Розуміння вібрації під час запуску обертових машин

Пристрої

Портативний балансир та віброаналізатор Balanset-1A.

$2,358.31

Деталі

Датчик вібрації</trp-post-container

$107.47

Деталі

Оптичний датчик (лазерний тахометр)</trp-post-container

$148.07

Пристрої

Balanset-4</trp-post-container

$8,123.32

Деталі

Магнітна підставка Insize-60-kgf</trp-post-container

$54.93

Деталі

Світловідбиваюча стрічка</trp-post-container

$11.94

Пристрої

Динамічні ваги "Балансет-1А" OEM</trp-post-container

$2,071.73

Визначення: Що таке вібрація при запуску?

Вібрація при запуску стосується вібрація характеристики та поведінку обертових машин під час періоду розгону від стану спокою до нормальної робочої швидкості. Це охоплює як очікувані перехідна вібрація коли машина проходить через критичні швидкості та будь-які аномальні вібраційні явища, які можуть виникати саме під час фази запуску, такі як тепловий лук, нестабільність підшипників або механічне осідання.

Розуміння та моніторинг вібрації під час запуску має вирішальне значення для безпечної експлуатації машини, оскільки багато проблем, пов'язаних з вібрацією, найчіткіше проявляються під час запуску, а перехідний процес запуску може бути найбільш механічно напруженим періодом експлуатації.

Типові характеристики вібрації при запуску

Нормальний прогрес вібрації під час запуску

У справно функціонуючому механізмі вібрація під час запуску відбувається за передбачуваною схемою:

Початкова фаза (швидкість 0-20%)

• Дуже низька вібрація від дисбаланс (сила пропорційна швидкості²)
• Будь-яка значна вібрація свідчить про механічні проблеми або тепловий лук
• Повільна вібрація котка забезпечує базову інформацію про механічний стан

Прискорення через критичні швидкості

• Амплітуда коливань збільшується з наближенням до кожної критичної швидкості
• Пікова амплітуда на критичній швидкості (резонанс)
• Різке зниження, оскільки швидкість продовжує перевищувати критичну швидкість
• 180° фаза перемикання через кожну критичну швидкість
• Кілька піків, якщо існує кілька критичних швидкостей нижче робочої швидкості

Підхід до робочої швидкості

• Вібрація стабілізується до стаціонарного рівня
• В основному 1× компонент від залишкового дисбалансу
• Термічна стабілізація може спричинити поступові зміни протягом перших 30-60 хвилин

Поширені проблеми з вібрацією при запуску

1. Тепловий лук

Тепловий лук є найпоширенішою проблемою вібрації, пов'язаною з запуском:

• Симптом: Висока вібрація під час початкового розгону, поступово зменшується в міру прогріву машини
• Причина: Асиметричне нагрівання, що створює тимчасове викривлення вала
• Частота: 1× синхронний
• Поведінка: Високий навіть за низьких швидкостей котіння; зменшується при досягненні теплової рівноваги
• Рішення: Подовжені процедури прогріву, робота поворотного механізму

2. Надмірна вібрація критичної швидкості

• Симптом: Дуже високі піки вібрації при проходженні критичних швидкостей
• Причини: Бідний демпфування, високий дисбаланс, робота занадто близько до критичної швидкості
• Ризик: Потенційне пошкодження підшипників, ущільнень під час кожного запуску
• Рішення: Покращення балансування, збільшення швидкості прискорення в критичних зонах, додавання демпфування

3. Тріться під час розгону

• Симптом: Раптова нестабільна вібрація та субсинхронні компоненти
• Причина: Недостатні зазори, надмірна критична швидкість вібрації, що спричиняє контакт
• Ризик: Термічне пошкодження, руйнування пломби
• Рішення: Перевірка зазорів, покращення балансу, уповільнення розгону

