ทำความเข้าใจแผนภาพการรบกวน

อุปกรณ์

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

$2,358.31

อะไหล่

Vibration sensor

$107.47

อะไหล่

Optical Sensor (Laser Tachometer)

$148.07

อุปกรณ์

Balanset-4

$8,123.32

อะไหล่

Magnetic Stand Insize-60-kgf

$54.93

อะไหล่

Reflective tape

$11.94

อุปกรณ์

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

$2,071.73

คำจำกัดความ: แผนภาพการรบกวนคืออะไร?

หนึ่ง แผนภาพการรบกวน เป็นเครื่องมือทางกราฟิกที่ใช้ใน ไดนามิกของโรเตอร์ เพื่อระบุช่วงความเร็วรอบที่ความถี่การกระตุ้น “รบกวน” (ตรงกัน) กับระบบ ความถี่ธรรมชาติ, การสร้างเงื่อนไขให้ เสียงก้อง. คำว่า "การรบกวน" หมายถึงปฏิสัมพันธ์ที่มีปัญหาระหว่างความถี่การบังคับ (จาก ความไม่สมดุล, ใบมีดผ่าน หรือแหล่งอื่น ๆ) และความถี่ธรรมชาติที่อาจทำให้เกิดมากเกินไป การสั่นสะเทือน.

ในขณะที่มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับ แผนภาพแคมป์เบลล์, แผนภาพการรบกวนมักจะเน้นไปที่การเน้นจุดตัด (การรบกวน) และโซนความเร็วที่เกี่ยวข้องโดยเฉพาะ ซึ่งควรหลีกเลี่ยงหรือผ่านไปอย่างรวดเร็วในระหว่างการทำงาน.

ความสัมพันธ์กับแผนภาพแคมป์เบลล์

ในทางปฏิบัติ คำว่า "แผนภาพการรบกวน" และ "แผนภาพแคมป์เบลล์" มักถูกใช้แทนกัน เนื่องจากแสดงข้อมูลที่คล้ายกัน อย่างไรก็ตาม มีความแตกต่างที่ลึกซึ้งอยู่:

เน้นแผนภาพแคมป์เบลล์

• แสดงภาพรวมว่าความถี่ธรรมชาติเปลี่ยนแปลงไปตามความเร็วอย่างไร
• แสดงเส้นโค้งความถี่ธรรมชาติเป็นฟังก์ชันต่อเนื่องของความเร็ว
• ใช้เป็นหลักสำหรับการวิเคราะห์และการออกแบบไดนามิกของโรเตอร์อย่างครอบคลุม

การเน้นแผนภาพการรบกวน

• เน้นความสนใจไปที่พื้นที่ปัญหาเฉพาะ—จุดตัด
• มักรวมถึง "เขตห้ามเข้า" ที่มีร่มเงารอบ ๆ ความเร็วที่สำคัญ
• เน้นการทำงานมากขึ้น เน้นช่วงความเร็วเพื่อหลีกเลี่ยง
• อาจรวมถึงแหล่งกระตุ้นหลายแหล่งนอกเหนือจากความไม่สมดุลเพียงอย่างเดียว

การสร้างแผนภาพการรบกวน

แผนภาพการรบกวนถูกสร้างขึ้นในลักษณะเดียวกับแผนภาพแคมป์เบลล์ แต่มีบริบทการทำงานเพิ่มเติม:

องค์ประกอบพื้นฐาน

• แกนแนวนอน: ความเร็วรอบ (RPM หรือ Hz)
• แกนตั้ง: การกระตุ้นหรือความถี่ธรรมชาติ (Hz หรือ CPM)
• เส้นความถี่ธรรมชาติ: แสดงให้เห็นว่าความถี่ธรรมชาติของระบบเปลี่ยนแปลงไปตามความเร็วอย่างไร
• เส้นลำดับการกระตุ้น: เส้นทแยงมุมสำหรับ 1X, 2X, 3X และแหล่งกระตุ้นอื่น ๆ

