Rotor Titreşimindeki Düğüm Noktalarını Anlama
Tanım: Düğüm Noktası Nedir?
A düğüm noktası (üç boyutlu hareket göz önüne alındığında düğüm veya düğüm çizgisi olarak da adlandırılır) titreşen bir düzlem boyunca belirli bir konumdur rotor nerede yer değiştirme veya belirli bir titreşim sırasında sapma sıfır kalır doğal frekans. Milin geri kalanı titreşip sapsa bile, düğüm noktası milin nötr konumuna göre sabit kalır.
Düğüm noktaları, temel özelliklerdir mod şekilleri, ve konumları kritik bilgiler sağlar rotor dinamikleri analiz, dengeleme prosedürler ve sensör yerleştirme stratejileri.
Farklı Titreşim Modlarındaki Düğüm Noktaları
İlk Bükme Modu
İlk (temel) bükme modu genellikle şu şekildedir:
- Sıfır Dahili Düğüm: Mil uzunluğu boyunca sıfır sapma noktası yok
- Yatak Yerleri Yaklaşık Düğümler Olarak: Basit destekli yapılandırmalarda, yataklar düğüm noktalarına yakın noktalar olarak işlev görür
- Maksimum Sapma: Tipik olarak yataklar arasındaki orta açıklığa yakın
- Basit Yay Şekli: Mil tek bir düzgün eğride bükülür
İkinci Bükme Modu
İkinci modun daha karmaşık bir deseni var:
- Bir Dahili Düğüm: Şaft boyunca (genellikle orta açıklığa yakın) sapmanın sıfır olduğu tek bir nokta
- S-Eğrisi Şekli: Mil, düğümün her iki tarafında zıt yönlerde bükülür
- İki Antinode: Maksimum sapmalar düğüm noktasının her iki tarafında meydana gelir
- Daha Yüksek Frekans: Doğal frekans, birinci moddan önemli ölçüde daha yüksek
Üçüncü Mod ve Üzeri
- Üçüncü Mod: İki iç düğüm noktası, üç antinod
- Dördüncü Mod: Üç düğüm noktası, dört antinod
- Genel Kural: Mod N'nin (N-1) dahili düğüm noktası vardır
- Artan Karmaşıklık: Daha yüksek modlar giderek daha karmaşık dalga desenleri gösterir
Düğüm Noktalarının Fiziksel Önemi
Sıfır Sapma
Titreşim sırasında o modun doğal frekansındaki bir düğüm noktasında:
- Yanal yer değiştirme sıfırdır
- Mil nötr ekseninden geçer
- Ancak, eğilme gerilimi tipik olarak maksimumdur (sapma eğrisinin eğimi maksimumdur)
- Kesme kuvvetleri düğüm noktalarında maksimumdur
Sıfır Hassasiyet
Düğüm noktalarına uygulanan kuvvetler veya kütleler, o belirli mod üzerinde minimum etkiye sahiptir:
- Ekleme düzeltme ağırlıkları Düğümlerde bu modu etkili bir şekilde dengelemiyor
- Düğümlere yerleştirilen sensörler, bu mod için minimum titreşimi algılar
- Düğümlerdeki destekler veya kısıtlamalar modun doğal frekansını asgari düzeyde etkiler
Dengelemenin Pratik Sonuçları
Düzeltme Düzlemi Seçimi
Düğüm noktası konumlarını anlamak dengeleme stratejisine rehberlik eder:
Sert Rotorlar İçin
- İlk kritik hızın altında çalışıyor
- İlk mod önemli ölçüde heyecanlanmadı
- Standart iki düzlemli dengeleme rotor uçlarına yakın olması etkilidir
- Düğüm noktaları birincil endişe değil
Esnek Rotorlar İçin
- Kritik hızlarda veya bu hızların üzerinde çalışma
- Mod şekillerini ve düğüm noktalarını dikkate almalısınız
- Etkili Düzeltme Düzlemleri: Antinod konumlarında veya yakınında olmalıdır (maksimum sapma noktaları)
- Etkisiz Yerler: Düğümlerde veya düğümlerin yakınında bulunan düzeltme düzlemlerinin o mod üzerinde çok az etkisi vardır
- Modal Dengeleme: Düzeltme ağırlıklarını dağıtırken düğüm noktası konumlarını açıkça hesaba katar
Örnek: İkinci Mod Dengeleme
Birinci kritik hızın üzerinde çalışan uzun ve esnek bir şaftı, heyecan verici ikinci modu düşünün:
- İkinci mod, orta açıklığa yakın bir düğüm noktasına sahiptir
- Tüm düzeltme ağırlığını orta açıklığa (düğüm) yakın bir yere yerleştirmek etkisiz olacaktır
- En uygun strateji: Düzeltmeleri iki antinod konumuna (düğümün her iki tarafına) yerleştirin
- Etkili dengeleme için ağırlık dağılım deseni ikinci mod şekliyle eşleşmelidir
Sensör Yerleşim Hususları
Titreşim Ölçüm Stratejisi
Düğüm noktaları titreşim izlemeyi kritik şekilde etkiler:
Düğüm Noktalarından Kaçının
- Düğümlerdeki sensörler, bu mod için minimum titreşimi algılar
- Yalnızca düğüm noktalarında ölçüm yapılırsa önemli titreşim sorunları gözden kaçabilir
