Mechanische trillingen LES 6 – SPECTRALE EN CEPSTRALE ANALYSETECHNIEKEN Patrick Guillaume E-mail: patrick.guillaume@vub.ac.be Tel.: 02/6293566 11/21/2018 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005

Time or Frequency Domain Analysis? Spectrum analysis Cepstrum analysis MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005

Active/Passive Frequency Components time (s) frequency (Hz) MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005

Active/Passive Frequency Components frequency (Hz) speed (RPM) MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005

Onbalans Statisch en dynamisch Kenmerken: MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005

Onbalans: karakteristieke frequentie Amplitude Fase MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005

Rotatiefrequentie turbinerotor Onbalans: voorbeeld Turbine-reductor-alternator groep 3.2 mm/s bij 215 Hz = Rotatiefrequentie turbinerotor MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005

Uitlijningsfouten Ashoekfouten, radiale fouten, … axiale component MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005

Uitlijningsfouten: radiale fout Verklaring MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005

Uitlijningsfouten: ashoekfout MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005

Uitlijningsfouten: voorbeeld Turbine-compressor 3mm MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005

Uitlijningsfouten: voorbeeld Motor-multiplicator 81 Hz MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005

Het loskomen van onderdelen Loskomen van de lagerkap MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005

Het loskomen van onderdelen Ontstaan van 2e, 3e, 4e, 5e en zelfs 6e harmonische Tweede orde Vierde orde MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005

Tandwielen: karakteristieke frequentie Tandfrequentie ft = z1.f1 = z2.f2 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005

Tandwielen: karakteristieke frequenties Tandfrequentie: invloed van de slijtage MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005

Tandwielen: modulaties MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005

Modulaties MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005

 Modulaties Niet zuiver harmonisch CONVOLUTIE MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005

Tandwielen: modulaties MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005

Tandwieloverbrengingen: voorbeelden Uniforme slijtage 5393 Hz MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005

Tandwieloverbrengingen: voorbeelden Niet-uniforme slijtage modulatie = 81 Hz MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005

Tandwieloverbrengingen: voorbeelden Afbreken van een tand 81 Hz Twee tandwielen met draaifrequentie: 74 en 81 Hz Afbreken tand = onbalans MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005

Aërodynamische instabiliteit Aërodynamische krachten fschoep = n. fr 20 100 Hz 2000 Hz MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005

Aërodynamische instabiliteit Turbulentie Cavitatie wat? Implosie van luchtbelletjes => random Pompen (surge) wat? Omkeren van de luchtstroom MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005

Wentellagers MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005

Wentellagers (en tandwielen) MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005

Wentellagers: karakteristieke frequenties MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005

Wentellagers: voorbeeld N = 30 fK = 0.8 Hz d = 2.56 cm fB = 12 Hz D = 35.4 cm fU = 24 Hz  = 10° fI = 28 Hz f = 1.74 Hz 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005

Glijlagers: instabiliteit Hydrodynamische instabiliteit oliewervels met frequentie = 1/2 draaifreq. (48 %) MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005

Glijlagers: parameters kleine last excessieve sleet verhoging viscositeit “Oil whip” frequentieonafhankelijk MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005

Glijlagers: voorbeeld Buigingskritische snelheid tussen 3000 en 3800 tr/min MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005

Gebroken rotorgeleider modulatie op 2n .fslip Rotorproblemen fdraaiveld = 50 Hz/n (n poolparen) frotor f = slipfrequentie Gebroken rotorgeleider modulatie op 2n .fslip MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005

Rotorproblemen: voorbeeld Vierpolige inductiemotor toerental: 1462 tr/min fslip = 25 - 24.37 = 0.63 Modulatie: 4 x 0.63 = 2.52 Hz MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005

Scheuren in de as Vermoeiing  scheuren   stijfheid MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005

Voorbeelden uit de praktijk Motor-pomp-reductor 100 tanden 1800 tr/min 300 tanden 8 bladen fmotor = 30 Hz fpomp = 10 Hz f tand = 3000 Hz fschoep = 80 Hz + modulaties ... MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005

Voorbeelden uit de praktijk Uitlopen van stoomturbine-overbrenging-ventilator groep Opstarten < 3 Mils, p-p Uitlopen > 8 Mils, p-p MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005

Trillings-Diagnose-Tabel MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005

Cepstrum MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005

Cepstrum MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 6, 2005