คุณสมบัติเพิ่มเติม

• จุดตัดที่เน้น: ความเร็วที่สำคัญมีเครื่องหมายหรือคำอธิบายอย่างชัดเจน
• เขตห้ามความเร็ว: แถบแรเงารอบความเร็ววิกฤตแต่ละช่วงแสดงช่วงที่ต้องหลีกเลี่ยง
• ช่วงความเร็วการทำงาน: ระบุอย่างชัดเจน มักเป็นแถบแนวตั้งหรือบริเวณที่เน้นสี
• เขตข้ามด่วน: ช่วงความเร็วที่ต้องผ่านอย่างรวดเร็วในระหว่างการเริ่มต้น/ปิดเครื่อง
• แหล่งกระตุ้นหลายแหล่ง: เส้นสำหรับความถี่ในการเคลื่อนที่ของใบพัด ความถี่ของเฟือง ความถี่ของข้อบกพร่องของตลับลูกปืน

ประเภทของการรบกวน

แผนภาพการรบกวนสามารถระบุปฏิสัมพันธ์ที่มีปัญหาได้หลายประเภท:

1. สัญญาณรบกวนแบบซิงโครนัส (1X)

ประเภทที่พบบ่อยที่สุด ซึ่งแรงไม่สมดุลที่เกิดขึ้นหนึ่งครั้งต่อการปฏิวัติจะสอดคล้องกับความถี่ธรรมชาติ นี่คือรูปแบบคลาสสิก ความเร็ววิกฤต เงื่อนไข.

2. สัญญาณรบกวนฮาร์มอนิก (2X, 3X เป็นต้น)

ฮาร์โมนิกที่สูงขึ้นของความเร็วในการวิ่งยังสามารถกระตุ้นการสั่นพ้องได้อีกด้วย แหล่งที่มาทั่วไป ได้แก่:

• 2 เท่า: จาก การจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง, ความหลวมทางกล หรือความแข็งที่ไม่สมมาตร
• 3X, 4X: จากการสัมผัสฟันเฟือง ตลับลูกปืนหลายกลีบ หรือความไม่สมมาตรของโครงสร้าง

3. การรบกวนของใบพัด/ใบพัดผ่าน

สำหรับเครื่องจักรเทอร์โบ ความถี่ในการเคลื่อนที่ผ่านใบพัด (จำนวนใบพัด × รอบต่อนาที) สามารถกระตุ้นโหมดโครงสร้างได้ แผนภาพการรบกวนแสดงตำแหน่งที่เส้นความถี่ในการเคลื่อนที่ผ่านใบพัดตัดกับความถี่ธรรมชาติ.

4. การรบกวนแบบซับซิงโครนัส

ปรากฏการณ์เช่นกระแสน้ำวนของน้ำมัน (โดยทั่วไปอยู่ที่ 0.43X-0.48X) สามารถสร้างการรบกวนแบบไม่พร้อมกันซึ่งจะต้องมีการระบุและจัดการ.

5. การรบกวนความถี่บีต

ในระบบที่มีคู่กันหรือระบบที่มีองค์ประกอบหมุนหลายชิ้น ความถี่ของจังหวะจากความแตกต่างของความเร็วเพียงเล็กน้อยอาจทำให้เกิดสัญญาณรบกวนได้.

การใช้งานจริงในการออกแบบเครื่องจักร

การใช้งานในระยะการออกแบบ

1. การหลีกเลี่ยงความเร็ววิกฤต: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าช่วงความเร็วในการทำงานไม่ทับซ้อนกับโซนที่มีการรบกวน
2. การตรวจสอบระยะขอบแยก: ยืนยันระยะขอบที่เพียงพอ (โดยทั่วไปคือ ±15% ถึง ±30%) รอบๆ ความเร็วที่สำคัญทั้งหมด
3. การจัดการแหล่งกำเนิดการกระตุ้น: หากไม่สามารถหลีกเลี่ยงการรบกวนได้ ให้ลดแอมพลิจูดของแหล่งกระตุ้น (ปรับปรุงสมดุล ลดการจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง ฯลฯ)
4. ข้อกำหนดการลดแรงสั่นสะเทือน: ระบุตำแหน่งที่ได้รับการปรับปรุง การลดแรงสั่นสะเทือน จำเป็นต้องควบคุมการสั่นสะเทือนแบบเรโซแนนซ์

การปรับเปลี่ยนและการแก้ไขปัญหา

เมื่อเครื่องจักรที่มีอยู่ประสบปัญหาการสั่นสะเทือน แผนภาพการรบกวนจะช่วยได้:

