Oil whirl ( Hiện tượng màng dầu xoáy cuộn không ổn định) có lẽ là nguyên nhân phổ biến nhất gây ra sự mất ổn định không đồng bộ trong vòng bi bạc trượt . Thông thường, màng dầu tự chảy xung quanh bạc trượt để bôi trơn và làm mát ổ trục. Tốc độ này phát triển tốc độ trung bình nhỏ hơn 50% tốc độ bề mặt tạp chí (Hình 1).
Thông thường, trục quay trên đỉnh của một gradien áp suất dầu, hơi hướng lên phía của ổ trục hơi lệch theo phương thẳng đứng ở một góc độ ổn định và độ lệch tâm nhất định. Lượng tăng phụ thuộc vào tốc độ rôto, trọng lượng rôto và áp suất dầu. Với trục hoạt động lệch tâm so với tâm ổ trục, nó hút dầu vào một cái nêm để tạo ra màng mang tải có áp suất này.
Hình 1. Màng dầu trong tạp chí 1
Nếu trục nhận được một lực gây nhiễu như một sự tăng vọt đột ngột hoặc một cú sốc bên ngoài, nó có thể làm tăng độ lệch tâm trong giây lát so với vị trí cân bằng của nó. Khi điều này xảy ra, dầu bổ sung ngay lập tức được bơm vào chỗ trống của trục.
Điều này dẫn đến việc tăng áp suất của màng mang tải, tạo ra lực bổ sung giữa màng dầu và trục. Trong trường hợp này, màng dầu thực sự có thể dẫn động trục phía trước của nó theo chuyển động tròn về phía trước và thành một đường xoáy xung quanh ổ trục trong khoảng hở ổ trục.
Nếu có đủ giảm chấn trong hệ thống, trục có thể trở lại vị trí bình thường và ổn định. Nếu không, trục sẽ tiếp tục chuyển động quay cuồng, có thể trở nên dữ dội tùy thuộc vào một số thông số.
Dầu xoáy không ổn định
Dầu xoáy thể hiện các đặc điểm sau:
1. Dầu xoáy có thể được gây ra bởi một số điều kiện bao gồm:
- động lực nhẹ và lực tải trước
- quá mức ổ đỡ mòn hoặc khe hở
- sự thay đổi về đặc tính của dầu (chủ yếu là độ nhớt cắt)
- tăng hoặc giảm áp suất dầu hoặc nhiệt độ dầu; thiết kế ổ trục không phù hợp (đôi khi là một thiết kế quá mức đối với tải trục thực tế)
- rò rỉ chất lỏng trong lớp bọc của các cánh quạt và con dấu mê cung trục (cái gọi là “lực Alford” hoặc “lực khí động học”)
- thay đổi trong giảm xóc bên trong (giảm chấn từ, hoặc giảm chấn vật liệu, hoặc ma sát khô (coulomb))
- hiệu ứng con quay hồi chuyển, đặc biệt là đối với rôto quay quá mức có phần nhô ra quá mức.
Bất kỳ điều kiện nào trong số này đều có thể tạo ra xoáy dầu sau khi một lực tác động gây ra sự lệch rôto ban đầu.
2. Đôi khi máy có biểu hiện xoáy dầu không liên tục do các lực rung bên ngoài truyền vào thiết bị hoặc từ các nguồn bên trong máy. Trong những trường hợp này, các lực rung này có cùng tần số với tần số xoáy dầu của ổ trục đó và có thể đóng góp vừa phải cường độ lực nhiễu ở tần số điều chỉnh phù hợp để đặt trục vào chuyển động xoáy.
Rung động này truyền từ máy móc khác thông qua các cấu trúc kèm theo như đường ống và thanh giằng, hoặc thậm chí qua sàn và nền móng. Nếu điều này xảy ra, có thể cần phải cách ly máy này với máy móc xung quanh hoặc cách ly chính máy vi phạm.
3. Dầu xoáy dễ dàng được nhận ra bởi tần số rung động bất thường của nó, thường là 40% đến 48% RPM của trục. (Tham khảo 2 cho biết rằng xoáy dầu nguyên chất xảy ra ở 43 phần trăm tốc độ trục, nhưng sự không ổn định có thể xảy ra ở tốc độ tới hạn đầu tiên.)
4. Hình 2 cho thấy sự phát triển của xoáy dầu ngay sau khi trục được đưa lên đến tốc độ. Lưu ý rằng trục quay ở tốc độ máy xấp xỉ 1.800 vòng / phút và duy trì quay vòng cho đến khoảng 4.000 vòng / phút.
Tại thời điểm này, hãy lưu ý rằng tốc độ RPM 1X của trục bắt đầu cộng hưởng, điều này thực sự tạo ra lực đủ để vượt qua sự xoáy dầu. Tuy nhiên, khi máy đi qua vùng cộng hưởng, một lần nữa xoáy xảy ra ngay trên 5.200 vòng / phút.
