Разумевање самопобуђених вибрација

1. Дефиниција: Шта је самопобудна вибрација?

Самопобуђене вибрације (позната и као самоиндукована или нестабилна вибрација) је посебно опасна врста вибрације где кретање система индукује силе које, заузврат, одржавају или појачавају то кретање. Ово ствара повратну спрегу где вибрација може да расте у амплитуди, понекад до катастрофалног нивоа, без икаквог одговарајућег повећања фреквенције спољашњег присиљавања.

Ово се фундаментално разликује од присилне вибрације, као што је неравнотежа или неусклађеност, где је вибрација директан одговор на одређени, периодични улаз (фреквенција присиљавања). У самопобуђеном систему, вибрација ствара сопствену покретачку силу.

2. Механизам повратне спреге

Механизам самопобуђених вибрација може се сумирати на следећи начин:

1. Систем (нпр. ротор у лежају) је у покрету.
2. Мали, случајни поремећај изазива благо померање или промену брзине.
3. Ова промена кретања мења силе које делују на систем (нпр. притисак флуида у лежају или сила резања алата).
4. Критично је да ова измењена сила делује на начин који *додаје енергију* систему, гурајући компоненту даље у смеру у којем је већ ишла.
5. Ово повећано кретање генерише још већу силу, која додаје више енергије, и тако даље.

Ова повратна спрега узрокује раст вибрација све док их не ограниче нелинеарности у систему (као што је нагло заустављање) или док не дође до квара.

3. Уобичајени примери самопобуђених вибрација

Неколико добро познатих феномена у дијагностици машина су класични примери самопобуђених вибрација:

• Уљни вртлог и уљни бич: Најчешћи примери у ротирајућим машинама. У клизном лежају са флуидним филмом, ротирајуће вратило ствара уљни клин. Поремећај може проузроковати да сам уљни клин почне да се окреће (врти) око лежаја. Притисак овог вртложног клина гура вратило, што додаје више енергије вртлогу. Резултујућа вибрација није на брзини рада, већ на субсинхроној фреквенцији (типично 0,42-0,48X брзина трчања).
• Ћаскање у машинској обради: Код резања метала (стругање или глодање), вибрације се јављају када алат за резање почне да вибрира. Ова вибрација узрокује промену дебљине струготине која се сече. Променљива дебљина струготине, заузврат, узрокује флуктуацију силе резања, а ова флуктуирајућа сила може да врати енергију у вибрацију алата, узрокујући да она прерасте у снажно вибрирање.
• Аеродинамичко треперење: Вибрација крила авиона где савијање и увијање крила мења његов аеродинамички профил. Ова промена профила мења притисак ваздуха на начин који додаје енергију кретању крила, што доводи до катастрофалног квара ако се не контролише.
• Трљање ротора: Стање у којем ротор долази у контакт са непокретним делом. Трење од трљања може загрејати ротор, узрокујући његово савијање. Ово савијање повећава силу трења, што повећава топлоту и савијање, стварајући повратну спрегу која може довести до заглављивања.

4. Кључне карактеристике и дијагноза

Самопобуђене вибрације често имају различите карактеристике у FFT spectrum:

• Несинхроне фреквенције: Вибрација обично није целобројни умножак или хармоник брзине рада. Често се јавља на субсинхрони фреквенција.
• Нестабилност: Амплитуда може бити веома нестабилна и може брзо расти са малим променама радних услова (брзина, температура, оптерећење).
• Изненадни почетак: Вибрација можда уопште неће бити присутна док машина не пређе одређени праг брзине или оптерећења, у ком тренутку се може појавити изненада и са великом амплитудом.

Дијагностиковање самопобуђених вибрација подразумева идентификацију ових карактеристичних несинхроних врхова и разумевање физичких механизама који би могли изазвати такву нестабилност у одређеној машини.

← Назад на главни индекс