Phân tích xoắn là gì? Đánh giá rung xoắn • Máy cân bằng di động, máy phân tích rung "Balanset" dùng để cân bằng động máy nghiền, quạt, máy nghiền, máy khoan trên máy gặt đập liên hợp, trục, máy ly tâm, tua bin và nhiều loại rôto khác Phân tích xoắn là gì? Đánh giá rung xoắn • Máy cân bằng di động, máy phân tích rung "Balanset" dùng để cân bằng động máy nghiền, quạt, máy nghiền, máy khoan trên máy gặt đập liên hợp, trục, máy ly tâm, tua bin và nhiều loại rôto khác

Phân tích xoắn là gì? Đánh giá rung động xoắn

Được xuất bản bởi admin trên

Hiểu về Phân tích xoắn

Định nghĩa: Phân tích xoắn là gì?

Phân tích xoắn là phép đo, đánh giá và mô hình hóa rung động xoắn—dao động xoắn quanh trục trục—trong hệ thống truyền động máy móc quay. Không giống như rung động bên (uốn cong) có thể dễ dàng đo được bằng tiêu chuẩn accelerometers, rung xoắn đòi hỏi các kỹ thuật đo lường chuyên biệt (máy đo ứng suất, máy đo tốc độ kép, máy đo rung động bằng laser) và phân tích để phát hiện dao động góc, xác định tần số xoắn tự nhiên và đánh giá rủi ro mỏi ở trục, khớp nối và bánh răng.

Phân tích xoắn rất quan trọng đối với các hệ thống truyền động động cơ pittông, trục truyền động dài, hộp số công suất cao và động cơ VFD, nơi rung động xoắn có thể gây ra hỏng hóc trục hoặc khớp nối nghiêm trọng mặc dù mức độ rung ngang cho phép. Đây là một khả năng chẩn đoán chuyên biệt nhưng thiết yếu để ngăn ngừa các hỏng hóc đột ngột, bất ngờ trong hệ thống truyền động.

Tại sao cần phân tích xoắn

Rung xoắn so với rung ngang

  • Bên: Uốn cong, chuyển động sang hai bên, được đo bằng máy đo gia tốc tiêu chuẩn
  • Xoắn: Xoắn quanh trục, không dịch chuyển ngang, vô hình với các cảm biến tiêu chuẩn
  • Độc lập: Có thể có xoắn nghiêm trọng với bên thấp (và ngược lại)
  • Damage: Xoắn có thể gây ra hỏng trục/khớp nối mà không có cảnh báo từ các phép đo bên

Chế độ lỗi

  • Gãy mỏi trục (thường là 45° so với trục)
  • Hỏng bộ phận ghép nối (răng bánh răng, bộ phận linh hoạt)
  • Răng bánh răng bị gãy do tải trọng dao động
  • Hư hỏng chìa khóa và rãnh chìa khóa do ma sát

Kỹ thuật đo lường

1. Phương pháp đo biến dạng

Đo ứng suất xoắn trực tiếp:

  • Máy đo ứng suất được liên kết ở góc 45° với trục (hướng ứng suất cắt tối đa)
  • Đo độ biến dạng cắt từ xoắn
  • Yêu cầu vòng trượt hoặc hệ thống đo từ xa không dây cho trục quay
  • Chính xác nhất nhưng phức tạp và tốn kém
  • Nghiên cứu và phát triển sử dụng chính

2. Phương pháp đo tốc độ kép

  • Hai cảm biến quang học ở các vị trí trục khác nhau
  • Đo độ lệch pha giữa các vị trí
  • Độ lệch pha = độ xoắn góc = dao động xoắn
  • Không tiếp xúc và thực tế
  • Giới hạn ở xoắn tần số thấp ((Thông thường < 100 Hz)

3. Máy đo độ rung xoắn laser

  • Hệ thống Doppler laser chuyên dụng
  • Đo lường sự biến động của vận tốc góc
  • Không tiếp xúc
  • Dải tần số rộng
  • Đắt tiền nhưng mạnh mẽ

