ねじり振動とは

ねじれ振動は、回転軸の位置ずれや、回転軸に沿った望ましくない小さな動きを可能にする弱いカップリングなど、回転システムの不均衡により発生します。 部品は、一定の速度で回転するように設計されていますが、速度を上げたり下げたりする必要がある場合もあります。 動作中に回転部品が受ける急激なまたはランダムな振動が少ないほど、寿命が長くなります。 多くのねじりコンポーネントは、ねじり疲労とも呼ばれる長期のねじり損傷に耐えることができる材料で設計されています。 振動負荷の下で適切なテストを行わないと、回転部品が破裂し、壊滅的な障害を引き起こし、周辺機器の損傷を引き起こし、機械のオペレーターを殺すことさえあります。

トランスミッションシャフト、カムシャフト、クランクシャフト、ドライブシャフト、スピンドルなど、通常はパワートレインの一部である回転ロッドは、何らかの形式の発電装置から動力を伝達するときにねじれ振動を経験します。 このような回転軸は、破壊靭性が大きい金属などの延性材料で構成されています。 金属の回転部品は、最大のねじり応力が発生し、亀裂を最も簡単に特定できる表面からのゆっくりした亀裂により破損します。 回転カップリング、ファスナー穴内部の表面の傷からも亀裂が成長する可能性があります。 破損面での端末クラックは、回転軸の長さ方向と中心軸の周りにほぼ垂直な平面で成長します。

ねじれ振動の簡単な例は、安定した風の中の道路標識です。 通常の状態でサインを保持するマウントとブラケットは、回転運動に抵抗するようには設計されていません。 嵐の場合、道路標識は、ねじれ振動の影響下で風の中を前後に揺れ動きます。 いくつかの非常に大きな標識でさえ、係留から引き裂かれ、ハリケーンに巻き込まれた不注意な人への破片になります。

ねじれ振動は、シャフトの特定の共振形状で発生するか、回転速度が高く、特定の制限値を超えて増加する場合に発生します。 この時点で、シャフトの軸を中心とした回転が動的に不安定になり、損傷する振動が発生します。 これらのランダムな振動は、シャフトの通常の連続的な動きとは異なり、金属の亀裂を開き、回転部品の故障の主な原因です。

タービンブレードなどの薄い回転部品の一部に貫通亀裂による壊滅的な障害が発生すると、電力システム全体を破壊する可能性のある不均衡が大きくなる可能性があります。 ねじり振動を説明するのが難しい理由は、テスト中に周期的なねじり荷重を加えるのが複雑だからです。 現在、軸は分析ツールを使用して設計されており、軸の長さと直径を最適化してねじり振動を最小限に抑えています。