Шарҳи вибратсияи субсинхронӣ ва синхронӣ
Вибратсияи субсинхронӣ ҳар як ҷузъи ларзишест, ки басомадаш камтар аз суръати асосии кории дастгоҳ (1×) аст ва пайдоиши он яке аз сигналҳои ҷиддитарест, ки дастгоҳи гардишӣ метавонад фиристад. Барои фаҳмидани сабабаш, муфид аст, ки онро бо муқобилиаш муқоиса кунед: ларзиши синхронӣ, ки навардро дар зарбҳои дақиқи бутуни суръати корӣ пайгирӣ мекунад. Ин фарқият академӣ нест — он нуқсҳои рӯзмарраеро, ки метавон тавассути роҳҳои механикӣ ислоҳ кард, аз ноустувории худангезшаванда ҷудо мекунад, ки талаб мекунад, ки тарроҳӣ аз нав сурат гирад ё дастгоҳ фавран бозистода шавад. Ин мақола ҳарду истилоҳро муайян мекунад, сабабҳои маъмулиро рӯйхат мекунад ва нишон медиҳад, ки чӣ гуна онҳоро дар як FFT спектри басомадҳо.
1. Ларзиши синхронӣ чист?
Ларзиши синхронӣ дар басомаде рух медиҳад, ки зарби бутуни суръати гардиши навард аст — он бо гардиш “синхронӣ” аст. Ин бешубҳа маъмултарин гурӯҳи ларзиши дастгоҳҳо мебошад.
- Ларзиш дар дақиқан суръати гардиш (1×) синхронӣ аст.
- Ларзиш дар ду баробар суръати корӣ (2×), се баробар (3×) ва ғайра низ синхронӣ буда, одатан гармоникаҳо суръати гардиш.
Аксарияти бузурги нуқсҳои маъмулӣ ба ин тарз зоҳир мешаванд. Номувозинатӣ, носамтии меҳварҳо, ва сустии механикӣ ҳама ларзиши синхрониро ба вуҷуд меоранд. Масалан, номувозинатӣ ҳамеша дар 1× RPM зоҳир мешавад ва ҳар гуна тағйироти суръатро комилан пайгирӣ мекунад — RPM-ро ду баробар кунед ва қуллаи номувозинатӣ ба осонӣ ба басомади нави 1× мегузарад. Азбаски ангезиш ба кунҷи навард қулф шудааст, инҳо классикӣ мебошанд ларзишҳои маҷбурӣ.
2. Ларзиши субсинхронӣ чист?
Ларзиши субсинхронӣ дар басомаде рух медиҳад поён 1× — пешванди “sub-” танҳо маънои “поёнтар” дорад. Мундариҷаи субсинхронии назаррас аксар вақт аломати огоҳии ҷиддӣ аст, зеро он одатан аз падидаҳои ноустувори худангези динамикаи ротор ба вуҷуд меояд, на аз нуқси соддаи механикӣ. Фарқияти муҳим манбаи энергия аст: дар нуқсҳои синхронӣ хатогиӣ геометрии беруна роторро як маротиба дар як гардиш ҳаракат медиҳад, дар ҳоле ки дар ноустувории субсинхронӣ функсияи ангезанда аз ҳаракати худи ротор бо подшипникҳо ё муҳрҳои он таъсири мутақобила мекунад. Ин ҳалқаи бозгашт аст, ки ин вазъиятҳоро ба аломати хоси ноустувории ротор.
3. Сабабҳои маъмули ларзиши субсинхронӣ
Ларзиши субсинхронӣ мушкилоти ҷиддӣ барои дастгоҳҳои турбинии суръати баланд аст, ки дар асоси подшипникҳои лағжишӣ.
3.1 Oil Whirl
Ин маъмултарин шакли ноустувории субсинхронӣ аст. Дар подшипники пӯстакӣ пӯстакҳои гидродинамикии равған, ки навардро дастгирӣ мекунанд, метавонанд гардиш карда, навардро пеш аз худ тела диҳанд, падидае, ки бо номи гирдоби равғанӣ маълум аст. Азбаски суръати миёнаи пӯстакҳои равған каме камтар аз нисфи суръати сатҳи навард аст, натиҷаи чархиш тақрибан дар 0.42 то 0.48 баробар суръати корӣ (0.42×–0.48×) зоҳир мешавад. Oil whirl аксар вақт ба бор ва ҳарорат вобаста аст ва метавонад бо тағйир ёфтани бори подшипник, ҳарорати равған ё суръат пайдо ё нест шавад.