- Kabul edilebilir titreşim seviyeleri hakkında yanlış bir izlenim verebilir
Hedef Antinode Konumları
- Antinodlardaki maksimum titreşim genliği
- Gelişen sorunlara karşı en hassas
- Tipik olarak ilk mod için yatak konumlarında
- Daha yüksek modlar için ara ölçüm noktaları gerekebilir
Çoklu Ölçüm Noktaları
- Esnek rotorlar için, birkaç eksenel konumda ölçüm yapın
- Düğüm konumlandırması nedeniyle hiçbir modun kaçırılmamasını sağlar
- Mod şekillerinin deneysel olarak belirlenmesine olanak tanır
- Kritik ekipmanlarda genellikle her yatak ve orta açıklıkta sensörler bulunur
Düğüm Noktası Konumlarının Belirlenmesi
Analitik Tahmin
- Sonlu Elemanlar Analizi: Mod şekillerini hesaplar ve düğüm noktalarını belirler
- Işın Teorisi: Basit yapılandırmalar için analitik çözümler düğüm konumlarını tahmin eder
- Tasarım Araçları: Rotor dinamiği yazılımı, işaretli düğümlerle görsel mod şekil gösterimleri sağlar
Deneysel Tanımlama
1. Darbe (Çarpma) Testi
- Birden fazla noktada aletli çekiçle vurma mili
- Birden fazla noktadaki tepkiyi ölçün
- Belirli bir frekansta yanıt göstermeyen konumlar, o mod için düğüm noktalarıdır
2. Çalışma Sapma Şekli Ölçümü
- Kritik hıza yakın çalışma sırasında, birçok eksenel konumdaki titreşimi ölçün
- Arsa sapma genliği ve pozisyon
- Sıfır geçiş noktaları düğüm noktalarıdır
3. Yakınlık Probu Dizileri
- Mil uzunluğu boyunca birden fazla temassız sensör
- Başlatma/yavaşlama sırasında şaft sapmasını doğrudan ölçün
- Düğümleri tanımlamak için en doğru deneysel yöntem
Düğüm Noktaları ve Antinodlar
Düğüm noktaları ve antinodlar birbirini tamamlayan kavramlardır:
Düğüm Noktaları
- Sıfır sapma
- Maksimum eğilme eğimi ve gerilme
- Kuvvet uygulaması veya ölçümü için düşük etkinlik
- Destek konumları için idealdir (iletilen kuvveti en aza indirir)
Antinodlar
- Maksimum sapma
- Sıfır eğilme eğimi
- Düzeltme ağırlıkları için maksimum etkinlik
- Optimum sensör yerleşim yerleri
- En yüksek gerilimli yerler (birleşik yükleme için)
Pratik Uygulamalar ve Vaka Çalışmaları
Vaka: Kağıt Makinesi Rulosu
- Durum: 1200 RPM'de çalışan uzun (6 metre) rulo, yüksek titreşim
- Analiz: İlk kritik, heyecan verici ikinci modun üstünde, düğüm orta açıklıkta çalışıyor
- İlk Dengeleme Denemesi: Orta açıklıkta (kolay erişim) eklenen ağırlıklar zayıf sonuçlar verdi
- Çözüm: Orta açıklığın düğüm noktası olduğu kabul edildi; ağırlıklar çeyrek noktalara (antinodlara) yeniden dağıtıldı
- Sonuç: 85% ile titreşim azaltıldı, başarılı modal dengeleme
Vaka: Buhar Türbini İzleme
- Durum: Bilinen dengesizliğe rağmen düşük titreşim gösteren yeni titreşim izleme sistemi
- Soruşturma: Sensör yanlışlıkla baskın modun düğüm noktasına yakın bir yere yerleştirildi
- Çözüm: Antinod konumlarındaki ek sensörler gerçek titreşim seviyelerini ortaya çıkardı
- Ders: İzleme sistemlerini tasarlarken her zaman mod şekillerini göz önünde bulundurun
Gelişmiş Hususlar
Hareketli Düğümler
Bazı sistemlerde düğüm noktaları çalışma koşullarına göre değişir:
- Hız bağımlı yatak sertliği düğüm konumlarını değiştirir
- Şaft sertliği üzerindeki sıcaklık etkileri
- Yük bağımlı tepki
- Asimetrik sistemler yatay ve dikey hareket için farklı düğümlere sahip olabilir
Yaklaşık ve Gerçek Düğümler
- Gerçek Düğümler: İdeal sistemlerde tam sıfır sapma noktaları
- Yaklaşık Düğümler: Sönümleme ve diğer ideal olmayan etkilere sahip gerçek sistemlerde çok düşük (ancak sıfır olmayan) sapma yerleri
- Pratik Hususlar: Gerçek düğümler, kesin matematiksel noktalardan ziyade düşük sapma bölgeleridir
Düğüm noktalarının anlaşılması, rotor titreşim davranışı hakkında önemli bilgiler sağlar ve esnek rotorların etkili bir şekilde dengelenmesi, optimum sensör yerleşimi ve dönen makinelerdeki titreşim verilerinin doğru yorumlanması için gereklidir.
Kategoriler: SözlükRotor Dengeleme
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 