คำอธิบายการสั่นสะเทือนแบบซับซิงโครนัสและซิงโครนัส

คำจำกัดความ: การสั่นสะเทือนแบบซิงโครนัสคืออะไร?

การสั่นสะเทือนแบบซิงโครนัส คือการสั่นสะเทือนใดๆ ที่เกิดขึ้นที่ความถี่ซึ่งเป็นจำนวนเต็มคูณของความเร็วรอบหลักของเครื่องจักร ซึ่ง “สอดคล้อง” กับการหมุนของเพลา นี่คือประเภทของการสั่นสะเทือนที่พบมากที่สุดในเครื่องจักร

• การสั่นสะเทือนที่ความเร็วการทำงานพอดี (1x) เป็นแบบซิงโครนัส
• การสั่นสะเทือนที่ความเร็วสองเท่าของความเร็วในการทำงาน (2x) สามครั้ง (3x) และอื่นๆ ถือเป็นการสั่นสะเทือนแบบซิงโครนัสเช่นกัน ซึ่งมักเรียกกันว่า "ฮาร์มอนิก" ของความเร็วในการทำงาน

ความผิดพลาดของเครื่องจักรทั่วไปส่วนใหญ่ เช่น ความไม่สมดุล, การจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง, และ ความหลวมทางกลทั้งหมดแสดงออกมาในรูปแบบของการสั่นสะเทือนแบบซิงโครนัส ตัวอย่างเช่น การสั่นสะเทือนที่เกิดจากความไม่สมดุลจะอยู่ที่ 1x RPM เสมอ ซึ่งติดตามการเปลี่ยนแปลงใดๆ ของความเร็วของเครื่องจักรได้อย่างสมบูรณ์แบบ

คำจำกัดความ: การสั่นสะเทือนแบบซับซิงโครนัสคืออะไร?

การสั่นสะเทือนแบบซับซิงโครนัส คือการสั่นสะเทือนใดๆ ที่เกิดขึ้นที่ความถี่ *น้อยกว่า* ความเร็วรอบปฐมภูมิ (1x) คำนำหน้า “sub-” หมายถึง “ด้านล่าง” การสั่นสะเทือนแบบ sub-synchronous ที่มีนัยสำคัญมักเป็นสัญญาณเตือนที่ร้ายแรง เนื่องจากมักเกิดจากปรากฏการณ์ไดนามิกของโรเตอร์ที่ไม่เสถียรและมีการกระตุ้นตัวเอง มากกว่าจะเกิดจากความผิดพลาดทางกลธรรมดา ซึ่งแตกต่างจากการสั่นสะเทือนแบบ synchronous ฟังก์ชันการบังคับสำหรับการสั่นสะเทือนแบบ sub-synchronous เกิดจากการเคลื่อนไหวของโรเตอร์เอง

สาเหตุทั่วไปของการสั่นสะเทือนแบบซับซิงโครนัส

การสั่นสะเทือนแบบไม่ซิงโครนัสเป็นปัญหาสำคัญในเครื่องจักรเทอร์โบความเร็วสูงที่ติดตั้งตลับลูกปืนฟิล์มของไหล

1. กระแสน้ำวนน้ำมัน

นี่คือรูปแบบที่พบบ่อยที่สุดของความไม่เสถียรแบบซับซิงโครนัส เกิดขึ้นในตลับลูกปืนแบบฟิล์มของไหล เมื่อฟิล์มน้ำมันไฮโดรไดนามิกที่รองรับเพลาเริ่ม “หมุน” รอบตลับลูกปืน ผลักเพลาไปข้างหน้า ทำให้เกิดการสั่นสะเทือนที่ชัดเจนที่ความถี่ประมาณ 0.42 ถึง 0.48 เท่าของความเร็วในการวิ่ง (0.42x – 0.48x)การหมุนวนของน้ำมันมักขึ้นอยู่กับโหลดและอุณหภูมิ และอาจปรากฏหรือหายไปเมื่อสภาพเครื่องจักรเปลี่ยนแปลง

