Пояснення субсинхронної та синхронної вібрації

Визначення: Що таке синхронна вібрація?

Синхронна вібрація — це будь-яка вібрація, що виникає на частоті, що є цілочисельним кратним основній швидкості обертання машини. Вона «синхронізована» з обертанням вала. Це найпоширеніша категорія вібрації, що зустрічається в машинах.

• Вібрація точно на швидкості руху (1x) є синхронною.
• Вібрація зі швидкістю, що вдвічі перевищує швидкість бігу (2x), втричі перевищує швидкість бігу (3x) тощо, також є синхронними коливаннями, які часто називають «гармоніками» швидкості бігу.

Переважна більшість поширених несправностей машин, таких як дисбаланс, невідповідність, та механічна розхитаність, усі вони проявляються як синхронна вібрація. Наприклад, вібрація, спричинена дисбалансом, завжди буде на рівні 1x RPM, ідеально відстежуючи будь-які зміни швидкості машини.

Визначення: Що таке субсинхронна вібрація?

Субсинхронна вібрація – це будь-яка вібрація, що виникає на частоті *меншій за* первинну швидкість обертання (1x). Префікс «sub-» означає «нижче». Наявність значної субсинхронної вібрації часто є серйозним попереджувальним знаком, оскільки вона зазвичай спричинена самозбуджуючимися, нестабільними динамічними явищами ротора, а не простими механічними несправностями. На відміну від синхронної вібрації, функція примусу для субсинхронної вібрації генерується рухом самого ротора.

Поширені причини субсинхронної вібрації

Субсинхронні коливання є серйозною проблемою у високошвидкісних турбомашинах, оснащених плівковими підшипниками рідини.

1. Масляний вихор

Це найпоширеніша форма субсинхронної нестабільності. Вона виникає в підшипниках з рідинною плівкою, коли гідродинамічна масляна плівка, що підтримує вал, починає «вихитатися» навколо підшипника, штовхаючи вал попереду нього. Це створює чітку вібрацію з частотою приблизно від 0,42 до 0,48 швидкості бігу (0,42x – 0,48x)Вир оливи часто залежить від навантаження та температури і може з'являтися або зникати залежно від зміни умов роботи машини.

2. Масляний віник

Масляний вихор – це більш серйозна та небезпечна форма масляного вихору. Він виникає, коли частота масляного вихору збігається з першою власною частотою ротора (критичною швидкістю) та «фіксується» на ній. Коли це відбувається, амплітуда субсинхронних коливань може дуже зрости та не зникне зі збільшенням швидкості. Фактично, вібрація залишатиметься на критичній частоті швидкості ротора, навіть якщо машина буде далі розганятися. Масляний вихор – це дуже руйнівний стан, який вимагає негайного вимкнення машини.

3. Тертя ротора об статор

Тертя між ротором та нерухомою деталлю іноді може викликати субсинхронну вібрацію. Це часто відбувається при цілих частках швидкості обертання, таких як 0,5xКомпонент 0,5x є класичною ознакою тертя, яке «підстрибує» ротор один раз кожні два оберти.

Як їх розрізнити в спектрі FFT

Ідентифікація цих компонентів у спектрі FFT є простою:

• Синхронні піки: Шукайте пік 1x RPM (швидкість роботи) та будь-які піки, що припадають на точні цілі числа (2x, 3x тощо).
• Субсинхронні піки: Звертайте увагу на будь-які значні піки, що з'являються на осі частот *перед* піком 1x RPM. Пік приблизно на 45% робочої швидкості є класичною ознакою масляного виру.

Чому ця відмінність є критично важливою

Розрізнення синхронної та субсинхронної вібрації є принципово важливим для діагностики:

• Синхронні проблеми (як-от дисбаланс) – це «вимукові коливання». Їх часто можна виправити за допомогою механічних налаштувань, таких як балансування або вирівнювання.
• Проблеми з субсинхронними процесами (наприклад, масляні коливання) – це «самозбуджувані коливання» або нестабільності. Вони вказують на проблему з фундаментальною конструкцією або станом системи ротор-підшипник і не можуть бути виправлені балансуванням. Рішення може включати зміну конструкції підшипника, зміну температури або тиску масла або переробку ротора.

З цієї причини високоамплітудний субсинхронний пік зазвичай вважається серйознішим сигналом тривоги, ніж високоамплітудний синхронний пік.

← Назад до головного індексу