Burulma Titreşimi Nedir? Nedenleri ve Etkileri • Taşınabilir dengeleyici, kırıcılar, fanlar, öğütücüler, biçerdöverlerdeki burgular, şaftlar, santrifüjler, türbinler ve diğer birçok rotorun dinamik dengelenmesi için titreşim analiz cihazı "Balanset" Burulma Titreşimi Nedir? Nedenleri ve Etkileri • Taşınabilir dengeleyici, kırıcılar, fanlar, öğütücüler, biçerdöverlerdeki burgular, şaftlar, santrifüjler, türbinler ve diğer birçok rotorun dinamik dengelenmesi için titreşim analiz cihazı "Balanset"

Burulma Titreşimi Nedir? Nedenleri ve Etkileri

admin tarafından tarihinde yayınlandı

Döner Makinelerde Burulma Titreşimini Anlamak

Tanım: Burulma Titreşimi Nedir?

Burulma titreşimi dönen bir şaftın dönme ekseni etrafındaki açısal salınımıdır; esasen şaftın farklı bölümlerinin herhangi bir anda biraz farklı hızlarda döndüğü bir burulma ve bükülmeme hareketidir. yanal titreşim (yan yana hareket) veya eksenel titreşim (ileri-geri hareket) burulma titreşiminde doğrusal bir yer değiştirme söz konusu değildir; bunun yerine şaft, dönüşümlü olarak pozitif ve negatif açısal ivme yaşar.

Burulma titreşimi genellikle yanal titreşimden çok daha küçük genliklere sahip olup tespit edilmesi çoğu zaman zor olsa da, şaftlarda, bağlantı parçalarında ve dişlilerde muazzam alternatif gerilimler yaratabilir ve uyarı vermeden felaket düzeyinde yorulma arızalarına yol açabilir.

Fiziksel Mekanizma

Burulma Titreşimi Nasıl Oluşur?

Burulma titreşimi aşağıdaki şekilde görselleştirilebilir:

  • Bir motoru tahrik edilen bir yüke bağlayan uzun bir şaftı hayal edin
  • Mil, bükülürken enerjiyi depolayan ve serbest bırakan bir burulma yayı gibi davranır
  • Değişen torklar tarafından rahatsız edildiğinde, şaft salınır ve bölümler ortalama hızdan daha hızlı ve daha yavaş döner.
  • Bu salınımlar, uyarma frekansı burulma doğal frekansıyla eşleşirse artabilir

Burulma Doğal Frekansları

Her şaft sisteminin aşağıdakiler tarafından belirlenen burulma doğal frekansları vardır:

  • Mil Burulma Sertliği: Mil çapına, uzunluğuna ve malzeme kayma modülüne bağlıdır
  • Sistem Ataleti: Bağlı dönen bileşenlerin (motor rotoru, kaplinler, dişliler, yükler) atalet momentleri
  • Çoklu Modlar: Karmaşık sistemlerin birden fazla burulma doğal frekansı vardır
  • Bağlantı Etkileri: Esnek kaplinler burulma uyumluluğunu artırarak doğal frekansları düşürür

Burulma Titreşiminin Birincil Nedenleri

1. Değişken Torklu Alternatif Motorlar

Birçok uygulamada en yaygın kaynak:

  • Dizel ve Benzinli Motorlar: Yanma olayları titreşimli tork yaratır
  • Ateşleme Emri: Motor hızının harmoniklerini oluşturur
  • Silindir Sayısı: Daha az silindir daha fazla tork değişimi üretir
  • Rezonans Riski: Motor çalışma hızı, burulma kritik hızlarıyla çakışabilir

2. Dişli Örgü Kuvvetleri

Dişli sistemleri burulma uyarımı üretir:

  • Dişlilerin birbirine geçme frekansı (diş sayısı × RPM) salınımlı tork yaratır
  • Diş aralığı hataları ve profil yanlışlıkları katkıda bulunur
  • Dişli boşluğu darbe yüküne neden olabilir
  • Çoklu dişli kademeleri karmaşık burulma sistemleri oluşturur

3. Elektrik Motoru Sorunları

Elektrik motorları burulma bozukluklarına neden olabilir:

  • Direk Geçiş Frekansı: Rotor ve stator arasındaki etkileşim titreşimli tork yaratır
  • Kırık Rotor Çubukları: Kayma frekansında tork darbeleri oluşturur
  • Değişken Frekans Sürücüleri (VFD'ler): PWM anahtarlama burulma modlarını harekete geçirebilir
  • Başlangıç Geçicileri: Motor çalıştırma sırasında büyük tork salınımları

