Rotor Dengelemesinde Doğrusal Olmayan Nesneler
Dengelemenin neden "işe yaramadığı", etki katsayılarının neden değiştiği ve gerçek saha koşullarında nasıl ilerleneceği konuları ele alınıyor.
Genel Bakış
Pratikte, rotor dengelemesi neredeyse hiçbir zaman sadece bir düzeltme ağırlığı hesaplayıp takmaktan ibaret değildir. Biçimsel olarak, algoritma iyi bilinir ve cihaz tüm hesaplamaları otomatik olarak yapar, ancak nihai sonuç dengeleme cihazından çok nesnenin kendi davranışına bağlıdır. Bu nedenle, gerçek çalışmalarda, dengelemenin "işe yaramadığı", etki katsayılarının değiştiği, titreşimin kararsız hale geldiği ve sonucun bir çalıştırmadan diğerine tekrarlanamadığı durumlar sürekli olarak ortaya çıkar.
Doğrusal ve Doğrusal Olmayan Titreşimler, Özellikleri ve Dengeleme Yöntemleri
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 ve doğrusal olmayan nesneler
Bu sorunların çoğu, doğrusal ve doğrusal olmayan nesneler arasındaki temel ancak sıklıkla hafife alınan bir ayrıma dayanmaktadır. Dengeleme açısından doğrusal bir nesne, sabit bir dönme hızında titreşim genliğinin dengesizlik miktarıyla orantılı olduğu ve titreşim fazının dengesiz kütlenin açısal konumunu kesin olarak tahmin edilebilir bir şekilde takip ettiği bir sistemdir. Bu koşullar altında, etki katsayısı sabit bir değerdir. Balanset-1A'da uygulananlar da dahil olmak üzere tüm standart dinamik dengeleme algoritmaları, tam olarak bu tür nesneler için tasarlanmıştır.
Doğrusal bir cisim için dengeleme süreci tahmin edilebilir ve kararlıdır. Deneme ağırlığı takılması, titreşim genliğinde ve fazında orantılı bir değişikliğe neden olur. Tekrarlanan başlatmalar aynı titreşim vektörünü verir ve hesaplanan düzeltme ağırlığı geçerliliğini korur. Bu tür cisimler hem tek seferlik dengeleme hem de depolanmış etki katsayıları kullanılarak seri dengeleme için oldukça uygundur.
Doğrusal olmayan bir nesne, temelde farklı bir şekilde davranır. Dengeleme hesaplamasının temeli tamamen bozulur. Titreşim genliği artık dengesizliğe orantılı değildir, faz kararsız hale gelir ve etki katsayısı deneme ağırlığının kütlesine, çalışma moduna veya hatta zamana bağlı olarak değişir. Pratikte bu, titreşim vektörünün kaotik davranışı olarak ortaya çıkar: bir deneme ağırlığı takıldıktan sonra, titreşim değişimi çok küçük, aşırı veya basitçe tekrarlanamaz olabilir.
Doğrusal Nesneler Nelerdir?
Doğrusal bir cisim, titreşimin dengesizliğin büyüklüğüyle doğru orantılı olduğu bir sistemdir.
Dengeleme bağlamında doğrusal bir nesne, dengesizliğin (dengesiz kütle) büyüklüğü ile titreşim genliği arasında doğrudan orantılı bir ilişkiyle karakterize edilen idealize edilmiş bir modeldir. Bu, rotorun dönüş hızı sabit kaldığı sürece, dengesizlik iki katına çıkarsa titreşim genliğinin de iki katına çıkacağı anlamına gelir. Tersine, dengesizliğin azaltılması 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 eksende dengesiz kütlenin (dengesizliğin) büyüklüğünü, dikey eksende ise titreşim genliğini temsil eden bir grafik hayal edin. Doğrusal bir cisim için bu grafik, orijinden (hem dengesizlik büyüklüğünün hem de titreşim genliğinin sıfır olduğu nokta) geçen düz bir çizgi olacaktır. Bu çizginin eğimi, cismin dengesizliğe karşı duyarlılığını karakterize eder: eğim ne kadar dikse, 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 cismin kritik bir özelliği, etki katsayısıdır (IC). Sayısal olarak, titreşim-dengesizlik grafiğindeki çizginin eğim açısının tanjantına eşittir ve belirli bir rotor hızında belirli bir düzeltme düzleminde birim kütle (gram, g) eklendiğinde titreşim genliğinin (mikron, µm) ne kadar değiştiğini gösterir. Başka bir deyişle, IC, cismin dengesizliğe duyarlılığının bir ölçüsüdür. Ölçü birimi µm/g'dir veya dengesizlik kütle ve yarıçapın çarpımı olarak ifade edildiğinde µm/(g*mm)'dir.