Hình 2. Sự phát triển của Oil Whirl
Chỉ sau khi khởi động; Tiếp theo là Oil Whip
từ 9.200 đến 12.000 RPM 3
5. Lốc dầu được coi là nghiêm trọng khi biên độ rung động đạt từ 40 đến 50 phần trăm khe hở ổ trục thông thường. Tại thời điểm này, hành động khắc phục phải được thực hiện.
6. Các biện pháp khắc phục tạm thời bao gồm thay đổi nhiệt độ của dầu (do đó, độ nhớt của dầu ), cố tình tạo ra một sự mất cân bằng hoặc lệch trục nhẹ để tăng tải, tạm thời thay đổi sự căn chỉnh bằng cách làm nóng hoặc làm mát các chân đỡ, cạo các cạnh hoặc rãnh của bề mặt ổ trục để phá vỡ nêm bôi trơn, hoặc thay đổi áp suất dầu.
7. Các bước khắc phục vĩnh viễn để giải quyết sự cố xoáy dầu bao gồm lắp đặt một vỏ ổ trục mới với khe hở thích hợp, gia tải trước ổ trục bằng đập áp lực dầu bên trong hoặc thay đổi hoàn toàn loại ổ trục sang ổ trục màng dầu ít bị dầu xoáy hơn (bao gồm vòng bi rãnh dọc trục, vòng bi phân thùy hoặc vòng bi đệm nghiêng).
Ổ trượt đệm nghiêng là một lựa chọn tốt vì mỗi đoạn hoặc miếng đệm phát triển một nêm dầu có áp suất có xu hướng tập trung vào trục trong ổ trục, do đó tăng hệ thống giảm xóc và độ ổn định tổng thể.
Dầu roi không ổn định
Roi dầu xảy ra trên những máy chịu xoáy dầu khi tần số xoáy dầu trùng với và bị khóa vào tần số tự nhiên của hệ thống (thường là cân bằng rôto hoặc tần số tốc độ tới hạn). Ví dụ, hãy tham khảo Hình 2.
Khi tốc độ rôto tăng lên chỉ trên 9.200 vòng / phút, tốc độ của nó tăng lên gấp 2 lần tần số tự nhiên cân bằng đầu tiên của nó. Tại thời điểm này, vòng xoáy dầu xấp xỉ 43 phần trăm RPM, được đưa vào trùng hợp với tốc độ tới hạn này. Luồng dầu đột ngột được thay thế bằng roi dầu – một rung động phụ tiến triển về phía trước của rôto.
Tại thời điểm này, tần số roi dầu vẫn giữ nguyên, không phụ thuộc vào RPM của rôto. Lưu ý rằng tần số roi dầu không bao giờ thay đổi mặc dù máy tiếp tục tăng tốc lên 12.000 vòng / phút. Khi một trục đi vào roi dầu, các yếu tố động lực học chi phối của nó trở thành khối lượng và độ cứng nói riêng; và biên độ của nó chỉ bị giới hạn bởi khe hở ổ trục.
Nếu không được điều chỉnh, roi dầu có thể gây ra rung động phá hủy dẫn đến hỏng hóc nghiêm trọng – thường trong một khoảng thời gian tương đối ngắn.
Roi khô
Roi khô xảy ra trong các máy ổ trục nhật ký bị thiếu chất bôi trơn hoặc sử dụng chất bôi trơn sai. Khi điều này xảy ra, ma sát quá mức được tạo ra giữa ổ trục đứng yên và nhật ký quay. Ma sát này có thể kích thích rung động trong ổ trục và các thành phần khác.
Loại rung động này được gọi là roi khô. Roi khô cũng có thể do ổ trục tạp chí có khe hở quá mức cũng như các ổ trục không đủ khe hở.
Điều kiện khô roi tương tự như cọ xát ngón tay đã được làm ẩm trên một tấm kính khô. Nó sẽ tạo ra một tần số phụ thuộc cụ thể vào trục và vật liệu xây dựng, hình học và đặc tính chất bôi trơn. Thông thường, tần số này sẽ tạo ra tiếng kêu lớn tương tự như tiếng ồn do vòng bi lăn khô tạo ra .
Bản thân nội dung tần số sẽ không phải là bội số nguyên của tốc độ máy. Khi nghi ngờ có trùng roi khô, phải nhanh chóng chăm sóc để đề phòng nguy cơ hư hỏng nặng. Và khi nghi ngờ có roi khô, cần kiểm tra chặt chẽ cả bản thân chất bôi trơn và hệ thống bôi trơn và kiểm tra các ổ trục để đảm bảo chúng có khe hở thích hợp.