4. İşlem Yükü Değişimleri

Tahrikli ekipmanlarda değişken yükleme:

  • Kompresör dalgalanma olayları
  • Pompa kavitasyonu tork artışlarına neden oluyor
  • Kırıcılar, değirmenler ve preslerdeki döngüsel yükler
  • Fanlarda ve türbinlerde kanat geçiş kuvvetleri

5. Kaplin ve Aktarma Organları Sorunları

  • Boşluk veya boşluk bulunan aşınmış veya hasarlı kaplinler
  • 2x burulma uyarımı yaratan açılarda çalışan üniversal mafsallar
  • Kayış tahrikinde kayma ve titreşim
  • Zincir tahrikli poligon hareketi

Tespit ve Ölçüm Zorlukları

Burulma Titreşimini Tespit Etmek Neden Zordur?

Yanal titreşimin aksine, burulma titreşimi benzersiz ölçüm zorlukları sunar:

  • Radyal Deplasman Yok: Yatak muhafazalarındaki standart ivmeölçerler yalnızca burulma hareketini algılamaz
  • Küçük Açısal Genlikler: Tipik genlikler bir derecenin kesirleridir
  • Gerekli Özel Ekipman: Burulma titreşim sensörleri veya gelişmiş analiz gerektirir
  • Sıkça Gözden Kaçan: Rutin titreşim izleme programlarına dahil değildir

Ölçüm Yöntemleri

1. Gerinim Ölçerler

  • Kayma gerilimini ölçmek için mil eksenine 45° açıyla monte edilmiştir
  • Dönen şafttan sinyal iletmek için telemetri sistemine ihtiyaç vardır
  • Burulma geriliminin doğrudan ölçümü
  • En doğru yöntem ancak karmaşık ve pahalı

2. Çift Problu Burulma Titreşim Sensörleri

  • İki optik veya manyetik sensör, farklı şaft konumlarındaki hızı ölçer
  • Sinyaller arasındaki faz farkı burulma titreşimini gösterir
  • Temassız ölçüm
  • Geçici veya kalıcı olarak kurulabilir

3. Lazer Burulma Titreşim Ölçerleri

  • Şaft açısal hız değişimlerinin optik ölçümü
  • Temassız, şaft hazırlığı gerektirmez
  • Pahalı ama sorun giderme için güçlü

4. Dolaylı Göstergeler

  • Motor akımı imza analizi (MCSA), burulma sorunlarını ortaya çıkarabilir
  • Kaplin ve dişli aşınma desenleri
  • Şaft yorulma çatlaklarının yerleri ve yönelimleri
  • Burulma modlarıyla bağlantılı olabilecek olağandışı yanal titreşim desenleri

Sonuçlar ve Hasar Mekanizmaları

Yorgunluk Arızaları

Burulma titreşiminin birincil tehlikesi:

  • Mil Arızaları: Yorulma çatlakları genellikle şaft eksenine göre 45°'de (maksimum kesme gerilimi düzlemleri) oluşur
  • Bağlantı Arızaları: Dişli bağlantı dişlerinde aşınma, esnek eleman yorgunluğu
  • Dişli Diş Kırılması: Burulma salınımlarıyla hızlandırılmış
  • Anahtar ve Anahtar Yuvası Hasarı: Salınımlı torktan kaynaklanan aşınma ve yıpranma

Burulma Hasarlarının Özellikleri

  • Genellikle uyarı olmaksızın ani ve felaket niteliğinde
  • Kırık yüzeyler şaft eksenine yaklaşık 45° açıyla
  • Kırık yüzeyindeki plaj izleri yorulma ilerlemesini gösteriyor
  • Yanal titreşim seviyeleri kabul edilebilir olsa bile meydana gelebilir

Performans Sorunları

  • Hassas tahriklerde hız kontrol sorunları
  • Şanzımanlarda ve kaplinlerde aşırı aşınma
  • Dişli takırtısı ve kavrama darbelerinden kaynaklanan gürültü
  • Güç iletim verimsizliği

Analiz ve Modelleme

Tasarım Sırasında Burulma Analizi

Uygun tasarım burulma analizini gerektirir:

