Cos'è la vibrazione torsionale?

La vibrazione torsionale si verifica a causa dello squilibrio nei sistemi rotanti, come il disallineamento di un albero rotante o un accoppiamento debole che consente movimenti a piccole dimensioni lungo l'asse di rotazione.Le parti sono progettate per girare con una velocità costante o, a volte, necessaria per accelerare o rallentare.Più vibrazioni brusche o casuali una parte rotante sperimenta durante il funzionamento, più a lungo è la sua vita.Molti componenti torsionali sono progettati con materiali in grado di resistere a danni torsionali a lungo termine, noti anche come affaticamento torsionale.Senza test adeguati sotto carico vibrazionale, le parti di rotazione potrebbero sfuggire, fallendo catastroficamente, causando danni periferici e mdash;anche uccidere l'operatore della macchina.

Le aste rotanti, di solito parte di un treno di potenza, come alberi di trasmissione, alberi a camme, alberi a gomiti, travetti e mandrini sperimentano vibrazioni torsionali mentre trasmettono la potenza da una qualche forma di dispositivo di generazione.Tali alberi rotanti sono costruiti con materiali duttili, come metalli che hanno una maggiore resistenza alla frattura e mdash;Resistenza al cracking.Le parti rotanti metalliche falliscono attraverso le lente crepe dalla superficie in cui si verifica la più grande stress torsionale e dove le crepe sono più facili da identificare.Le fessure possono anche crescere dagli accoppiamenti rotanti, dai difetti di superficie all'interno dei fori del dispositivo di fissaggio.Le crepe terminali sulle superfici di guasto crescono in un piano approssimativo perpendicolare alla lunghezza dell'albero rotante e intorno all'asse centrale.

Un semplice esempio di vibrazione torsionale è un cartello stradale in un vento costante.I montaggi e le staffe che trattengono i segni in condizioni normali non sono progettati per resistere al movimento rotazionale.In una tempesta, i segnali stradali andranno avanti e indietro sotto il vento sotto l'influenza della vibrazione torsionale.Anche alcuni segni molto grandi possono essere strappati dai loro ormeggi, diventando shrapnel per gli abili catturati in un uragano.

Le vibrazioni torsionali possono verificarsi con geometrie risuoniche specifiche dell'albero o quando le velocità di rotazione sono elevate, aumentando al di sopra di un certo valore limite.A questo punto, la rotazione sull'asse dell'albero diventa vibrazione dinamicamente instabile e ne conseguono le vibrazioni dannose.Queste vibrazioni casuali, in contrasto con il normale movimento continuo dell'albero, si aprono fessure nel metallo e sono le cause primarie di fallimento delle parti rotanti.

Se parte di un sottile componente rotante, ad esempio una lama della turbina, sperimenta un fallimento catastrofico da una crack, può portare a squilibri più grandi che potrebbero distruggere interi sistemi di alimentazione.Il motivo per cui è difficile spiegare la vibrazione torsionale è che è complicato applicare carichi torsionali periodici durante i test.Oggi, gli alberi sono progettati con strumenti analitici per ottimizzare le lunghezze e i diametri degli alberi al fine di ridurre al minimo le vibrazioni torsionali.