• ระบุว่าปัญหาเกิดจากการทำงานใกล้ความเร็ววิกฤตเกินไปหรือไม่
• ประเมินการปรับเปลี่ยนที่เสนอ (การเปลี่ยนแปลงตลับลูกปืน การเพิ่มมวล การปรับเปลี่ยนความแข็ง)
• ทำนายผลของการเปลี่ยนแปลงความเร็วหรือการทำงานความเร็วแปรผัน
• ตรวจสอบว่าปัญหาเกิดจากแหล่งกระตุ้นที่ไม่คาดคิดหรือไม่

การกำหนดเขตห้ามความเร็ว

คุณลักษณะสำคัญของแผนภาพการรบกวนคือการกำหนดโซนความเร็วที่ต้องห้ามหรือจำกัด:

การกำหนดความกว้างของโซน

ความกว้างของแต่ละเขตห้ามนั้นขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการดังนี้

• ระบบลดแรงสั่นสะเทือน: การหน่วงต่ำต้องการโซนที่กว้างขึ้น การหน่วงสูงช่วยให้โซนแคบลง
• แอมพลิจูดของการกระตุ้น: แหล่งกระตุ้นที่เข้มข้นต้องมีโซนหลีกเลี่ยงที่กว้างขึ้น
• ผลที่ตามมาจากการปฏิบัติการ: อุปกรณ์ที่สำคัญอาจต้องใช้โซนที่อนุรักษ์นิยมมากขึ้น (กว้างขึ้น)
• ค่าทั่วไป: ±15% สำหรับระบบที่มีการหน่วงดี ±20-30% สำหรับระบบที่มีการหน่วงไม่ดี

ขั้นตอนการปฏิบัติงาน

ตามแผนภาพการรบกวน ขั้นตอนการทำงานจะได้รับการจัดทำขึ้นดังนี้:

• อนุญาตการดำเนินการต่อเนื่อง: ช่วงความเร็วที่ไม่มีการรบกวน
• จำเป็นต้องมีการเคลื่อนที่อย่างรวดเร็ว: เขตห้ามผ่านที่ต้องผ่านอย่างรวดเร็วในระหว่างการเริ่มต้น/ปิดเครื่อง
• ห้ามโดยเด็ดขาด: โซนเรโซแนนซ์รุนแรงที่ไม่อนุญาตให้ดำเนินการ

ตัวอย่าง: แผนภาพการรบกวนของกังหัน

พิจารณากังหันไอน้ำที่มีลักษณะดังต่อไปนี้:

• ความเร็วในการทำงาน: 3000 รอบต่อนาที (50 เฮิรตซ์)
• ความเร็ววิกฤตครั้งแรก: 2400 รอบต่อนาที (40 เฮิรตซ์)
• ความเร็ววิกฤตที่สอง: 4200 รอบต่อนาที (70 เฮิรตซ์)
• จำนวนใบมีด: 60
• ความถี่ในการเคลื่อนที่ของใบมีดที่ 3,000 รอบต่อนาที: 60 × 50 เฮิรตซ์ = 3000 เฮิรตซ์

แผนภาพการรบกวนแสดงให้เห็น:

• เส้น 1X ตัดผ่านความถี่ธรรมชาติแรก: ความเร็ววิกฤตที่ 2400 รอบต่อนาที—เขตต้องห้าม: 2040-2760 รอบต่อนาที (±15%)
• เส้น 1X ตัดกับความถี่ธรรมชาติที่สอง: ความเร็ววิกฤตที่ 4,200 รอบต่อนาที—ไม่ใช่ปัญหาเนื่องจากความเร็วในการทำงานต่ำกว่ามาก
• ความเร็วในการทำงาน (3000 รอบต่อนาที): ปลอดภัยระหว่างความเร็วที่สำคัญสองระดับด้วยระยะแยกที่เหมาะสม
• ความถี่ในการส่งผ่านใบมีด: ที่ความถี่ 3000 เฮิรตซ์ ไม่มีการรบกวนโหมดโครงสร้างในช่วงการทำงาน

คำแนะนำการปฏิบัติการ:

• ระหว่างการสตาร์ท ให้เร่งความเร็วจนถึงช่วง 2040-2760 รอบต่อนาที ในเวลาไม่ถึง 30 วินาที
• การทำงานต่อเนื่องระหว่าง 2800-3200 รอบต่อนาทีเป็นที่ยอมรับได้
• ห้ามพยายามใช้งานต่อเนื่องระหว่าง 2040-2760 รอบต่อนาที

ข้อควรพิจารณาขั้นสูง

ผลกระทบของอุณหภูมิ

แผนภาพการรบกวนบางอันประกอบด้วยเส้นโค้งหลายเส้นที่แสดงให้เห็นว่าความถี่ธรรมชาติเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง (การเติบโตเนื่องจากความร้อนส่งผลต่อความแข็งและคุณลักษณะของตลับลูกปืน) ความเร็ววิกฤตสามารถเปลี่ยนแปลงได้เมื่อเครื่องอุ่นขึ้น.

