Giải thích về rung động đồng bộ và rung động bán đồng bộ

Định nghĩa: Rung động đồng bộ là gì?

Rung động đồng bộ là bất kỳ rung động nào xảy ra ở tần số bằng bội số nguyên của tốc độ quay chính của máy. Nó "đồng bộ" với chuyển động quay của trục. Đây là loại rung động phổ biến nhất được tìm thấy trong máy móc.

• Rung động ở đúng tốc độ chạy (1x) là đồng bộ.
• Rung động ở tốc độ gấp đôi tốc độ chạy (2x), gấp ba lần (3x), v.v., cũng là rung động đồng bộ, thường được gọi là "sóng hài" của tốc độ chạy.

Phần lớn các lỗi máy móc phổ biến, chẳng hạn như mất cân bằng, sự không thẳng hàng, Và sự lỏng lẻo về mặt cơ họcTất cả đều biểu hiện dưới dạng rung động đồng bộ. Ví dụ, rung động do mất cân bằng sẽ luôn ở mức 1x RPM, theo dõi hoàn hảo mọi thay đổi về tốc độ của máy.

Định nghĩa: Rung động dưới đồng bộ là gì?

Rung động dưới mức đồng bộ là bất kỳ rung động nào xảy ra ở tần số *nhỏ hơn* tốc độ quay chính (1x). Tiền tố “sub-” có nghĩa là “dưới”. Sự hiện diện của rung động dưới đồng bộ đáng kể thường là một dấu hiệu cảnh báo nghiêm trọng, vì nó thường do hiện tượng động lực học rotor tự kích thích, không ổn định gây ra chứ không phải do lỗi cơ học đơn giản. Không giống như rung động đồng bộ, hàm cưỡng bức của rung động dưới đồng bộ được tạo ra bởi chuyển động của chính rotor.

Nguyên nhân phổ biến của rung động không đồng bộ

Rung động không đồng bộ là mối quan tâm chính trong máy móc tua bin tốc độ cao được trang bị ổ trục màng chất lỏng.

1. Xoáy dầu

Đây là dạng mất ổn định dưới đồng bộ phổ biến nhất. Nó xảy ra ở ổ trục màng chất lỏng khi màng dầu thủy động lực học hỗ trợ trục bắt đầu "quẩy" xung quanh ổ trục, đẩy trục về phía trước. Điều này tạo ra rung động riêng biệt ở tần số xấp xỉ 0,42 đến 0,48 lần tốc độ chạy (0,42x – 0,48x). Hiện tượng xoáy dầu thường phụ thuộc vào tải trọng và nhiệt độ và có thể xuất hiện hoặc biến mất khi điều kiện máy thay đổi.

2. Dầu đánh

Roi dầu là một dạng xoáy dầu nghiêm trọng và nguy hiểm hơn. Hiện tượng này xảy ra khi tần số xoáy dầu trùng với và "khóa" tần số tự nhiên đầu tiên của rotor (tốc độ tới hạn). Khi điều này xảy ra, biên độ rung động dưới đồng bộ có thể tăng rất lớn và sẽ không mất đi khi tốc độ tăng. Trên thực tế, rung động sẽ duy trì ở tần số tốc độ tới hạn của rotor ngay cả khi máy tăng tốc hơn nữa. Roi dầu là một tình trạng cực kỳ nguy hiểm, đòi hỏi phải tắt máy ngay lập tức.

3. Cọ xát giữa rotor và stato

Sự cọ xát giữa rô-to và bộ phận cố định đôi khi có thể gây ra rung động dưới mức đồng bộ. Điều này thường xảy ra ở các phần nguyên của tốc độ chạy, chẳng hạn như 0,5xThành phần 0,5x là dấu hiệu điển hình của lực ma sát khiến rôto “nảy” một lần sau mỗi hai vòng quay.

Cách phân biệt chúng trong phổ FFT

Việc xác định các thành phần này trong quang phổ FFT rất đơn giản:

• Đỉnh đồng bộ: Tìm đỉnh RPM 1x (tốc độ chạy) và bất kỳ đỉnh nào nằm trên bội số nguyên chính xác (2x, 3x, v.v.).
• Đỉnh dưới đồng bộ: Hãy tìm bất kỳ đỉnh đáng kể nào xuất hiện trên trục tần số *trước* đỉnh 1x RPM. Đỉnh ở khoảng 45% tốc độ đang chạy là dấu hiệu điển hình của hiện tượng xoáy dầu.

Tại sao sự khác biệt lại quan trọng

Việc phân biệt giữa rung động đồng bộ và rung động dưới đồng bộ có tầm quan trọng cơ bản đối với việc chẩn đoán:

• Các vấn đề đồng bộ (giống như mất cân bằng) là “rung động cưỡng bức”. Chúng thường có thể được khắc phục bằng các điều chỉnh cơ học như cân bằng hoặc căn chỉnh.
• Các vấn đề không đồng bộ (giống như roi dầu) là “rung động tự kích thích” hoặc mất ổn định. Chúng chỉ ra vấn đề về thiết kế hoặc tình trạng cơ bản của hệ thống ổ trục rotor và không thể khắc phục bằng cách cân bằng. Giải pháp có thể bao gồm thay đổi thiết kế ổ trục, thay đổi nhiệt độ hoặc áp suất dầu, hoặc thiết kế lại rotor.

Vì lý do này, đỉnh sóng đồng bộ biên độ cao thường được coi là tình trạng báo động nghiêm trọng hơn đỉnh sóng đồng bộ biên độ cao.

← Quay lại Mục lục chính