Шта је дијаграм интерференције? Мапирање критичне брзине • Преносни балансер, анализатор вибрација "Balanset" за динамичко балансирање дробилица, вентилатора, малчера, пужева на комбајнима, вратила, центрифуга, турбина и многих других ротора Шта је дијаграм интерференције? Мапирање критичне брзине • Преносни балансер, анализатор вибрација "Balanset" за динамичко балансирање дробилица, вентилатора, малчера, пужева на комбајнима, вратила, центрифуга, турбина и многих других ротора

Шта је дијаграм интерференције? Мапирање критичне брзине

Објавио admin на

Разумевање дијаграма интерференције

Дефиниција: Шта је дијаграм интерференције?

Један дијаграм интерференције је графички алат који се користи у динамика ротора да се идентификују опсези брзине ротације где фреквенције побуђивања “ометају” (подударају се) са системским природне фреквенције, стварајући услове за резонанција. Термин “интерференција” односи се на проблематичну интеракцију између фреквенције присиљавања (од неравнотежа, пролазак сечива или други извори) и природна фреквенција која може изазвати прекомерно вибрација.

Иако је уско повезан са Кембелов дијаграм, дијаграм интерференције се често фокусира посебно на истицање тачака пресека (интерференције) и повезаних зона брзине које треба избегавати или брзо проћи током рада.

Однос према Кембеловим дијаграмима

У пракси, термини “дијаграм интерференције” и “Кембелов дијаграм” се често користе наизменично, јер приказују сличне информације. Међутим, постоје суптилне разлике:

Нагласак на Кембеловом дијаграму

  • Приказује комплетну слику о томе како се природне фреквенције мењају са брзином
  • Приказује криве природних фреквенција као континуиране функције брзине
  • Користи се првенствено за свеобухватну анализу и пројектовање динамике ротора

Нагласак на дијаграму интерференције

  • Фокусира пажњу на специфична проблематична подручја – тачке пресека
  • Често укључује осенчене “забрањене зоне” око критичних брзина
  • Више оперативног фокуса, са нагласком на опсеге брзина које треба избегавати
  • Може укључивати више извора побуђивања поред саме неравнотеже

Конструкција дијаграма интерференције

Дијаграм интерференције се конструише слично Кембеловом дијаграму, али са додатним оперативним контекстом:

Основни елементи

  • Хоризонтална оса: Брзина ротације (о/мин или Hz)
  • Вертикална оса: Побуђивање или природна фреквенција (Hz или CPM)
  • Линије природних фреквенција: Приказује како се природне фреквенције система мењају са брзином
  • Линије редоследа побуђивања: Дијагоналне линије за 1X, 2X, 3X и друге изворе побуде

Додатне функције

  • Истакнуте тачке пресека: Критичне брзине јасно означене симболима или напоменама
  • Зоне забрањене брзине: Осенчене траке око сваке критичне брзине приказују опсеге које треба избегавати
  • Опсег радне брзине: Јасно назначено, често као вертикална трака или истакнуто подручје
  • Зоне брзог кретања: Опсези брзина за брзо прелажење током покретања/гашења
  • Вишеструки извори побуђивања: Линије за фреквенцију проласка лопатица, фреквенцију зацепања зупчаника, фреквенције дефеката лежајева

Врсте сметњи

Дијаграм интерференције може идентификовати различите врсте проблематичних интеракција:

1. Синхрона интерференција (1X)

Најчешћи тип, где се силе неравнотеже, које се јављају једном по обртају, поклапају са природном фреквенцијом. Ово је класик критична брзина стање.

2. Хармонијске сметње (2X, 3X, итд.)

Виши хармоници брзине рада такође могу побудити резонанције. Уобичајени извори укључују:

  • 2 пута: Од неусклађеност, механичка лабавост или асиметрична крутост
  • 3X, 4X: Од контаката зубаца зупчаника, вишеделних лежајева или структурних асиметрија

3. Сметње проласка лопатице/крила

Код турбомашина, фреквенција проласка лопатица (број лопатица × број обртаја у минути) може побудити структурне модове. Дијаграм интерференције показује где линије фреквенције проласка лопатица секу природне фреквенције.

4. Субсинхрона интерференција

Феномени попут вртлога уља (обично на 0,43X-0,48X) могу створити субсинхроне сметње које морају бити идентификоване и управљане.

5. Интерференција фреквенције откуцаја

У спрегнутим системима или системима са више ротирајућих елемената, фреквенције откуцаја од малих разлика у брзини могу створити сметње.

