Girişim Diyagramlarını Anlama
Tanım: Girişim Diyagramı Nedir?
Bir girişim diyagramı kullanılan grafiksel bir araçtır rotor dinamikleri uyarım frekanslarının sistemin dönme hızıyla "müdahale ettiği" (eşleştiği) dönüş hızı aralıklarını belirlemek için doğal frekanslar, koşullar yaratmak rezonans. "Girişim" terimi, zorlayıcı bir frekans (örneğin, dengesizlik, bıçak geçişi veya diğer kaynaklar) ve aşırı gürültüye neden olabilecek doğal bir frekans titreşim.
Yakından ilişkili olmasına rağmen Campbell diyagramı, bir girişim diyagramı genellikle, çalışma sırasında kaçınılması veya hızla geçilmesi gereken kesişim noktalarını (girişimleri) ve ilişkili hız bölgelerini vurgulamaya odaklanır.
Campbell Diyagramlarıyla İlişkisi
Uygulamada, "girişim diyagramı" ve "Campbell diyagramı" terimleri, benzer bilgiler sundukları için genellikle birbirinin yerine kullanılır. Ancak, ince ayrımlar mevcuttur:
Campbell Diyagramı Vurgusu
- Doğal frekansların hıza göre nasıl değiştiğinin tam resmini gösterir
- Doğal frekans eğrilerini hızın sürekli fonksiyonları olarak görüntüler
- Esas olarak kapsamlı rotor dinamik analizi ve tasarımı için kullanılır
Girişim Diyagramı Vurgusu
- Dikkati belirli sorun alanlarına, yani kesişim noktalarına odaklar
- Genellikle kritik hızların etrafında gölgeli "yasak bölgeler" bulunur
- Daha operasyonel odaklı, kaçınılması gereken hız aralıklarını vurgulayan
- Sadece dengesizliğin ötesinde birden fazla uyarım kaynağı içerebilir
Girişim Diyagramının Oluşturulması
Girişim diyagramı, Campbell diyagramına benzer şekilde oluşturulur ancak ek operasyonel bağlamla:
Temel Öğeler
- Yatay Eksen: Dönme hızı (RPM veya Hz)
- Dikey Eksen: Uyarılma veya doğal frekans (Hz veya CPM)
- Doğal Frekans Çizgileri: Sistem doğal frekanslarının hızla nasıl değiştiğini gösteriyor
- Uyarım Sipariş Satırları: 1X, 2X, 3X ve diğer uyarım kaynakları için çapraz çizgiler
Ek Özellikler
- Vurgulanan Kesişim Noktaları: Kritik hızlar semboller veya açıklamalarla açıkça belirtilir
- Yasaklı Hız Bölgeleri: Her kritik hızın etrafındaki gölgeli bantlar kaçınılması gereken aralıkları gösteriyor
- Çalışma Hız Aralığı: Açıkça belirtilmiş, genellikle dikey bir bant veya vurgulanan bölge olarak
- Hızlı Geçiş Bölgeleri: Başlatma/kapatma sırasında hızla geçilecek hız aralıkları
- Çoklu Uyarım Kaynakları: Bıçak geçiş frekansı, dişli geçiş frekansı, yatak arıza frekansları için çizgiler
Girişim Türleri
Girişim diyagramı çeşitli tipteki sorunlu etkileşimleri belirleyebilir:
1. Eşzamanlı Girişim (1X)
En yaygın tür, devir başına bir kez oluşan dengesiz kuvvetlerin doğal bir frekansla çakıştığı türdür. Bu klasiktir kritik hız durum.
2. Harmonik Girişim (2X, 3X, vb.)
Koşu hızının daha yüksek harmonikleri de rezonansları tetikleyebilir. Yaygın kaynaklar şunlardır:
- 2X: Kimden yanlış hizalama, mekanik gevşeklik veya asimetrik sertlik
- 3X, 4X: Dişli diş temaslarından, çok loblu yataklardan veya yapısal asimetrilerden
3. Bıçak/Kanat Geçiş Girişimi
Turbomakinelerde, kanat geçiş frekansı (kanat sayısı × RPM) yapısal modları harekete geçirebilir. Girişim diyagramı, kanat geçiş frekansı çizgilerinin doğal frekansları nerede kestiğini göstermektedir.