IC, temelde doğrusal bir cismin "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 mümkün kılar.
Doğrudan Sorun:
Ters Problem:
Doğrusal Nesnelerde Titreşim Fazı
Titreşim, genliğine ek olarak, rotorun denge konumundan maksimum sapma anındaki pozisyonunu gösteren fazıyla da karakterize edilir. Doğrusal bir cisim için titreşim fazı da tahmin edilebilir. Bu, iki 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.
Not: 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.
Seri dengeleme ve depolanmış katsayılar
Seri dengeleme özel bir dikkat gerektirir. Verimliliği önemli ölçüde artırabilir, ancak yalnızca doğrusal, titreşime dayanıklı nesnelere uygulandığında etkilidir. Bu gibi durumlarda, ilk rotor üzerinde elde edilen etki katsayıları, sonraki özdeş rotorlar için yeniden kullanılabilir. Bununla birlikte, destek sertliği, dönme hızı veya yatak durumu değiştiği anda tekrarlanabilirlik kaybolur ve seri yaklaşım işe yaramaz hale gelir.
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, rotorun 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
50 g; 40 μm (sarı), 100 g; 54,7 μm (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, rotorun dinamiklerini etkileyen doğrusal olmayan özellikler gösterebilir.
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 olmamanın yaygın nedenleri
Doğrusal olmamanın en yaygın nedenleri arasında artan yatak boşlukları, yatak aşınması, kuru sürtünme, gevşemiş destekler, yapıda çatlaklar ve rezonans frekanslarına yakın çalışma yer alır. Genellikle, nesne sözde yumuşak-sert doğrusal olmama özelliği gösterir. Küçük dengesizlik seviyelerinde sistem neredeyse doğrusal davranır, ancak titreşim arttıkça desteklerin veya gövdenin daha sert elemanları devreye girer. Bu gibi durumlarda, dengeleme yalnızca dar bir çalışma aralığında mümkündür ve uzun vadede istikrarlı sonuçlar sağlamaz.
Titreşim kararsızlığı
Bir diğer ciddi sorun ise titreşim kararsızlığıdır. Biçimsel olarak doğrusal bir nesne bile zaman içinde genlik ve faz değişiklikleri gösterebilir. Bu, termal etkiler, yağlayıcı viskozitesindeki değişiklikler, termal genleşme ve desteklerdeki kararsız sürtünmeden kaynaklanır. Sonuç olarak, sadece birkaç dakika arayla alınan ölçümler farklı titreşim vektörleri üretebilir. Bu koşullar altında, ölçümlerin anlamlı bir şekilde karşılaştırılması imkansız hale gelir ve dengeleme hesaplaması güvenilirliğini kaybeder.
Rezonansa yakın denge
Rezonansa yakın dengeleme özellikle sorunludur. Dönme frekansı sistemin doğal frekansıyla çakıştığında veya ona yakın olduğunda, küçük bir dengesizlik bile titreşimde keskin bir artışa neden olur. Titreşim fazı, küçük hız değişimlerine karşı son derece hassas hale gelir. Nesne etkili bir şekilde doğrusal olmayan bir rejime girer ve bu bölgede dengeleme fiziksel anlamını yitirir. Bu gibi durumlarda, dengeleme düşünülebilmeden önce çalışma hızı veya mekanik yapı değiştirilmelidir.
