臨界速度または旋回速度:定義
臨界速度 (旋回速度としても知られています )回転するシャフトまたはローターが不安定になる回転速度 共鳴のために激しく振動し始めます 。この共鳴は、シャフトの回転周波数がその自然周波数の1つと一致するときに発生します 。
ここに重要な概念の内訳があります:
* 回転シャフトまたはローター: これは、モーターシャフト、タービンブレード、または紡績機の部分などの回転成分を指します。
* 不安定: クリティカル速度では、シャフトの振動は大きくなり、制御されないようになり、損傷や故障につながる可能性があります。
* 共鳴: この現象は、外力(シャフトの回転など)がオブジェクトの固有周波数(自由に振動する周波数)と一致するときに発生します。
* 自然周波数: これらは、その質量、剛性、およびジオメトリによって決定されるオブジェクトの固有の特性です。すべてのシャフトには、簡単に振動する自然周波数のユニークなセットがあります。
クリティカルスピードが重要なのはなぜですか?
重要な速度を理解し、回避することは重要です。
* 安全な操作の確保: 臨界速度を上回る回転機械の動作は、壊滅的な障害につながる可能性があります。
* 損傷の防止: 高い振動は、ベアリング、アザラシ、およびその他の成分を損傷し、早期の摩耗につながる可能性があります。
* パフォーマンスの向上: 臨界速度を下回る速度でのスムーズな動作により、効率的な送電とノイズレベルの低下が保証されます。
臨界速度の決定:
臨界速度は、以下を含むさまざまな方法を使用して決定できます。
* 数学計算: シャフトジオメトリ、材料特性、およびサポート条件に基づく方程式。
* 有限要素分析(FEA): さまざまな負荷と速度でシャフトの動作をモデル化するコンピューターシミュレーション。
* 実験テスト: さまざまな速度に対する応答を測定するための制御条件下でのシャフトの物理的テスト。
共鳴の防止:
重大な速度の問題を回避するために、エンジニアはいくつかの戦略を実装します。
* 設計最適化: シャフトは、共鳴を避けるために特定の剛性と質量分布で設計されています。
* バランス: 振動を減らすためにローターの不均衡を修正します。
* 減衰: エネルギーを消散させる材料を追加し、振動の振幅を減らします。
* 速度制御: 臨界速度以下の速度での操作機械。
重要な速度とその意味を理解することは、回転機械の安全で効率的で長期にわたる操作を確保するために重要です。