4. Eşzamansız Girişim
Petrol girdabı (genellikle 0,43X-0,48X'te) gibi olaylar, tanımlanması ve yönetilmesi gereken alt-senkron girişimlere neden olabilir.
5. Vuruş Frekansı Girişimi
Çiftli sistemlerde veya birden fazla dönen elemana sahip sistemlerde, ufak hız farklılıklarından kaynaklanan vuruş frekansları girişimlere yol açabilir.
Makine Tasarımında Pratik Kullanım
Tasarım Aşaması Uygulamaları
- Kritik Hızdan Kaçınma: Çalışma hızı aralığının parazit bölgeleriyle çakışmadığından emin olun
- Ayırma Marjı Doğrulaması: Tüm kritik hızların etrafında yeterli boşlukların (genellikle ±15% ila ±30%) olduğunu onaylayın
- Uyarım Kaynağı Yönetimi: Girişim önlenemezse, uyarım kaynağının genliğini azaltın (dengeyi iyileştirin, hizasızlığı azaltın, vb.)
- Sönümleme Gereksinimleri: Geliştirilmiş yerlerin nerede olduğunu belirleyin sönümleme rezonans titreşimini kontrol etmek için gereklidir
Değişiklik ve Sorun Giderme
Mevcut makinelerde titreşim sorunları yaşandığında, girişim diyagramları yardımcı olur:
- Sorunun kritik bir hıza çok yakın çalışmaktan kaynaklanıp kaynaklanmadığını belirleyin
- Önerilen değişiklikleri değerlendirin (yatak değişiklikleri, eklenen kütle, sertlik değişiklikleri)
- Hız değişikliklerinin veya değişken hızlı çalışmanın etkilerini tahmin edin
- Sorunun beklenmedik bir uyarım kaynağından kaynaklanıp kaynaklanmadığını belirleyin
Yasaklı Hız Bölgelerinin Oluşturulması
Girişim diyagramlarının temel bir özelliği yasak veya kısıtlı hız bölgelerini tanımlamaktır:
Bölge Genişliği Belirleme
Her yasak bölgenin genişliği çeşitli faktörlere bağlıdır:
- Sistem Sönümlemesi: Düşük sönümleme daha geniş bölgeler gerektirir; yüksek sönümleme daha dar bölgelere izin verir
- Uyarım Genliği: Güçlü uyarım kaynakları daha geniş kaçınma bölgeleri gerektirir
- İşletme Sonuçları: Kritik ekipmanlar daha muhafazakar (daha geniş) bölgeler gerektirebilir
- Tipik Değerler: İyi sönümlü sistemler için ±15%, zayıf sönümlü sistemler için ±20-30%
İşletim Prosedürleri
Girişim diyagramına dayanarak, işletme prosedürleri oluşturulur:
- Sürekli Çalışmaya İzin Verildi: Hiçbir müdahale olmadan hız aralıkları
- Hızlı Geçiş Gerekli: Başlatma/kapatma sırasında hızla geçilmesi gereken yasak bölgeler
- Kesinlikle Yasaktır: Operasyonun asla izin verilmediği şiddetli rezonans bölgeleri
Örnek: Türbin Girişim Diyagramı
Aşağıdaki özelliklere sahip bir buhar türbinini ele alalım:
- Çalışma Hızı: 3000 RPM (50 Hz)
- İlk Kritik Hız: 2400 RPM (40 Hz)
- İkinci Kritik Hız: 4200 RPM (70 Hz)
- Bıçak Sayısı: 60
- 3000 RPM'de Bıçak Geçiş Frekansı: 60 × 50 Hz = 3000 Hz
Girişim Diyagramı Şunu Gösterir:
- 1X Çizgisi ilk doğal frekansı kesiyor: 2400 RPM'de kritik hız - Yasak bölge: 2040-2760 RPM (±15%)
- 1X Çizgisi ikinci doğal frekansı geçiyor: 4200 RPM'de kritik hız - Çalışma hızı çok düşük olduğundan endişe verici değil
