Doğrusal ve Doğrusal Olmayan Titreşimler, Özellikleri ve Dengeleme Yöntemleri
Dönen mekanizmalar her yerde etrafımızı sarar - bilgisayarlardaki minyatür fanlardan enerji santrallerindeki dev türbinlere kadar. Güvenilir ve verimli çalışmaları doğrudan dengelemeye bağlıdır - istenmeyen titreşimlere yol açan kütle dengesizliklerini ortadan kaldırma süreci. Titreşimler ise, yalnızca ekipmanın performansını ve kullanım ömrünü azaltmakla kalmaz, aynı zamanda ciddi kazalara ve yaralanmalara da neden olabilir. Bu nedenle, dengeleme dönen ekipmanın üretimi, işletimi ve bakımında önemli bir prosedürdür.
Başarılı dengeleme, bir nesnenin kütle eklenmesine veya çıkarılmasına nasıl tepki verdiğini anlamayı gerektirir. Bu bağlamda, doğrusal ve doğrusal olmayan nesne kavramları önemli bir rol oynar. Bir nesnenin doğrusal mı yoksa doğrusal olmayan mı olduğunu anlamak, doğru dengeleme stratejisinin seçilmesine olanak tanır ve istenen sonuca ulaşılmasına yardımcı olur.
Doğrusal nesneler, öngörülebilirlikleri ve kararlılıkları nedeniyle bu alanda özel bir yere sahiptir. Basit ve güvenilir tanı ve dengeleme yöntemlerinin kullanılmasına olanak tanırlar ve bu da çalışmalarını titreşim tanısında önemli bir adım haline getirir.
Doğrusal Nesneler Nelerdir?
Doğrusal bir cisim, titreşimin dengesizliğin büyüklüğüyle doğru orantılı olduğu bir sistemdir.
Dengeleme bağlamında doğrusal bir nesne, dengesizliğin büyüklüğü (dengesiz kütle) ile titreşim genliği arasındaki doğru orantılı ilişki ile karakterize edilen idealize edilmiş bir modeldir. Bu, dengesizlik iki katına çıkarsa, rotorun dönüş hızı sabit kaldığı sürece titreşim genliğinin de iki katına çıkacağı anlamına gelir. Tersine, dengesizliği azaltmak titreşimleri orantılı olarak azaltacaktır.
Bir nesnenin davranışının birçok faktöre bağlı olarak değişebildiği doğrusal olmayan sistemlerden farklı olarak doğrusal nesneler, minimum çabayla yüksek düzeyde hassasiyete olanak tanır.
Ek olarak, dengeleyiciler için eğitim ve uygulama temeli olarak hizmet ederler. Doğrusal nesnelerin prensiplerini anlamak, daha sonra daha karmaşık sistemlere uygulanabilecek becerilerin geliştirilmesine yardımcı olur.
Doğrusallığın Grafiksel Gösterimi
Yatay eksenin dengesiz kütlenin (dengesizliğin) büyüklüğünü ve dikey eksenin titreşim genliğini temsil ettiği bir grafik hayal edin. Doğrusal bir nesne için bu grafik, orijinden (hem dengesizlik büyüklüğünün hem de titreşim genliğinin sıfır olduğu nokta) geçen düz bir çizgi olacaktır. Bu çizginin eğimi, nesnenin dengesizliğe olan duyarlılığını karakterize eder: eğim ne kadar dik olursa, aynı dengesizlik için titreşimler o kadar büyük olur.
Grafik 1: Titreşim Genliği (µm) ve Dengesiz Kütle (g) Arasındaki İlişki
Grafik 1, doğrusal dengeleyici bir nesnenin titreşim genliği (µm) ile rotorun dengesiz kütlesi (g) arasındaki ilişkiyi göstermektedir. Orantılılık katsayısı 0,5 µm/g'dır. 300'ü 600'e bölmek 0,5 µm/g'ı verir. 800 g'lık dengesiz bir kütle için (UM=800 g), titreşim 800 g * 0,5 µm/g = 400 µm olacaktır. Bunun sabit bir rotor hızında uygulandığını unutmayın. Farklı bir dönüş hızında, katsayı farklı olacaktır.