  • Doğal Frekans Hesaplaması: Tüm burulma kritik hızlarını belirleyin
  • Zorunlu Tepki Analizi: Çalışma koşullarında burulma genliklerini tahmin edin
  • Campbell Diyagramı: Burulma doğal frekanslarını çalışma hızına göre göster
  • Stres Analizi: Kritik bileşenlerdeki alternatif kesme gerilmelerini hesaplayın
  • Yorgunluk Ömrü Tahmini: Burulma yükü altında bileşen ömrünü tahmin edin

Yazılım Araçları

Burulma analizini gerçekleştiren özel yazılım:

  • Çoklu eylemsiz toplu kütle modelleri
  • Sonlu elemanlar burulma analizi
  • Geçici olayların zaman alanı simülasyonu
  • Frekans alanı harmonik analizi

Azaltma ve Kontrol Yöntemleri

Tasarım Çözümleri

  • Ayırma Marjları: Burulma doğal frekanslarının uyarım frekanslarından ±20% uzakta olduğundan emin olun
  • Sönümleme: Burulma sönümleyicileri (viskoz sönümleyiciler, sürtünme sönümleyicileri) dahil edin
  • Esnek Kaplinler: Uyarım aralığının altındaki doğal frekanslara burulma uyumluluğu ekleyin
  • Toplu Ayarlama: Doğal frekansları değiştirmek için volan ekleyin veya ataletleri değiştirin
  • Sertlik Değişiklikleri: Mil çaplarını veya bağlantı sertliğini değiştirin

Operasyonel Çözümler

  • Hız Kısıtlamaları: Burulma kritik hızlarında sürekli çalışmadan kaçının
  • Hızlı Hızlanma: Başlatma sırasında kritik hızlara hızla ulaşın
  • Yük Yönetimi: Burulma modlarını harekete geçiren koşullardan kaçının
  • VFD Ayarı: Burulma uyarımını en aza indirmek için tahrik parametrelerini ayarlayın

Bileşen Seçimi

  • Yüksek Sönümlemeli Kaplinler: Burulma enerjisini dağıtan elastomerik veya hidrolik kaplinler
  • Burulma Sönümleyicileri: Karşılıklı hareket eden motor tahrikleri için özel cihazlar
  • Ekipman Kalitesi: Sıkı toleranslara sahip hassas dişliler uyarımı azaltır
  • Mil Malzemesi: Burulma açısından kritik şaftlar için yüksek yorulma dayanımlı malzemeler

Endüstri Uygulamaları ve Standartları

Kritik Uygulamalar

Burulma analizi özellikle şunlar için önemlidir:

  • Karşılıklı Motor Tahrikleri: Dizel jeneratörler, gaz motoru kompresörleri
  • Uzun Tahrik Milleri: Deniz tahriki, haddehaneler
  • Yüksek Güçlü Şanzımanlar: Rüzgar türbinleri, endüstriyel dişli tahrikleri
  • Değişken Hızlı Tahrikler: VFD motor uygulamaları, servo sistemleri
  • Çoklu Vücut Sistemleri: Birden fazla bağlı makineye sahip karmaşık tahrik sistemleri

İlgili Standartlar

  • API 684: Burulma analizi prosedürleri dahil rotor dinamikleri
  • API 617: Santrifüj kompresör burulma gereksinimleri
  • API 672: Paketlenmiş alternatif kompresör burulma analizi
  • ISO 22266: Dönen makinelerin burulma titreşimi
  • VDI 2060: Tahrik sistemlerinde burulma titreşimleri

Diğer Titreşim Türleriyle İlişkisi

Yanal ve eksenel titreşimlerden farklı olmakla birlikte burulma titreşimi bunlara eşlik edebilir:

  • Yanal-Burulmalı Bağlantı: Bazı geometrilerde, burulma ve yanal modlar etkileşime girer
  • Dişli Örgüsü: Burulma titreşimi, yanal titreşimi uyarabilen değişken diş yükleri yaratır
  • Üniversal Mafsallar: Açısal hizalama bozukluğu burulma girişini yanal çıkışa bağlar
  • Tanısal Zorluğun Çözümü: Karmaşık titreşim imzaları, birden fazla titreşim türünden katkılar içerebilir

Burulma titreşimini anlamak ve yönetmek, güç aktarım sistemlerinin güvenilir çalışması için olmazsa olmazdır. Rutin izlemede yanal titreşime göre daha az dikkat çekse de, burulma titreşimi analizi, burulma arızalarının feci sonuçlara yol açabileceği yüksek güçlü veya hassas tahrik sistemlerinin tasarımı ve arıza tespiti sırasında kritik öneme sahiptir.

← Ana Dizin'e Geri Dön

Kategoriler:
WhatsApp