, kateri načini potrebujejo uravnoteženje
• Določa ustrezne hitrosti uravnoteženja
• Potrjuje izboljšanje po uravnoteženje modalnih prevozov

Preverjanje sprememb

• Po menjavi ležajev preverite kritične prestave hitrosti
• Po spremembah mase ali togosti potrdite predvidene spremembe naravne frekvence
• Primerjajte podatke pred/po iztekanju, da količinsko opredelite izboljšanje

Najboljše prakse za testiranje iztekajočega se vozila

Varnostni vidiki

• Zagotovite, da je v teku test, ki se zaveda vsega osebja
• Pazljivo spremljajte vibracije glede nepričakovanih resonanc
• Imeti na voljo možnost izklopa v sili
• Med preskusom očistite območje okoli opreme
• Če se pojavijo prekomerne vibracije, razmislite o zasilni zaustavitvi namesto o dokončanju iztekanja

Kakovost podatkov

• Ustrezna stopnja pojemka: Ne prehitro (nezadostno število podatkovnih točk pri vsaki hitrosti) ali prepočasno (toplotne spremembe med preskusom)
• Stabilni pogoji: Zmanjšajte spremembe procesnih spremenljivk med preskusom
• Več tekov: Za preverjanje ponovljivosti izvedite 2–3 iztekanja
• Vse lokacije meritev: Hkrati beležite podatke na vseh ležajih

Dokumentacija

• Zabeležite obratovalne pogoje (temperaturo, obremenitev, konfiguracijo)
• Zajemite popolne podatke o vibracijah in hitrosti
• Generiranje standardnih analiznih grafov (Bode, slap, polarni)
• Prepoznajte in označite vse najdene kritične hitrosti
• Primerjajte z napovedmi zasnove ali prejšnjimi testnimi podatki
• Arhivirajte podatke za poznejšo uporabo

Interpretacija rezultatov

Prepoznavanje kritičnih hitrosti

• Poiščite amplitudne vrhove na Bodejevem diagramu
• Potrdite s faznim premikom za 180°
• Upoštevajte hitrost, pri kateri se pojavi vrh
• Izračunajte ločilno mejo glede na delovno hitrost

Ocenjevanje resnosti

• Vrhunska amplituda: Kako visoke so vibracije pri kritični hitrosti?
• Najvišja ostrina: Oster vrh kaže na nizko dušenje, morebitno težavo
• Bližina delovanja: Kako blizu je delovna hitrost kritičnim hitrostim?
• Sprejemljivost: Običajno zahteva ločilno mejo ±15-20%

Napredna analiza

• Izvleček oblike načinov iz večtočkovnih meritev
• Izračunajte razmerja dušenja iz karakteristik temenov
• Prepoznajte načine vrtenja naprej in nazaj
• Primerjaj z Campbellov diagram napovedi

Testiranje iztekanja je bistveno diagnostično orodje v dinamiki rotorjev, ki zagotavlja empirične podatke, ki dopolnjujejo analitične napovedi in razkrivajo dejansko dinamično obnašanje vrtečih se strojev v resničnih obratovalnih pogojih.

---

← Nazaj na glavno kazalo