Bu orantılılık katsayısına etki katsayısı (duyarlılık katsayısı) denir ve µm/g veya dengesizlik içeren durumlarda µm/(g*mm) boyutundadır; burada (g*mm) dengesizlik birimidir. Etki katsayısını (IC) bilerek, ters problemi çözmek, yani titreşim büyüklüğüne dayalı olarak dengesiz kütleyi (UM) belirlemek de mümkündür. Bunu yapmak için, titreşim genliğini IC'ye bölün.
Örneğin ölçülen titreşim 300 µm ve bilinen katsayı IC=0,5 µm/g ise 300'ü 0,5'e böldüğümüzde 600 g (UM=600 g) elde ederiz.
Etki Katsayısı (IC): Doğrusal Nesnelerin Temel Parametresi
Doğrusal bir nesnenin kritik bir özelliği etki katsayısıdır (IC). Titreşim-dengesizlik grafiğindeki doğrunun eğim açısının tanjantına sayısal olarak eşittir ve belirli bir rotor hızında belirli bir düzeltme düzlemine bir kütle birimi (gram, g) eklendiğinde titreşim genliğinin (mikron, µm) ne kadar değiştiğini gösterir. Başka bir deyişle, IC nesnenin dengesizliğe duyarlılığının bir ölçüsüdür. Ölçüm birimi µm/g'dir veya dengesizlik kütle ve yarıçapın çarpımı olarak ifade edildiğinde µm/(g*mm)'dir.
IC, esasen doğrusal bir nesnenin "pasaport" özelliğidir ve kütle eklendiğinde veya çıkarıldığında davranışının tahmin edilmesini sağlar. IC'yi bilmek, hem doğrudan problemi -belirli bir dengesizlik için titreşim büyüklüğünü belirleme- hem de ters problemi -ölçülen titreşimden dengesizlik büyüklüğünü hesaplama- çözmeyi sağlar.
Doğrudan Sorun:
• Titreşim Genliği (µm) = IC (µm/g) * Dengesiz Kütle (g)
Ters Problem:
• Dengesiz Kütle (g) = Titreşim Genliği (µm) / IC (µm/g)
Doğrusal Nesnelerde Titreşim Fazı
Genliğe ek olarak, titreşim aynı zamanda fazı ile de karakterize edilir, bu da rotorun denge konumundan maksimum sapma anındaki konumunu gösterir. Doğrusal bir nesne için titreşim fazı da tahmin edilebilirdir. İki açının toplamıdır:
- Rotorun genel dengesiz kütlesinin konumunu belirleyen açı. Bu açı, birincil dengesizliğin yoğunlaştığı yönü gösterir.
- Etki katsayısı argümanı. Bu, nesnenin dinamik özelliklerini karakterize eden ve dengesiz kütle kurulumunun büyüklüğüne veya açısına bağlı olmayan sabit bir açıdır.
Böylece, IC argümanını bilerek ve titreşim fazını ölçerek, dengesiz kütle kurulumunun açısını belirlemek mümkündür. Bu, yalnızca düzeltici kütle büyüklüğünün hesaplanmasına değil, aynı zamanda optimum dengeyi elde etmek için rotor üzerindeki hassas yerleşimine de olanak tanır.
Doğrusal Nesnelerin Dengelenmesi
Doğrusal bir nesne için bu şekilde belirlenen etki katsayısının (IC) deneme kütlesi kurulumunun büyüklüğüne veya açısına veya ilk titreşime bağlı olmadığını belirtmek önemlidir. Bu doğrusallığın temel bir özelliğidir. Deneme kütlesi parametreleri veya ilk titreşim değiştirildiğinde IC değişmeden kalırsa, nesnenin dikkate alınan dengesizlik aralığında doğrusal davrandığı güvenle iddia edilebilir.
Doğrusal Bir Nesneyi Dengeleme Adımları
- İlk Titreşimin Ölçülmesi:
İlk adım, titreşimi başlangıç durumunda ölçmektir. Dengesizlik yönünü gösteren genlik ve titreşim açısı belirlenir. - Deneme Ayini Kurulumu:
Rotora bilinen ağırlıkta bir kütle yerleştirilir. Bu, nesnenin ek yüklere nasıl tepki verdiğini anlamaya yardımcı olur ve titreşim parametrelerinin hesaplanmasını sağlar. - Titreşimin Yeniden Ölçülmesi:
Deneme kütlesi takıldıktan sonra yeni titreşim parametreleri ölçülür. Bunları başlangıç değerleriyle karşılaştırarak kütlenin sistemi nasıl etkilediğini belirlemek mümkündür. - Düzeltme Kütlesinin Hesaplanması:
Ölçüm verilerine dayanarak, düzeltici ağırlığın kütlesi ve montaj açısı belirlenir. Bu ağırlık, dengesizliği ortadan kaldırmak için rotor üzerine yerleştirilir. - Son Doğrulama:
Düzeltme ağırlığı takıldıktan sonra titreşim önemli ölçüde azaltılmalıdır. Kalan titreşim hala kabul edilebilir seviyeyi aşarsa, prosedür tekrarlanabilir.