"Başarılı" dengeleme sonrasında yüksek titreşim
Pratikte, resmi olarak başarılı bir dengeleme işleminden sonra bile genel titreşim seviyesinin yüksek kaldığı durumlarla sıkça karşılaşılır. Bu, aletin veya operatörün hatası anlamına gelmez. Dengeleme yalnızca kütle dengesizliğini ortadan kaldırır. Titreşim, temel kusurları, gevşemiş bağlantı elemanları, yanlış hizalama veya rezonanstan kaynaklanıyorsa, düzeltme ağırlıkları sorunu çözmeyecektir. Bu durumlarda, makine ve temeli boyunca titreşimin uzamsal dağılımının analiz edilmesi, gerçek nedenin belirlenmesine yardımcı olur.
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 takılarak dengesizliğin kademeli olarak azaltılmasını içerir. Her aşamadan sonra titreşim ölçümleri alınır ve nesnenin mevcut durumuna göre yeni bir düzeltici ağırlık belirlenir. Bu yaklaşım, dengeleme işlemi sırasında etki katsayısındaki değişiklikleri dikkate alır.
- 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.
Bir uzmanın deneyimi ve sezgisi, doğrusal olmayan nesnelerin dengelenmesinde çok 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 dikkate almak, doğru kararlar vermeye 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.
Ardından, 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.
Ölçüm tekrarlanabilirliği
Ölçüm sorunları da büyük rol oynar. Titreşim sensörlerinin yanlış montajı, ölçüm noktalarındaki değişiklikler veya sensörün yanlış yönlendirilmesi hem genliği hem de fazı doğrudan etkiler. Dengeleme için titreşimi ölçmek yeterli değildir; ölçümlerin tekrarlanabilirliği ve kararlılığı kritik öneme sahiptir. Bu nedenle, pratik çalışmalarda sensör montaj yerleri ve yönlendirmeleri sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir.
Doğrusal olmayan nesneler için pratik yaklaşım
Doğrusal olmayan bir cismin dengelenmesi her zaman deneme ağırlığı yerleştirmekle değil, titreşim davranışını değerlendirmekle başlar. Genlik ve faz zaman içinde belirgin şekilde kayıyorsa, bir başlangıçtan diğerine değişiyorsa veya küçük hız değişimlerine keskin tepki veriyorsa, ilk görev mümkün olan en kararlı çalışma modunu elde etmektir. Bu olmadan, herhangi bir hesaplama rastgele olacaktır.
İlk pratik adım doğru hızı seçmektir. Doğrusal olmayan nesneler rezonansa karşı son derece hassastır, bu nedenle dengeleme, doğal frekanslardan mümkün olduğunca uzak bir hızda yapılmalıdır. Bu genellikle normal çalışma aralığının altında veya üstünde hareket etmek anlamına gelir. Bu hızda titreşim daha yüksek olsa bile, kararlı olması, rezonans bölgesinde dengeleme yapmaktan daha iyidir.
Ardından, ek doğrusal olmayan etkilerin tüm kaynaklarını en aza indirmek önemlidir. Dengeleme işleminden önce, tüm bağlantı elemanları kontrol edilmeli ve sıkılmalı, boşluklar mümkün olduğunca giderilmeli ve destekler ile yatak üniteleri gevşeklik açısından incelenmelidir. Dengeleme, boşlukları veya sürtünmeyi telafi etmez, ancak bu faktörler istikrarlı bir duruma getirilirse bu mümkün olabilir.
Doğrusal olmayan bir nesneyle çalışırken, alışkanlık gereği küçük deneme ağırlıkları kullanılmamalıdır. Çok küçük bir deneme ağırlığı genellikle sistemi tekrarlanabilir bir bölgeye getirmekte başarısız olur ve titreşim değişimi kararsızlık gürültüsüne benzer hale gelir. Deneme ağırlığı, titreşim vektöründe net ve tekrarlanabilir bir değişikliğe neden olacak kadar büyük olmalı, ancak nesneyi farklı bir çalışma rejimine sürükleyecek kadar büyük olmamalıdır.
Ölçümler hızlı bir şekilde ve aynı koşullar altında yapılmalıdır. Ölçümler arasında geçen süre ne kadar az olursa, sistemin dinamik parametrelerinin değişmeden kalma olasılığı o kadar yüksek olur. Nesnenin tutarlı davrandığını doğrulamak için konfigürasyonu değiştirmeden birkaç kontrol çalışması yapılması önerilir.
