Інструмент вільного інжинірингу
Частота дефектів підшипників ковзання
Розрахуйте діапазон частот масляних вихорів, індикатори масляних хлистів, частоту вала та характеристики субсинхронної вібрації для підшипників ковзання/втулкових підшипників.
Результати
Зведення ключових частот
| Частота | Гц | CPM | Індикатор |
|---|
⚠️ Олійний вінчик: Якщо робоча швидкість перевищує приблизно вдвічі першу критичну швидкість, масляний вихор може зафіксуватися на власній частоті ротора, створюючи масляний хлист — серйозну нестабільність. Уважно контролюйте субсинхронні компоненти.
Олійний вихор
Масляний вихор - це самозбуджена вібрація в гідродинамічних підшипниках ковзання. Клин масляної плівки створює силу, яка переводить вал у пряму прецесійну орбіту з частотою, нижчою за швидкість вала:
Типовий коефіцієнт вихору становить ~0,43, але коливається від 0,42 до 0,48 залежно від геометрії підшипника, навантаження, в'язкості оливи та зазору.
Олійний віник
Масляний хлист виникає, коли частота масляного вихору збігається з першою критичною швидкістю вигину ротора. У цей момент субсинхронна вібрація “фіксується” на критичній швидкості та більше не відстежує швидкість вала:
Масляний хлист - це потенційно руйнівний стан, що потребує негайної уваги.
Частота вала
Ключові показники вібрації
| Частота | Візерунок | Індикація |
|---|---|---|
| 0,42–0,48× вал | Субсинхронна, пряма прецесія | Масляний вихор — початок нестабільності підшипника |
| Заблокована субсинхронізація | Фіксована частота незалежно від швидкості | Масляний збовтувач — зафіксовано на 1-му критичному рівні |
| 1× вал | Синхронний | Нормальна реакція на дисбаланс |
| 2× вал | Друга гармоніка | Нерівність, розхитаність або нелінійна характеристика |
Дано: Швидкість обертання вала = 3000 об/хв, коефіцієнт вихру = 0,43
Частота вала = 3000 / 60 = 50,0 Гц
Діапазон масляного вихру = від 0,42×50 до 0,48×50 = 21,0 – 24,0 Гц
Типовий вихор = 0,43 × 50 = 21,5 Гц (1290 СРМ)
2× вал = 100,0 Гц
Діагностична порада: Масляний вихор відстежує швидкість вала (частота змінюється пропорційно). Масляний хлист НЕ відстежує швидкість - він залишається зафіксованим на критичній швидкості. Це основний спосіб розрізнити ці два стани під час розгону або вибігу.
Oil whirl is a self-excited vibration in fluid-film (journal) bearings caused by the oil wedge pushing the shaft in a forward precessional orbit. It occurs at approximately 0.42–0.48× shaft speed (often cited as ~0.43×).
Oil whirl amplitude increases with speed and can become unstable, eventually transitioning to oil whip if uncorrected.
Oil whip occurs when oil whirl frequency coincides with the rotor's first natural frequency (first bending critical speed). At this point, the whirl frequency "locks on" to the natural frequency and does not increase further with speed.
Key difference: oil whirl tracks shaft speed (proportional), oil whip is fixed at the critical speed regardless of operating speed. Oil whip is a severe instability condition with potentially destructive vibration levels.
Oil whirl is identified by:
- Frequency at ~0.42–0.48× shaft speed
- Forward precession orbit (shaft whirls in same direction as rotation)
- Frequency tracks shaft speed proportionally — this is key
- Amplitude typically increases with speed
Other sub-synchronous sources like rub or loose components typically occur at exact sub-harmonics (½×, ⅓×) and may show reverse precession.
Oil whirl onset depends on several factors:
- Shaft speed exceeding the stability threshold
- Light bearing load (lightly loaded bearings are more prone)
- Low oil viscosity (high temperature or wrong oil grade)
- Excessive bearing clearance (worn bearings)
- Misalignment or unbalance affecting load distribution
Solutions include:
- Increase bearing load or reduce clearance
- Use anti-whirl bearing designs (tilting pad, pressure dam, lemon bore)
- Change oil viscosity (grade or temperature control)
- Reduce operating speed below instability threshold
- Improve shaft alignment and balance to stabilize bearing load
- Add external damping or squeeze-film dampers
Процедури, описані на цій сторінці, були розроблені та випробувані в польових умовах командою Vibromera за допомогою Balanset-1A — портативного двоканального балансувального пристрою та аналізатора вібрації для балансування роторів на місці експлуатації.
Професійні прилади для аналізу вібрації для діагностики проблем з підшипниками ковзання. Субсинхронне відстеження та аналіз орбіти. Використовуються в понад 50 країнах.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko — інженер з аналізу вібрації, а також засновник і генеральний директор «Vibromera». Понад 15 років він балансує обертове обладнання в польових умовах, а не на випробувальному стенді: мульчувачі, промислові вентилятори, дробарки, центрифуги, вали та шпинделі. Саме з цієї роботи народилися прилади «Balanset» — вони створювалися як інструмент, який фахівець може принести до машини й використовувати самостійно, на місці, а не як лабораторне обладнання. «Vibromera» заснована у 2017 році, з 2023 року базується в Порту, Португалія. Розробка, складання та підтримка лінійки «Balanset» відбуваються саме тут. Флагманський прилад — «Balanset-1A», портативний аналізатор для одно- та двоплощинного балансування і вібраційної діагностики. Nikolai особисто бере участь у підтримці клієнтів, вирішенні складних випадків балансування та розробці програмного забезпечення. Він працює з клієнтами по всьому світу, будь-якою мовою.