เอฟเฟกต์การโหลด

สำหรับเครื่องจักรที่ภาระกระบวนการส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความแข็งของตลับลูกปืนหรือการโก่งตัวของโรเตอร์ แผนภาพการรบกวนอาจแสดงกลุ่มของเส้นโค้งสำหรับสภาวะภาระที่แตกต่างกัน.

ระบบคู่

เมื่อโรเตอร์หลายตัวถูกจับคู่กัน (ชุดมอเตอร์-ปั๊ม ชุดกังหัน-เครื่องกำเนิดไฟฟ้า) แผนภาพการรบกวนจะต้องคำนึงถึงโหมดบิดและโหมดด้านข้างที่จับคู่กัน ซึ่งสามารถสร้างความเร็ววิกฤตเพิ่มเติมได้.

การสร้างแผนภาพการรบกวน

จากแบบจำลองเชิงวิเคราะห์

1. พัฒนาแบบจำลององค์ประกอบไฟไนต์ของระบบโรเตอร์-แบริ่ง
2. คำนวณความถี่ธรรมชาติที่ความเร็วหลายระดับ
3. พล็อตกราฟเส้นโค้งความถี่ธรรมชาติเทียบกับความเร็ว
4. เส้นลำดับการกระตุ้นแบบซ้อนทับ (1X, 2X, การส่งผ่านใบมีด ฯลฯ)
5. ทำเครื่องหมายจุดตัดและกำหนดเขตห้ามเข้า
6. อธิบายด้วยช่วงความเร็วในการทำงานและขั้นตอนต่างๆ

จากข้อมูลการทดลอง

1. ดำเนินการทดสอบการเริ่มต้นและการไหลลงพร้อมการตรวจสอบการสั่นสะเทือน
2. สร้าง แปลงน้ำตก หรือ พล็อตโบด
3. ระบุตำแหน่งความเร็ววิกฤตจากจุดสูงสุดของแอมพลิจูดและการเลื่อนเฟส
4. สร้างแผนภาพการรบกวนที่ทำเครื่องหมายความเร็ววิกฤตที่สังเกตได้
5. กำหนดโซนต้องห้ามตามประสบการณ์โดยอิงตามระดับการสั่นสะเทือนที่วัดได้

ประโยชน์สำหรับการดำเนินงานและการบำรุงรักษา

แผนภาพการรบกวนให้คำแนะนำอันมีค่าแก่ผู้ปฏิบัติงานเครื่องจักรและบุคลากรบำรุงรักษา:

• ขีดจำกัดการทำงานที่ชัดเจน: การบ่งชี้ด้วยภาพแสดงช่วงความเร็วที่ปลอดภัยและไม่ปลอดภัย
• ขั้นตอนการเริ่มต้น/ปิดเครื่อง: ระบุความเร็วที่จะเคลื่อนที่อย่างรวดเร็ว
• การทำงานความเร็วตัวแปร: กำหนดช่วงความเร็วที่ยอมรับได้สำหรับไดรฟ์ความเร็วปรับได้
• เครื่องมือแก้ไขปัญหา: ช่วยวินิจฉัยว่าปัญหาการสั่นสะเทือนเกี่ยวข้องกับความเร็วหรือไม่
• การวางแผนการปรับเปลี่ยน: แสดงผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงที่เสนอก่อนการนำไปใช้
• อุปกรณ์ช่วยฝึกอบรม: เครื่องมือทางการศึกษาเพื่อทำความเข้าใจพฤติกรรมไดนามิกของเครื่องจักร

สำหรับเครื่องจักรหมุนเวียนที่สำคัญ แผนภาพการรบกวนเป็นเอกสารสำคัญที่ผู้ปฏิบัติงาน ช่างบำรุงรักษา และเจ้าหน้าที่วิศวกรรมควรมีไว้ เพื่อให้แน่ใจว่าทุกคนเข้าใจลักษณะไดนามิกของเครื่องจักร และใช้งานเครื่องจักรภายในช่วงความเร็วที่ปลอดภัย.

---

← กลับสู่ดัชนีหลัก