Titreşim sensörünün montaj noktalarının ve yönelimlerinin sabitlenmesi çok önemlidir. Doğrusal olmayan nesneler için, küçük bir sensör yer değiştirmesi bile faz ve genlikte fark edilebilir değişikliklere neden olabilir ve bu da yanlışlıkla deneme ağırlığının etkisi olarak yorumlanabilir.
Hesaplamalarda, tam sayısal uyuma değil, eğilimlere dikkat edilmelidir. Titreşim, ardışık düzeltmelerle sürekli olarak azalıyorsa, etki katsayıları resmi olarak yakınsamasa bile, dengelemenin doğru yönde ilerlediğini gösterir.
Doğrusal olmayan nesneler için etki katsayılarının saklanması ve yeniden kullanılması önerilmez. Bir dengeleme döngüsü başarılı olsa bile, bir sonraki başlatmada nesne farklı bir rejime girebilir ve önceki katsayılar artık geçerli olmayacaktır.
Unutulmamalıdır ki, doğrusal olmayan bir nesneyi dengelemek genellikle bir uzlaşmadır. Amaç, mümkün olan en düşük titreşimi elde etmek değil, makineyi kabul edilebilir bir titreşim seviyesiyle istikrarlı ve tekrarlanabilir bir duruma getirmektir. Çoğu durumda, bu, yataklar onarılana, destekler yeniden sağlanana veya yapı değiştirilene kadar geçici bir çözümdür.
Temel pratik ilke, önce nesneyi stabilize etmek, sonra dengelemek ve ancak bundan sonra sonucu değerlendirmektir. Stabilizasyon sağlanamıyorsa, dengeleme nihai bir çözümden ziyade yardımcı bir önlem olarak düşünülmelidir.
Azaltılmış düzeltme ağırlığı tekniği
Pratikte, doğrusal olmayan nesnelerin dengelenmesinde sıklıkla etkili olduğu kanıtlanan başka bir önemli teknik daha vardır. Cihaz, standart bir algoritma kullanarak bir düzeltme ağırlığı hesaplıyorsa, hesaplanan ağırlığın tamamının uygulanması genellikle durumu daha da kötüleştirir: titreşim artabilir, faz atlayabilir ve nesne farklı bir çalışma moduna geçebilir.
Bu gibi durumlarda, azaltılmış bir düzeltme ağırlığı uygulamak iyi sonuç verir; bu değer, cihaz tarafından hesaplanan değerin iki hatta bazen üç katı kadar daha küçüktür. Bu, sistemin koşullu doğrusal bölgeden başka bir doğrusal olmayan bölgeye "sıçramasını" önlemeye yardımcı olur. Aslında, düzeltme, nesnenin dinamik parametrelerinde ani bir değişikliğe neden olmadan, küçük bir adımla, yavaşça uygulanır.
Azaltılmış ağırlık takıldıktan sonra, bir kontrol çalışması yapılmalı ve titreşim eğilimi değerlendirilmelidir. Genlik sürekli olarak azalır ve faz nispeten sabit kalırsa, aynı yaklaşım kullanılarak düzeltme işlemi tekrarlanabilir ve kademeli olarak ulaşılabilir minimum titreşim seviyesine yaklaşılabilir. Bu adım adım yöntem, hesaplanan düzeltme ağırlığının tamamını bir kerede takmaktan genellikle daha güvenilirdir.
Bu teknik, özellikle boşluklu, kuru sürtünmeli ve yumuşak-sert desteklere sahip nesneler için etkilidir; burada tam hesaplanmış düzeltme, sistemi hemen koşullu doğrusal bölgeden çıkarır. Azaltılmış düzeltme kütlelerinin kullanılması, nesnenin en kararlı çalışma rejiminde kalmasını sağlar ve dengelemenin biçimsel olarak imkansız kabul edildiği durumlarda bile pratik bir sonuç elde etmeyi mümkün kılar.
Bunun bir "cihaz hatası" değil, doğrusal olmayan sistemlerin fiziğinin bir sonucu olduğunu anlamak önemlidir. Cihaz doğrusal bir model için doğru hesaplama yaparken, mühendis sonucu pratikte mekanik sistemin gerçek davranışına uyarlar.