Doğrusal nesneler, dengeleme yöntemlerini incelemek ve pratik olarak uygulamak için ideal modeller olarak hizmet eder. Özellikleri, mühendislerin ve teşhisçilerin temel becerileri geliştirmeye ve rotor sistemleriyle çalışmanın temel prensiplerini anlamaya odaklanmalarını sağlar. Gerçek uygulamada uygulamaları sınırlı olsa da, doğrusal nesnelerin incelenmesi titreşim teşhisi ve dengelemeyi ilerletmede önemli bir adım olmaya devam etmektedir.
Bu nesneler, doğrusal olmayan nesneler de dahil olmak üzere daha karmaşık sistemlerle çalışmak için daha sonra uyarlanan yöntemlerin ve araçların geliştirilmesinin temelini oluşturur. Sonuç olarak, doğrusal nesnelerin işleyişini anlamak, istikrarlı ve güvenilir ekipman performansının sağlanmasına, titreşimlerin en aza indirilmesine ve hizmet ömrünün uzatılmasına yardımcı olur.
Doğrusal Olmayan Nesneler: Teori Uygulamadan Saptığında
Doğrusal Olmayan Nesne Nedir?
Doğrusal olmayan bir nesne, titreşim genliğinin dengesizliğin büyüklüğüne orantılı olmadığı bir sistemdir. Titreşim ve dengesizlik kütlesi arasındaki ilişkinin düz bir çizgiyle gösterildiği doğrusal nesnelerin aksine, doğrusal olmayan sistemlerde bu ilişki karmaşık yörüngeler izleyebilir.
Gerçek dünyada, tüm nesneler doğrusal davranmaz. Doğrusal olmayan nesneler, dengesizlik ve titreşim arasında doğrudan orantılı olmayan bir ilişki sergiler. Bu, etki katsayısının sabit olmadığı ve aşağıdaki gibi çeşitli faktörlere bağlı olarak değişebileceği anlamına gelir:
- Dengesizliğin Büyüklüğü: Dengesizliğin artması rotor desteklerinin sertliğini değiştirebilir ve bu da titreşimde doğrusal olmayan değişikliklere yol açabilir.
- Dönme Hızı: Farklı rezonans olayları, değişen dönme hızlarında uyarılabilir ve bu da doğrusal olmayan davranışlara neden olabilir.
- Boşlukların ve Boşlukların Varlığı: Yataklarda ve diğer bağlantılarda bulunan boşluklar ve boşluklar, belirli koşullar altında titreşimde ani değişikliklere neden olabilir.
- Sıcaklık: Sıcaklık değişimleri malzeme özelliklerini ve dolayısıyla nesnenin titreşim karakteristiklerini etkileyebilir.
- Dış Yükler: Rotora etki eden dış yükler, rotorun dinamik özelliklerini değiştirebilir ve doğrusal olmayan davranışlara yol açabilir.
Doğrusal Olmayan Nesneler Neden Zorlayıcıdır?
Doğrusal olmama, dengeleme sürecine birçok değişken getirir. Doğrusal olmayan nesnelerle başarılı bir çalışma, daha fazla ölçüm ve daha karmaşık analiz gerektirir. Örneğin, doğrusal nesnelere uygulanabilir standart yöntemler, doğrusal olmayan sistemler için her zaman doğru sonuçlar vermez. Bu, sürecin fiziğinin daha derin bir şekilde anlaşılmasını ve özel teşhis yöntemlerinin kullanılmasını gerektirir.
Doğrusal Olmayanlığın İşaretleri
Doğrusal olmayan bir nesne aşağıdaki işaretlerle tanımlanabilir:
- Orantısız titreşim değişimleri: Dengesizlik arttıkça titreşim doğrusal bir cisim için beklenenden daha hızlı veya daha yavaş büyüyebilir.
