Розуміння масляного виру

Визначення: Що таке масляний вихор?

Масляний вихор – це тип самозбуджуваної, нестабільної вібрації, що виникає в машинах, оснащених підшипниками рідинної плівки (ковзаючими підшипниками), таких як великі турбіни, компресори та насоси. Це форма нестабільності, викликаної рідиною, коли масляна плівка, що підтримує вал, починає штовхати вал навколо зазору підшипника, рухаючись по колу вперед. Цей «кружний» рух є... субсинхронний вібрація, тобто вона виникає на частоті нижчій за швидкість роботи машини (1X).

Характеристики масляного виру

Масляний вихор має кілька відмінних та ідентифікованих характеристик у даних вібрації:

• Частота: Найпомітнішою особливістю є пік вібрації з великою амплітудою на частоті трохи менше половини швидкості руху, зазвичай між 0,4X та 0,48X (тобто, від 40% до 48% швидкості обертання вала). Наприклад, у машині, що працює зі швидкістю 3000 об/хв (50 Гц), масляний вихор з'являтиметься приблизно при 1200-1440 об/хв (20-24 Гц).
• Напрямок: Вібрація переважно радіальна (горизонтальна та вертикальна) і часто має вузький напрямок.
• Орбітальний графік: На орбітальній діаграмі, отриманій за допомогою XY-зондів, нафтовий вихор виглядає як велика, з прямою прецесією та часто спотворена (некругла) орбіта з однією чітко визначеною внутрішньою петлею.
• Поведінка: Масляний вихор не прив'язаний до певної швидкості. Якщо швидкість машини збільшується, частота вихору також збільшуватиметься, завжди зберігаючи своє характеристичне співвідношення ~0,4X – 0,48X від нової робочої швидкості. Це ключова відмінність від структурного резонансу, який виникає на фіксованій частоті незалежно від швидкості вала.

Механізм: Як виникає масляний вихор?

Масляний вихор виникає внаслідок динаміки гідродинамічного масляного клина, який підтримує вал у підшипнику ковзання. За нормальної роботи обертовий вал затягує масло в клиноподібний зазор, створюючи поле тиску, яке піднімає та підтримує вал. Вал розташований не в центрі підшипника, а трохи зміщений.

Олива в цьому клині також циркулює навколо підшипника приблизно зі швидкістю, що дорівнює половині швидкості вала. Якщо підшипник незначно навантажений або має надмірний зазор, стабілізуючі сили можуть бути слабкими. Невелике збурення може призвести до «захоплення» вала циркулюючою масляною плівкою, яка потім починає штовхати вал по колу навколо підшипника. Це створює самопідтримувану вібрацію, яка може зростати до дуже високих амплітуд, часто обмежених лише самим зазором підшипника (тобто вал починає впливати на підшипник).

Масляний батіг: більш важка форма

Якщо швидкість машини збільшується до точки, де частота масляного виру (~0,4X – 0,48X) збігається з однією з власних частот ротора ( критична швидкість), стан стає набагато серйознішим. Це називається масляний батіг.

• Зафіксована частота: Вібрація «фіксується» на власній частоті ротора та не збільшується далі зі збільшенням швидкості машини.
• Висока амплітуда: Резонансний стан призводить до того, що амплітуда коливань стає надзвичайно високою та часто руйнівною.
• Небезпека: Масляний хлист – це дуже небезпечний та нестабільний стан, який може призвести до катастрофічного виходу з ладу машини.

Поширені причини та рішення

• Причини: Слабо навантажені підшипники, надмірний зазор у підшипниках, неправильна в'язкість оливи (занадто низька), високий тиск оливи або конструкція машини, яка встановлює критичну швидкість приблизно на рівні, що вдвічі перевищує робочу швидкість.

– Рішення: Рішення спрямовані на порушення нестабільної масляної плівки. Це може включати збільшення навантаження на підшипник, зміну в'язкості оливи або переробку підшипників, щоб вони мали противихрові елементи (наприклад, підшипники з лимонним отвором, підшипники з перекидними опорами або підшипники з нахиленими подушками).

← Назад до головного індексу