- Çalışma Hızı (3000 RPM): İyi ayırma marjlarıyla iki kritik hız arasında güvenli bir şekilde
- Bıçak Geçiş Frekansı: 3000 Hz'de, çalışma aralığında yapısal modlarla herhangi bir etkileşim olmaz
Operasyonel Rehberlik:
- Başlatma sırasında 30 saniyeden kısa sürede 2040-2760 RPM aralığına hızlanın
- 2800-3200 RPM arasında sürekli çalışma kabul edilebilir
- 2040-2760 RPM arasında sürekli çalıştırmayı denemeyin
Gelişmiş Hususlar
Sıcaklık Etkileri
Bazı girişim diyagramları, doğal frekansların sıcaklık değişimleriyle nasıl değiştiğini gösteren birden fazla eğri içerir (ısıl büyüme, sertliği ve yatak özelliklerini etkiler). Makine ısındıkça kritik hızlar değişebilir.
Yük Etkileri
İşlem yükünün yatak sertliğini veya rotor sapmasını önemli ölçüde etkilediği makineler için, girişim diyagramları farklı yük koşulları için eğri ailelerini gösterebilir.
Bağlantılı Sistemler
Birden fazla rotor birleştirildiğinde (motor-pompa setleri, türbin-jeneratör setleri), girişim diyagramı, ek kritik hızlar yaratabilen birleştirilmiş burulma ve yanal modları hesaba katmalıdır.
Girişim Diyagramı Oluşturma
Analitik Modellerden
- Rotor-yatak sisteminin sonlu eleman modelini geliştirin
- Birden fazla hızda doğal frekansları hesaplayın
- Doğal frekans eğrilerini hıza göre çizin
- Üst üste bindirilmiş uyarım düzeni çizgileri (1X, 2X, kanat geçişi, vb.)
- Kavşak noktalarını işaretleyin ve yasak bölgeleri belirleyin
- Çalışma hızı aralığı ve prosedürleri ile açıklama ekleyin
Deneysel Verilerden
- Titreşim izleme ile başlatma ve yavaşlama testlerini gerçekleştirin
- Oluştur şelale arsaları veya Bode grafikleri
- Genlik tepe noktalarından ve faz kaymalarından kritik hız konumlarını belirleyin
- Gözlemlenen kritik hızları işaretleyen girişim diyagramı oluşturun
- Ölçülen titreşim seviyelerine dayalı deneysel yasak bölgeler oluşturun
İşletme ve Bakım için Faydalar
Girişim diyagramları makine operatörleri ve bakım personeli için değerli rehberlik sağlar:
- Net İşletme Sınırları: Güvenli ve güvenli olmayan hız aralıklarının görsel göstergesi
- Başlatma/Kapatma Prosedürleri: Hızlıca geçilecek hızları belirler
- Değişken Hızlı Çalışma: Ayarlanabilir hız sürücüleri için kabul edilebilir hız aralıklarını tanımlar
- Sorun Giderme Aracı: Titreşim sorunlarının hızla ilgili olup olmadığını teşhis etmeye yardımcı olur
- Değişiklik Planlaması: Önerilen değişikliklerin uygulama öncesinde etkisini gösterir
- Eğitim Yardımı: Makine dinamik davranışını anlamak için eğitim aracı
Kritik dönen makineler için, girişim diyagramı operatörlerin, bakım teknisyenlerinin ve mühendislik personelinin erişebileceği temel bir belgedir; böylece herkesin makinenin dinamik özelliklerini anlamasını ve güvenli hız aralıklarında çalıştırmasını sağlar.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 