- Titreşimde faz kayması: Titreşim fazı, dengesizlik veya dönme hızındaki değişikliklere bağlı olarak öngörülemeyen şekilde değişebilir.
- Harmonik ve altharmoniklerin varlığı: Titreşim spektrumu, doğrusal olmayan etkileri gösteren daha yüksek harmonikler (dönme frekansının katları) ve alt harmonikler (dönme frekansının kesirleri) gösterebilir.
- Histerezis: Titreşim genliği yalnızca dengesizliğin mevcut değerine değil aynı zamanda geçmişine de bağlı olabilir. Örneğin, dengesizlik artırılıp sonra ilk değerine düşürüldüğünde, titreşim genliği orijinal seviyesine geri dönmeyebilir.
Doğrusal olmama, dengeleme sürecine birçok değişken getirir. Başarılı bir operasyon için daha fazla ölçüm ve karmaşık analiz gerekir. Örneğin, doğrusal nesnelere uygulanabilir standart yöntemler, doğrusal olmayan sistemler için her zaman doğru sonuçlar vermez. Bu, süreç fiziğinin daha derin bir şekilde anlaşılmasını ve özel tanı yöntemlerinin kullanılmasını gerektirir.
Doğrusal Olmayanlığın Grafiksel Gösterimi
Titreşim ve dengesizlik grafiğinde, doğrusal olmayanlık düz bir çizgiden sapmalarda belirgindir. Grafikte, dengesizlik ve titreşim arasındaki karmaşık ilişkiyi gösteren kıvrımlar, eğrilik, histerezis döngüleri ve diğer özellikler bulunabilir.
Grafik 2. Doğrusal Olmayan Nesne
50g; 40μm (sarı),
100g; 54,7μm (mavi).
Bu nesne iki parça, iki düz çizgi sergiler. 50 gramdan daha az dengesizlikler için, grafik, gram cinsinden dengesizlik ile mikron cinsinden titreşim genliği arasındaki orantıyı koruyarak doğrusal bir nesnenin özelliklerini yansıtır. 50 gramdan daha büyük dengesizlikler için, titreşim genliğinin büyümesi yavaşlar.
Doğrusal Olmayan Nesnelere Örnekler
Dengeleme bağlamında doğrusal olmayan nesnelere örnek olarak şunlar verilebilir:
- Çatlaklı rotorlar: Rotordaki çatlaklar, sertlikte doğrusal olmayan değişimlere ve bunun sonucunda titreşim ile dengesizlik arasında doğrusal olmayan bir ilişkiye yol açabilir.
- Rulman boşluklu rotorlar: Yataklardaki boşluklar, belirli koşullar altında titreşimde ani değişikliklere neden olabilir.
- Doğrusal olmayan elastik elemanlı rotorlar: Kauçuk amortisörler gibi bazı elastik elemanlar doğrusal olmayan özellikler gösterebilir ve bu da rotorun dinamiklerini etkileyebilir.
Doğrusal Olmayanlığın Türleri
1. Yumuşak-Sert Doğrusal Olmayanlık
Bu tür sistemlerde iki segment gözlenir: yumuşak ve sert. Yumuşak segmentte davranış doğrusallığa benzer, burada titreşim genliği dengesizlik kütlesine orantılı olarak artar. Ancak belirli bir eşikten (kırılma noktası) sonra sistem, genlik büyümesinin yavaşladığı sert bir moda geçer.
2. Elastik Doğrusal Olmayanlık
Sistem içindeki desteklerin veya temasların sertliğindeki değişiklikler titreşim-dengesizlik ilişkisini karmaşık hale getirir. Örneğin, titreşim belirli yük eşiklerini geçerken aniden artabilir veya azalabilir.
3. Sürtünme Kaynaklı Doğrusal Olmayanlık
Önemli sürtünmeye sahip sistemlerde (örneğin, yataklarda), titreşim genliği tahmin edilemez olabilir. Sürtünme, bir hız aralığında titreşimi azaltabilir ve başka bir hız aralığında artırabilir.
Doğrusal Olmayan Nesnelerin Dengelenmesi: Geleneksel Olmayan Çözümlerle Karmaşık Bir Görev
Doğrusal olmayan nesneleri dengelemek, uzmanlaşmış yöntemler ve yaklaşımlar gerektiren zorlu bir görevdir. Doğrusal nesneler için geliştirilen standart deneme kütlesi yöntemi hatalı sonuçlar verebilir veya tamamen uygulanamaz olabilir.
