Hvad er torsionsvibrationer?

Torsionsvibration forekommer på grund af ubalance i roterende systemer, såsom forkert justering af en roterende skaft eller en svag kobling, der tillader små uwantede bevægelser langs rotationsaksen.Dele er designet til at dreje med en konstant hastighed eller undertiden kræves for at fremskynde eller bremse.Jo færre pludselige eller tilfældige vibrationer en roterende del oplever, mens de er i drift, jo længere er dens liv.Mange torsionskomponenter er designet med materialer, der kan modstå langvarig torsionsskade, også kendt som torsional træthed.Uden tilstrækkelig test under vibrationsbelastning kan spinende dele muligvis knække igennem, svigtende katastrofalt, hvilket forårsager perifer skade mdash;selv dræbe maskinoperatøren.

roterende stænger, normalt en del af et krafttog, såsom transmissionsakker, knastaksler, krumtapaksler, drivaksler og spindler oplever torsionsvibrationer, når de transmitterer strøm fra en eller anden form for genererende enhed.Sådanne roterende aksler er konstrueret af duktile materialer, såsom metaller, der har større bruddejhed mdash;modstand mod revner.Metalliske roterende dele mislykkes gennem langsom revner fra overfladen, hvor den største torsionsspænding opleves, og hvor revnerne er nemmest at identificere.Revner kan også vokse fra roterende koblinger fra overfladefejl inde i fastgørelseshullerne.Terminale revner ved fiaskooverflader vokser i et omtrentlig plan vinkelret på længden af den roterende skaft og om den centrale akse.

Et simpelt eksempel på torsionsvibration er et vejskilt i en jævn vind.Monteringer og parenteser, der holder skiltene under normale forhold, er ikke designet til at modstå rotationsbevægelse.I en storm pisker vejskilte frem og tilbage i vinden under påvirkning af torsionsvibrationer.Selv nogle meget store skilte kan rives fra deres fortøjning og bliver granat til de uforsvarlige, der er fanget i en orkan.

Torsionsvibrationer kan forekomme med specifikke resonerende geometrier i skaftet, eller når rotationshastighederne er høje, hvilket øges over en bestemt begrænsende værdi.På dette tidspunkt bliver rotation omkring skaftens akse dynamisk ustabil, og skadelige vibrationer opstår.Disse tilfældige vibrationer, i strid med den normale kontinuerlige bevægelse af skaftet, åbne revner i metallet og er de primære årsager til svigt i roterende dele.

Hvis en del af en tynd roterende komponent, for eksempel, et turbineblad, oplever katastrofal svigt fra en gennemgående revne, kan det føre til større ubalance, der kan ødelægge hele kraftsystemer.Årsagen til torsionsvibration er vanskelig at redegøre for er, at det er kompliceret at anvende periodiske torsionsbelastninger under test.I dag er aksler designet med analytiske værktøjer til at optimere længder og diametre af aksler for at minimere torsionsvibrationer.