4. Phân tích dòng điện động cơ

  • Rung xoắn tạo ra dao động dòng điện
  • Phân tích phổ dòng điện động cơ
  • Gián tiếp nhưng không xâm lấn
  • Công cụ sàng lọc hữu ích

Phân tích xoắn phân tích

Mô hình toán học

  • Mô hình xoắn khối lượng tập trung của hệ thống truyền động
  • Tính toán tần số xoắn tự nhiên
  • Dự đoán phản ứng với các nguồn kích thích
  • Xác định tốc độ quan trọng và cộng hưởng

Nguồn kích thích

  • Động cơ pittông: Xung bắn tạo ra sự kích thích xoắn
  • Lưới bánh răng: Sự ăn khớp của răng tạo ra mô-men xoắn dao động
  • VFD: Sóng hài tần số chuyển mạch PWM
  • Điện: Tần số trượt và chuyển cực của động cơ

Biểu đồ Campbell cho lực xoắn

  • Vẽ biểu đồ tần số xoắn tự nhiên so với tốc độ
  • Các đường thứ tự kích thích chồng lên nhau
  • Xác định tốc độ xoắn tới hạn (điểm giao thoa)
  • Hướng dẫn lựa chọn tốc độ vận hành

Ứng dụng quan trọng

Truyền động động cơ pittông

  • Máy phát điện diesel
  • Máy nén động cơ khí
  • Động cơ đẩy biển
  • Xung mô-men xoắn lớn cần được phân tích

Trục truyền động dài

  • Truyền động máy cán
  • Trục chân vịt tàu biển
  • Ổ đĩa máy giấy
  • Chiều dài tạo ra độ cứng xoắn thấp

Hộp số công suất cao

  • Hộp số tua bin gió
  • Hộp giảm tốc công nghiệp > 1000 HP
  • Kích thích lưới bánh răng của các chế độ xoắn

Hệ thống động cơ VFD

  • Biến tần tạo ra sự kích thích xoắn
  • Sóng hài PWM có thể kích thích cộng hưởng xoắn
  • Mối lo ngại ngày càng tăng về sự phổ biến của VFD

Kết quả phân tích

Tần số tự nhiên xoắn

  • Xác định từ phép đo hoặc tính toán
  • So sánh với tần số kích thích
  • Xác minh sự tách biệt đầy đủ

Mức độ căng thẳng

  • Tính toán ứng suất cắt xen kẽ từ độ rung được đo
  • So sánh với giới hạn chịu đựng của vật liệu
  • Đánh giá tuổi thọ tiêu thụ mỏi
  • Xác định xem ứng suất có thể chấp nhận được không

Giảm chấn

  • Đo từ phản ứng tại cộng hưởng xoắn
  • Thông thường rất thấp (< 1% quan trọng)
  • Độ giảm chấn thấp có nghĩa là cộng hưởng sắc nét

Chiến lược giảm thiểu

Tách tần số

  • Đảm bảo các giá trị tự nhiên xoắn tách biệt khỏi tần số kích thích
  • Thay đổi đường kính trục, chiều dài hoặc độ cứng của khớp nối
  • Sửa đổi quán tính (thêm bánh đà)

Bổ sung giảm chấn

  • Bộ giảm chấn xoắn (nhớt hoặc ma sát)
  • Khớp nối giảm chấn cao
  • Giảm khuếch đại cộng hưởng

Thay đổi tốc độ hoạt động

  • Tránh vận hành liên tục ở tốc độ xoắn tới hạn
  • Hạn chế phạm vi tốc độ
  • Điều chỉnh VFD để giảm thiểu sự kích thích

Phân tích xoắn là một lĩnh vực chuyên sâu về rung động, xử lý các dao động xoắn có thể gây ra các hư hỏng nghiêm trọng mà phương pháp giám sát rung động ngang thông thường không thể phát hiện được. Mặc dù đòi hỏi các kỹ thuật đo lường và phân tích chuyên biệt, phân tích xoắn rất cần thiết cho các hệ thống truyền động động cơ pittông, trục dài, hộp số công suất lớn và hệ thống biến tần (VFD), nơi rung động xoắn gây ra những rủi ro đáng kể về độ tin cậy và an toàn.

← Quay lại Mục lục chính

Categories:
WhatsApp