Doğrusal Olmayan Nesneler İçin Dengeleme Yöntemleri
- Adım adım dengeleme:
Bu yöntem, her aşamada düzeltici ağırlıklar yerleştirerek dengesizliği kademeli olarak azaltmayı içerir. Her aşamadan sonra titreşim ölçümleri alınır ve nesnenin mevcut durumuna göre yeni bir düzeltici ağırlık belirlenir. Bu yaklaşım, dengeleme süreci sırasında etki katsayısındaki değişiklikleri hesaba katar. - Birden fazla hızda dengeleme:
Bu yöntem, farklı dönme hızlarındaki rezonans olaylarının etkilerini ele alır. Dengeleme, rezonansa yakın birkaç hızda gerçekleştirilir ve bu da tüm çalışma hızı aralığında daha düzgün titreşim azaltımı sağlar. - Matematiksel modeller kullanarak:
Karmaşık doğrusal olmayan nesneler için, doğrusal olmayan etkileri hesaba katarak rotor dinamiklerini tanımlayan matematiksel modeller kullanılabilir. Bu modeller, çeşitli koşullar altında nesne davranışını tahmin etmeye ve optimum dengeleme parametrelerini belirlemeye yardımcı olur.
Uzmanın deneyimi ve sezgisi doğrusal olmayan nesneleri dengelemede önemli bir rol oynar. Deneyimli bir dengeleyici doğrusal olmama belirtilerini tanıyabilir, uygun bir yöntem seçebilir ve bunu belirli duruma uyarlayabilir. Titreşim spektrumlarını analiz etmek, nesnenin çalışma parametreleri değiştikçe titreşim değişikliklerini gözlemlemek ve rotorun tasarım özelliklerini göz önünde bulundurmak, doğru kararlar almaya ve istenen sonuçlara ulaşmaya yardımcı olur.
Doğrusal Nesneler İçin Tasarlanmış Bir Araç Kullanarak Doğrusal Olmayan Nesneleri Nasıl Dengeleyebilirsiniz
Bu iyi bir soru. Bu tür nesneleri dengelemek için benim kişisel yöntemim mekanizmayı onarmakla başlar: yatakları değiştirmek, çatlakları kaynaklamak, cıvataları sıkmak, ankrajları veya titreşim izolatörlerini kontrol etmek ve rotorun hareketsiz yapısal elemanlara sürtünmediğini doğrulamak.
Sonra, rezonans frekanslarını belirlerim, çünkü rezonansa yakın hızlarda bir rotoru dengelemek imkansızdır. Bunu yapmak için, rezonans belirleme için etki yöntemini veya bir rotor yavaşlama grafiğini kullanırım.
Daha sonra sensörün mekanizma üzerindeki konumunu belirliyorum: dikey, yatay veya açılı.
Deneme çalıştırmalarından sonra cihaz düzeltici yüklerin açısını ve ağırlığını gösterir. Düzeltici yük ağırlığını yarıya indiririm ancak rotor yerleşimi için cihaz tarafından önerilen açıları kullanırım. Düzeltmeden sonra kalan titreşim hala kabul edilebilir seviyeyi aşarsa, başka bir rotor çalıştırması gerçekleştiririm. Doğal olarak, bu daha fazla zaman alır ancak sonuçlar bazen ilham vericidir.
Dönen Ekipmanları Dengelemenin Sanatı ve Bilimi
Dönen ekipmanı dengelemek, bilim ve sanat unsurlarını birleştiren karmaşık bir işlemdir. Doğrusal nesneler için dengeleme, nispeten basit hesaplamalar ve standart yöntemler içerir. Ancak doğrusal olmayan nesnelerle çalışmak, rotor dinamikleri hakkında derin bir anlayış, titreşim sinyallerini analiz etme yeteneği ve en etkili dengeleme stratejilerini seçme becerisi gerektirir.
Deneyim, sezgi ve sürekli beceri geliştirme, bir dengeleyiciyi zanaatının gerçek bir ustası yapan şeydir. Sonuçta, dengelemenin kalitesi yalnızca ekipman operasyonunun verimliliğini ve güvenilirliğini belirlemekle kalmaz, aynı zamanda insanların güvenliğini de sağlar.
TR 
EN 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
EL 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
NB 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
RU 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
UK 
HI 
VI
0 Yorum