Co to jest wibracje skrętne?

Wibracje skrętne występują z powodu niezrównoważenia w układach obrotowych, takich jak niewspółosiowość obracającego się wału lub słabe sprzężenie, które umożliwia małe ruchy wzdłuż osi obrotu. Części są zaprojektowane do obracania się ze stałą prędkością lub czasem wymagane do przyspieszenia lub zwolnienia. Im mniej nagłe lub losowe wibracje doświadcza rotacyjnej części podczas pracy, tym dłuższa jej życie. Wiele komponentów skrętnych jest zaprojektowanych z materiałami, które mogą wytrzymać długoterminowe uszkodzenia skrętne, znane również jako zmęczenie skrętne. Bez odpowiedniego testowania przy obciążeniu wibracyjnym wirujące części mogą się przełamać, zawodzą katastroficznie, powodując uszkodzenia peryferyjne - nawet zabijanie operatora maszyny.

Obracające się pręty, zwykle część pociągu zasilającego, takie jak wały transmisyjne, wałki rozrządu, wałki korbowe, wałki napędowe i wrzeciona, doświadczają wibracji skrętnych, gdy przenoszą moc z jakiejś formy urządzenia wytwarzającego. Takie obracające się wały są zbudowane z maty plastycznejEriale, takie jak metale, które mają większą wytrzymałość złamań - odporność na pękanie. Metaliczne części obracające się nie powiodą się poprzez powolne pękanie z powierzchni, na której występuje największe naprężenie skrętne i gdzie pęknięcia najłatwiej są do zidentyfikowania. Pęknięcia mogą również rosnąć z obracających się złącze, z wad powierzchniowych wewnątrz otworów złącza. Karki końcowe na powierzchniach awarii rosną w przybliżonej płaszczyźnie prostopadłej do długości wału obracającego się i wokół osi środkowej.

Prostym przykładem wibracji skrętnych jest znak drogowy w stałym wietrze. Mocowania i wsporniki, które trzymają znaki w normalnych warunkach, nie są zaprojektowane w celu powstrzymania ruchu obrotowego. Podczas burzy znaki drogowe będą biczować w przód iw tył pod wpływem wibracji skrętnych. Nawet niektóre bardzo duże znaki można wyrwać z ich cumowania, stając się odłamkami do nieostrego złapania w HurRicane.

Wibracje skrętne mogą wystąpić przy określonych geometriach rezonansowych wału lub gdy prędkości obrotowe są wysokie, zwiększając się powyżej pewnej wartości ograniczającej. W tym momencie obrót wokół osi wału staje się dynamicznie niestabilny i pojawiają się szkodliwe wibracje. Te losowe wibracje, sprzeczne z normalnym ciągłym ruchem wału, otwarte pęknięcia w metalu i są głównymi przyczynami awarii obrotowych części.

Jeśli część cienkiego obracającego się komponentu, na przykład łopatka turbiny, doświadcza katastrofalnej awarii z A przez pęknięcie, może prowadzić do większych nierównowagi, które mogą zniszczyć całe systemy zasilania. Powodem, dla którego wibracje skrętne jest trudne do rozliczenia, jest to, że skomplikowane jest stosowanie okresowych obciążeń skrętnych podczas testowania. Obecnie wały są zaprojektowane z narzędziami analitycznymi do optymalizacji długości i średnic wałów w celu zminimalizowania drgań skrętnych.