Son ilke
Sonuç olarak, başarılı bir dengeleme yalnızca bir ağırlık ve açıyı hesaplamaktan ibaret değildir. Nesnenin dinamik davranışını, doğrusallığını, titreşim kararlılığını ve rezonans koşullarından uzaklığını anlamayı gerektirir. Balanset-1A, ölçüm, analiz ve hesaplama için gerekli tüm araçları sağlar, ancak nihai sonuç her zaman sistemin mekanik durumuna bağlıdır. Bu, titreşim teşhisinde ve rotor dengelemesinde biçimsel bir yaklaşımı gerçek mühendislik uygulamasından ayıran şeydir.
Sorular ve cevaplar
Bu, doğrusal olmayan bir cismin işaretidir. Doğrusal bir cisimde, titreşim genliği dengesizlik miktarıyla orantılıdır ve faz, ağırlığın açısal konumuyla aynı açıyla değişir. Bu koşullar ihlal edildiğinde, etki katsayısı artık sabit değildir ve standart dengeleme algoritması hatalar üretmeye başlar. Tipik nedenler arasında yatak boşlukları, gevşemiş destekler, sürtünme ve rezonansa yakın çalışma yer alır.
Doğrusal bir cisim, aynı dönme hızında titreşim genliğinin dengesizlik büyüklüğüyle doğru orantılı olduğu ve titreşim fazının dengesiz kütlenin açısal konumunu kesin olarak takip ettiği bir rotor sistemidir. Bu tür cisimler için etki katsayısı sabittir ve deneme ağırlığının kütlesine bağlı değildir.
Doğrusal olmayan bir nesne, titreşim ve dengesizlik arasındaki orantı ve/veya faz ilişkisinin sabitliğinin bozulduğu bir sistemdir. Titreşim genliği ve fazı, deneme ağırlığının kütlesine bağlı hale gelir. Bu durum çoğunlukla yatak boşlukları, aşınma, kuru sürtünme, yumuşak-sert destekler veya daha sert yapısal elemanların devreye girmesiyle ilişkilidir.
Evet, ancak sonuç istikrarsızdır ve çalışma moduna bağlıdır. Dengeleme, nesnenin koşullu olarak doğrusal davrandığı sınırlı bir aralıkta mümkündür. Bu aralığın dışında, etki katsayıları değişir ve sonuç tekrarlanabilirliği kaybolur.
Etki katsayısı, titreşimin dengesizlikteki değişikliklere karşı duyarlılığının bir ölçüsüdür. Belirli bir hızda belirli bir düzleme bilinen bir deneme ağırlığı yerleştirildiğinde titreşim vektörünün ne kadar değişeceğini gösterir.
Nesne doğrusal değilse, titreşim zamanla kararsız ise veya rezonans, termal ısınma, gevşemiş bağlantı elemanları veya değişen sürtünme koşulları mevcutsa, etki katsayısı kararsızdır. Bu gibi durumlarda, tekrarlanan başlatmalar farklı genlik ve faz değerleri üretir.
Kaydedilen etki katsayıları yalnızca aynı hızda çalışan, aynı montaj koşulları ve destek rijitliği altında bulunan özdeş rotorlar için kullanılabilir. Nesnenin doğrusal ve titreşime dayanıklı olması gerekir. Koşullardaki küçük bir değişiklik bile eski katsayıları güvenilmez hale getirir.
Isınma sırasında, yatak boşlukları, destek sertliği, yağlayıcı viskozitesi ve sürtünme seviyesi değişir. Bu durum, sistemin dinamik parametrelerini değiştirir ve sonuç olarak titreşim genliği ve fazında değişikliklere yol açar.
Titreşim kararsızlığı, sabit bir dönme hızında zaman içinde genlikte ve/veya fazda meydana gelen bir değişikliktir. Dengeleme, titreşim vektörlerinin karşılaştırılmasına dayanır; bu nedenle titreşim kararsız olduğunda, karşılaştırma anlamını yitirir ve hesaplama güvenilmez hale gelir.