3.2 Oil Whip
Oil Whip таҳаввули ҷиддитар ва хатарноктари oil whirl аст. Он вақте рух медиҳад, ки басомади whirl ба мулоқот — ва сипас “қулф” шавад — бо басомади хусусии аввали ротор, ё суръати критикӣ. Пас аз қулф шудан, амплитудаи субсинхронӣ метавонад хеле калон шавад ва бо афзоиши суръат нест намешавад; ба ҷои ин, ларзиш дар басомади суръати критикӣ қулф мемонад, ҳатто агар дастгоҳ бештар суръат гирад. Ин вазъияти қулфшуда ва афзоянда — ба қамчинзании вал наздик — хеле вайронкунанда аст ва одатан талаб мекунад, ки хомӯшкунӣ.
3.3 Тамоси ротор бо статор
Тамос байни ротор ва қисми собит — як тамашшӯии ротор — инчунин метавонад ларзиши субсинхрониро ба вуҷуд орад, аксар вақт дар касрҳои бутуни суръати корӣ, ба монанди 0.5×. Ҷузъи тозаи 0.5× аломати классикии тамосест, ки роторро як маротиба дар ду гардиш ба боло мефарояд. Дигар манбаъҳои субгармоникӣ ба ҷавобгӯӣ шӯхии шадид ва баъзе ғайрихаттиҳои ба тамос вобаста дохил мешаванд.
4. Ҷудо кардани онҳо дар спектри FFT
Ҷудо кардани ин ду оила дар як спектри басомадҳо асосан масъалаи он аст, ки қуллаҳо нисбат ба 1× дар куҷо меафтанд:
- Қуллаҳои синхронӣ: қуллаи 1× RPM-ро (суръати корӣ) муайян кунед ва барои қуллаҳо дар зарбҳои дақиқи бутун — 2×, 3× ва ғайра ҷустуҷӯ кунед.
- Қуллаҳои зерсинхронӣ: барои ҳар гуна қуллаи назаррасе, ки пеш аз қуллаи 1× дар меҳвари басомад зоҳир мешавад, ҷустуҷӯ кунед. Қуллаи наздик ба 45% суръати корӣ нишондиҳандаи дастурии oil whirl аст.
Азбаски ташхис ба нисбати дақиқи қулла ба суръати корӣ вобаста аст, истиноди дақиқи суръат зарур аст — хатогиҳои хурд дар RPM-и фарзшуда метавонанд whirl-и 0.48×-ро ба чизи номуайян табдил диҳанд. Таҳлили тартибҳо истинодшуда ба импулси тахометри як маротиба дар як гардиш он номуайянро бо ифодаи спектр бевосита дар тартиби суръати корӣ нест мекунад.
5. Чаро фарқият муҳим аст
Донистани он, ки кадом оиларо мебинед, тамоми ҷавобро муайян мекунад:
- Мушкилоти синхронӣ (ба монанди номувозинатӣ) ларзиши маҷбурӣ буда, одатан метавон онҳоро тавассути роҳҳои механикӣ ислоҳ кард — бо мувозинаткунӣ, ҳамворкунӣ (alignment) ё маҳкам кардани пайвандҳо.
- Мушкилоти субсинхронӣ (ба монанди oil whip) мебошанд ларзиши худангезшаванда ё ноустуворӣ. Онҳо ба мушкили асосӣ дар системаи ротор-подшипник нишон медиҳанд ва бо балансировка ислоҳ карда намешаванд. Ислоҳот одатан иваз кардани тарҳи подшипник (масалан, ба подшипникҳои таҳшинӣ), танзими ҳарорат ё фишори равған, зиёд кардани боргузории подшипник ё тағйир додани роторро дар бар мегирад.
Аз ин рӯ, қуллаи зерсинхронии амплитудааш баланд одатан ҳамчун огоҳии ҷиддитар аз қуллаи синхронии андозааш баробар қабул карда мешавад. Дар амал, муҳандис аввал тасдиқ мекунад, ки дастгоҳ хуб балансировка ва ҳамворӣ шудааст — як таҳлилгари мобилӣ, ба монанди Balanset-1A амплитудаи 1×-ро чен мекунад ва фаза барои рад кардан ё ислоҳ кардани сабабҳои синхронӣ лозим аст — то ҳар гуна ҷузъи зерсинхроние, ки дар спектр боқӣ мемонад, бо боварӣ ба ноустуворӣ, на ба нуқсони механикии ислоҳшаванда, нисбат дода шавад.