2. วิปน้ำมัน

การสั่นสะเทือนแบบ Oil Whirl เป็นรูปแบบหนึ่งของการสั่นสะเทือนแบบ Oil Whirl ที่รุนแรงและอันตรายกว่า เกิดขึ้นเมื่อความถี่ของการสั่นสะเทือนแบบ Oil Whirl ตรงกับความถี่ธรรมชาติแรกของโรเตอร์ (ความเร็ววิกฤต) และ “ล็อก” เข้ากับความถี่ธรรมชาติแรกของโรเตอร์ (ความเร็ววิกฤต) เมื่อเกิดเหตุการณ์นี้ แอมพลิจูดการสั่นสะเทือนแบบ sub-synchronous จะสูงขึ้นมาก และจะไม่หายไปเมื่อความเร็วเพิ่มขึ้น อันที่จริง การสั่นสะเทือนจะยังคงอยู่ที่ความถี่ความเร็ววิกฤตของโรเตอร์ แม้ว่าเครื่องจักรจะเร่งความเร็วขึ้นก็ตาม การสั่นสะเทือนแบบ Oil Whirl เป็นภาวะที่ทำลายล้างอย่างรุนแรง ซึ่งจำเป็นต้องปิดเครื่องทันที

3. การขัดโรเตอร์กับสเตเตอร์

การเสียดสีระหว่างโรเตอร์กับชิ้นส่วนที่อยู่กับที่บางครั้งอาจทำให้เกิดการสั่นสะเทือนแบบกึ่งซิงโครนัส ซึ่งมักเกิดขึ้นที่เศษส่วนจำนวนเต็มของความเร็วในการทำงาน เช่น 0.5 เท่าส่วนประกอบ 0.5x เป็นสัญญาณคลาสสิกของการเสียดสีที่ "กระเด้ง" โรเตอร์ทุกๆ สองรอบ

วิธีการแยกแยะความแตกต่างในสเปกตรัม FFT

การระบุส่วนประกอบเหล่านี้ในสเปกตรัม FFT นั้นเป็นเรื่องง่าย:

• จุดสูงสุดแบบซิงโครนัส: มองหาค่าพีค 1x RPM (ความเร็วในการทำงาน) และค่าพีคใดๆ ที่ตกเป็นจำนวนเต็มคูณที่แน่นอน (2x, 3x เป็นต้น)
• จุดสูงสุดแบบซับซิงโครนัส: มองหาจุดสูงสุดที่สำคัญใดๆ ที่ปรากฏบนแกนความถี่ *ก่อน* จุดสูงสุด 1x RPM จุดสูงสุดที่ประมาณ 45% ของความเร็วรอบการทำงานเป็นสัญญาณคลาสสิกของการหมุนวนของน้ำมัน

เหตุใดความแตกต่างจึงมีความสำคัญ

การแยกความแตกต่างระหว่างการสั่นสะเทือนแบบซิงโครนัสและแบบซับซิงโครนัสมีความสำคัญพื้นฐานสำหรับการวินิจฉัย:

• ปัญหาแบบซิงโครนัส (เช่น ความไม่สมดุล) คือ "การสั่นสะเทือนที่ถูกบังคับ" ซึ่งมักจะแก้ไขได้ด้วยการปรับเชิงกล เช่น การปรับสมดุลหรือการจัดตำแหน่ง
• ปัญหาที่เกิดขึ้นแบบซับซิงโครนัส (เช่นเดียวกับน้ำมันวิป) คือ “การสั่นสะเทือนที่เกิดจากการกระตุ้นตัวเอง” หรือความไม่เสถียร การสั่นสะเทือนเหล่านี้บ่งชี้ถึงปัญหาในการออกแบบหรือสภาพพื้นฐานของระบบลูกปืนโรเตอร์ และไม่สามารถแก้ไขด้วยการปรับสมดุลได้ วิธีแก้ปัญหาอาจรวมถึงการเปลี่ยนแปลงการออกแบบลูกปืน การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิหรือแรงดันน้ำมัน หรือการออกแบบโรเตอร์ใหม่

ด้วยเหตุนี้ ค่าพีคแบบซับซิงโครนัสที่มีแอมพลิจูดสูงจึงมักถูกมองว่าเป็นเงื่อนไขการเตือนภัยที่ร้ายแรงกว่าค่าพีคแบบซิงโครนัสที่มีแอมพลิจูดสูง

← กลับสู่ดัชนีหลัก