Doğal frekanslara yakın çalışırken, yapısal istikrarsızlık, yavaş "sürünme" istikrarsızlığı, başlangıçtan başlangıca varyasyon, ısınmayla ilgili istikrarsızlık ve rezonansla ilgili istikrarsızlık gibi sorunlar ortaya çıkar.
Rezonans bölgesinde, küçük bir dengesizlik bile titreşimde keskin bir artışa neden olur ve faz, küçük değişikliklere karşı son derece hassas hale gelir. Bu koşullar altında, nesne doğrusal olmayan bir hal alır ve dengeleme sonuçları fiziksel anlamını yitirir.
Tipik belirtiler arasında küçük hız değişiklikleriyle titreşimde keskin bir artış, kararsız faz, spektrumda geniş tepecikler ve titreşimin küçük RPM değişimlerine karşı yüksek hassasiyeti yer alır. Titreşim maksimumu genellikle kalkış veya yavaşlama sırasında gözlemlenir.
Yüksek titreşim, rezonans, gevşemiş yapılar, temel kusurları veya taşıma sorunlarından kaynaklanabilir. Bu gibi durumlarda, dengeleme titreşimin nedenini ortadan kaldırmayacaktır.
Titreşim yer değiştirmesi hareket genliğini, titreşim hızı bu hareketin hızını ve titreşim ivmesi ise ivmeyi karakterize eder. Bu nicelikler birbiriyle ilişkilidir, ancak her biri belirli türdeki kusurları ve frekans aralıklarını tespit etmek için daha uygundur.
Titreşim hızı, geniş bir frekans aralığında titreşimin enerji seviyesini yansıtır ve ISO standartlarına göre makinelerin genel durumunu değerlendirmek için uygundur.
Doğru dönüşüm yalnızca tek frekanslı harmonik titreşimler için mümkündür. Karmaşık titreşim spektrumları için bu tür dönüşümler yalnızca yaklaşık sonuçlar verir.
Olası nedenler arasında rezonans, temel kusurları, gevşemiş bağlantı elemanları, yatak aşınması, yanlış hizalama veya nesnenin doğrusal olmaması yer alır. Dengeleme işlemi yalnızca dengesizliği giderir, diğer kusurları gidermez.
Mekanik arızalar tespit edilmezse ve dengeleme işleminden sonra titreşim azalmazsa, makine ve temel üzerindeki titreşim dağılımının analiz edilmesi gerekir. Tipik belirtiler, gövde ve tabanın yüksek titreşimi ve ölçüm noktaları arasında faz kaymalarıdır.
Sensörün yanlış takılması genlik ve fazı bozar, ölçüm tekrarlanabilirliğini azaltır ve yanlış teşhis sonuçlarına ve hatalı dengeleme sonuçlarına yol açabilir.
Titreşim, yapı boyunca eşit olmayan bir şekilde dağılır. Rijitlik, kütleler ve mod şekilleri farklı olduğundan, genlik ve faz noktadan noktaya önemli ölçüde değişebilir.
Genel kural olarak hayır. Aşınma ve artan boşluklar nesneyi doğrusal olmayan hale getirir. Dengeleme kararsız hale gelir ve uzun vadeli bir sonuç vermez. İstisnalar yalnızca tasarım boşlukları ve kararlı koşullar altında mümkündür.
Başlatma işlemi yüksek dinamik yükler oluşturur. Yapı gevşetilirse, her başlatmadan sonra elemanların göreceli konumları değişir ve bu da titreşim parametrelerinde değişikliklere yol açar.
Aynı koşullar altında, titreşim kararlılığı ve rezonansın olmaması durumunda, özdeş rotorların seri olarak dengelenmesi mümkündür. Bu durumda, ilk rotordan elde edilen etki katsayıları sonraki rotorlara uygulanabilir.
Bu durum genellikle destek sertliğindeki değişiklikler, montaj farklılıkları, dönme hızındaki değişiklikler veya nesnenin doğrusal olmayan bir çalışma rejimine geçmesi nedeniyle ortaya çıkar.
Titreşimin, genlik ve fazın baştan sona tekrarlanabilirliğini koruyarak ve rezonans veya doğrusal olmayanlık belirtileri göstermeden istikrarlı bir seviyeye indirgenmesi.
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 
0 Yorum