4. Нестабільність підшипника під час запуску

• Симптом: Субсинхронна вібрація, що розвивається під час розгону
• Причина: Підшипник ще не досяг робочої температури та оптимальної жорсткості/демпфування
• Поведінка: Може зникнути, коли підшипник прогріється
• Рішення: Тривалий прогрів на середній швидкості перед повним розгоном

Проектування процедури запуску

Оптимізація швидкості прискорення

Швидкість розгону повинна бути адаптована до характеристик машини:

Зони повільного прискорення

• Початковий переворот (швидкість 0-10%): Дуже повільно виявляє тепловий вигин або механічні проблеми
• Нижче першого критичного: Помірна швидкість теплового розігріву
• Понад усе критичне: Може швидше розганятися до робочої швидкості

Зони швидкого проходження

• Критичні діапазони швидкостей: Швидко розганяйтеся (±15-20% навколо кожної критичної швидкості)
• Типова ставка: 2-5× нормальна швидкість прискорення
• Призначення: Мінімізуйте час резонансу, обмежте нарощування амплітуди коливань

Утримуйте точки

• Швидкість термічного замочування: Залиште на 30%, 50%, 70% для великих турбін
• Тривалість: 10-30 хвилин на кожній утримці
• Призначення: Забезпечити термостабілізацію, зменшити температурні градієнти
• Перевірка вібрації: Перш ніж продовжувати, перевірте, чи вібрація є прийнятною.

Критерії моніторингу та прийнятності

Моніторинг у режимі реального часу

Під час запуску слідкуйте за:

• Загальний рівень вібрації: Не повинно перевищувати ліміти сигналізації на будь-якій швидкості
• Температура підшипників: Поступове збільшення прийнятне; швидке зростання вказує на проблеми
• Відстеження швидкості: Переконайтеся, що машина плавно розганяється
• Фазовий кут: Відстежуйте неочікувані зміни, що вказують на механічні проблеми

Критерії прийнятності

• Піки критичної швидкості: Повинно відповідати прогнозам ±10-15%
• Пікові амплітуди: Не повинно перевищувати проектні межі (зазвичай визначені в специфікаціях обладнання)
• Стаціонарна вібрація: Повинно досягти прийнятного рівня після термічної стабілізації
• Повторюваність: Успішні стартапи повинні демонструвати послідовну поведінку

Усунення несправностей аномальної вібрації при запуску

Висока початкова вібрація

Можливі причини:

• Тепловий вигин від попередньої експлуатації або зупинки
• Механічний дуговий або вигнутий вал
• Проблеми з підшипниками (знос, перекіс)
• Розхитаність або механічні дефекти

Вібрація посилюється під час прогріву

Можливі причини:

• Розробка теплового дугового отвору з асиметричним нагріванням
• Термічний ріст, що впливає на вирівнювання
• Зазор підшипника змінюється з температурою
• Теплове розширення зазорів, що призводять до тертя

Нестабільна вібрація під час розгону

Можливі причини:

• Тертя або періодичний контакт
• Осідання або зміщення вільних компонентів
• Проблеми зі зчепленням
• Змінна поведінка підшипника

Документація та базові дані

Початкове введення в експлуатацію

Встановлення базової вібраційної характеристики запуску:

• Запишіть повні дані про розгін
• Згенерувати Діаграми Боде і ділянки водоспаду
• Задокументуйте всі критичні швидкості та пікові амплітуди
• Архів як довідка для майбутнього порівняння

Періодичне порівняння

• Порівняйте поточний стартап з базовим
• Звертайте увагу на зміни в критичних точках швидкості (що вказує на механічні зміни)
• Відстежуйте зміни амплітуд піків (що вказує на дисбаланс або зміни затухання)
• Слідкуйте за новими компонентами вібрації, яких немає в базовому стані

Аналіз вібрації під час запуску дає уявлення про стан машини, що доповнює моніторинг стаціонарного режиму. Багато проблем, що розвиваються, найчіткіше проявляються під час запуску, що робить відстеження тенденцій вібрації під час запуску цінним інструментом прогнозного обслуговування критично важливого обертового обладнання.

---

← Назад до головного індексу