Практична употреба у пројектовању машина

Примене у фази пројектовања

  1. Избегавање критичне брзине: Уверите се да се опсег радне брзине не преклапа са зонама сметњи
  2. Верификација маргине раздвајања: Потврдите адекватне маргине (обично ±15% до ±30%) око свих критичних брзина
  3. Управљање извором побуђивања: Ако се сметње не могу избећи, смањите амплитуду извора побуђивања (побољшајте баланс, смањите неусклађеност итд.)
  4. Захтеви за пригушивање: Идентификујте где је побољшано пригушење потребно је за контролу резонантних вибрација

Модификација и решавање проблема

Када постојеће машине имају проблема са вибрацијама, дијаграми интерференције помажу:

  • Утврдите да ли је проблем настао због рада преблизу критичне брзине
  • Процените предложене модификације (промене лежајева, додатна маса, модификације крутости)
  • Предвидите ефекте промена брзине или рада са променљивом брзином
  • Утврдите да ли проблем потиче од неочекиваног извора побуђења

Успостављање зона забрањене брзине

Кључна карактеристика дијаграма интерференције је дефинисање забрањених или ограничених зона брзине:

Одређивање ширине зоне

Ширина сваке забрањене зоне зависи од неколико фактора:

  • Системско пригушење: Ниско пригушење захтева шире зоне; високо пригушење омогућава уже зоне
  • Амплитуда побуђивања: Јаки извори побуђивања захтевају шире зоне избегавања
  • Оперативне последице: Критична опрема може захтевати конзервативније (шире) зоне
  • Типичне вредности: ±15% за добро пригушене системе, ±20-30% за слабо пригушене системе

Оперативне процедуре

На основу дијаграма интерференције, успостављају се оперативне процедуре:

  • Дозвољен континуирани рад: Распони брзина без сметњи
  • Потребан брзи прелаз: Забрањене зоне кроз које се мора брзо проћи током покретања/гашења
  • Апсолутно забрањено: Зоне јаке резонанције где рад никада није дозвољен

Пример: Дијаграм интерференције турбине

Размотрите парну турбину са следећим карактеристикама:

  • Радна брзина: 3000 обртаја у минути (50 Hz)
  • Прва критична брзина: 2400 обртаја у минути (40 Hz)
  • Друга критична брзина: 4200 обртаја у минути (70 Hz)
  • Број сечива: 60
  • Фреквенција проласка сечива при 3000 обртаја у минути: 60 × 50 Hz = 3000 Hz

Дијаграм интерференције приказује:

  • 1X Линија прелази прву природну фреквенцију: Критична брзина на 2400 обртаја у минути — Забрањена зона: 2040-2760 обртаја у минути (±15%)
  • 1X линија прелази другу природну фреквенцију: Критична брзина на 4200 обртаја у минути — Није проблем јер је радна брзина знатно нижа
  • Радна брзина (3000 обртаја у минути): Безбедно између две критичне брзине са добрим маргинама раздвајања
  • Фреквенција проласка сечива: На 3000 Hz, нема сметњи са структурним модовима у радном опсегу

Оперативне смернице:

  • Током покретања, убрзајте кроз опсег од 2040-2760 обртаја у минути за мање од 30 секунди
  • Непрекидни рад између 2800-3200 обртаја у минути је прихватљив
  • Не покушавајте да радите континуирано између 2040-2760 обртаја у минути

Напредна разматрања

Утицаји температуре

Неки дијаграми интерференције укључују више кривих које показују како се природне фреквенције мењају са променама температуре (термички раст утиче на крутост и карактеристике лежајева). Критичне брзине могу се мењати како се машина загрева.

Ефекти оптерећења

За машине где процесно оптерећење значајно утиче на крутост лежајева или отклон ротора, дијаграми интерференције могу приказати фамилије кривих за различите услове оптерећења.

Спојени системи

Када је више ротора спрегнуто (мотор-пумпни агрегати, турбина-генераторски агрегати), дијаграм интерференције мора узети у обзир спрегнуте торзионе и бочне модове који могу створити додатне критичне брзине.

Креирање дијаграма интерференције

Из аналитичких модела

  1. Развити модел коначних елемената система ротор-лежај
  2. Израчунајте природне фреквенције при више брзина
  3. Нацртајте криве природне фреквенције у односу на брзину
  4. Преклапање линија редоследа побуђивања (1X, 2X, пролазак лопатице, итд.)
  5. Означите тачке пресека и успоставите забрањене зоне
  6. Наведите опсег радне брзине и процедуре

Из експерименталних података

  1. Извршите тестове покретања и заустављања уз праћење вибрација
  2. Генериши парцеле водопада или Бодеови дијаграми
  3. Идентификујте критичне локације брзине на основу амплитудских врхова и фазних померања
  4. Направите дијаграм интерференције који означава посматране критичне брзине
  5. Успоставити емпиријске забрањене зоне на основу измерених нивоа вибрација

Предности за рад и одржавање

Дијаграми интерференције пружају вредне смернице оператерима машина и особљу за одржавање:

  • Јасна оперативна ограничења: Визуелна индикација безбедних и небезбедних опсега брзине
  • Поступци покретања/гашења: Идентификује брзине за брзо кретање
  • Рад са променљивом брзином: Дефинише прихватљиве опсеге брзина за погоне са подесивом брзином
  • Алат за решавање проблема: Помаже у дијагностиковању да ли су проблеми са вибрацијама повезани са брзином
  • Планирање модификације: Приказује утицај предложених промена пре имплементације
  • Помоћ при обуци: Образовни алат за разумевање динамичког понашања машина

За критичне ротирајуће машине, дијаграм интерференције је суштински документ који би требало да буде доступан оператерима, техничарима за одржавање и инжењерском особљу, осигуравајући да сви разумеју динамичке карактеристике машине и да је користе у безбедним опсезима брзина.

← Назад на главни индекс

Categories:
WhatsApp