+31 180 620211

Torsietrillingsberekeningen

Torsietrillingen liggen aan de bron van een groot percentage problemen en schades van roterende apparatuur. Een gedegen numerieke analyse van het systeem kan de meeste van deze problemen voorkomen. Dit gebeurt middels zogenaamde torsietrillingsberekeningen.

Een torsietrillingsberekening is een analyse van een complex systeem, meestal een voortstuwingsinstallatie of een aandrijving, met betrekking tot de in de installatie aanwezige oneenparigheid. Deze oneenparigheid kan door resonantie leiden tot zeer ernstige trillingen en in veel gevallen zelfs tot schade. Deze schade kan variëren van lichte pitting op tandwielen tot zeer ernstige tandwielschade, scheuren of zelfs smelten van elastische koppelingen en breken van assen.

De oorzaak voor de aanwezigheid van hinderlijke of schadelijke torsietrillingen ligt in de samenstelling van de onderdelen van de samengestelde installatie. Het probleem hierbij is vooral dat op zich goede componenten niet garant staan voor een goed geheel.

Indien er sprake is van een mis-matching van de combinatie van de massatraagheden en stijfheden van de afzonderlijke onderdelen, kunnen er toch problemen optreden. Soms treden die alleen op bij bepaalde bedrijfssituaties zodat men niet altijd in de gaten heeft dat er een probleem is. Een bijkomend probleem is hierbij ook dat datgene wat kapot gaat lang niet altijd de zwakste schakel of het slechtste onderdeel van de installatie is! Men wijst in zo’n geval naar de leverancier van het zwakste onderdeel, terwijl daar niet altijd het probleem ligt.

In zo’n geval kan een gedegen rekenkundige analyse helpen om het probleem op te lossen.

Voorbeelden van schades welke door torsietrillingen worden veroorzaakt zijn onder andere:

  • Verkorte levensduur van elastische koppelingen.
  • Slijtage op vertandingen
  • Tandhamer (hameren van vertandingen ten gevolge van de grote wisselkoppels), welke hinderlijk geluid maar ook tandbreuk kan veroorzaken.
  • Breuk van schroefassen
  • Breuk van krukassen

In tegenstelling tot de “gewone”  lineaire trillingen, zijn torsietrillingen moeilijk zonder apparatuur te detecteren. Zijn lineaire trillingen voelbaar (laag frequent) of hoorbaar (hoog frequent) en soms zelfs zichtbaar; een torsietrilling heeft over het algemeen slechts een geringe uitwendige reactiekracht. Omdat het probleem dan ook niet zonder meer kan worden herkend, kan een hoog torsietrillingsniveau leiden tot onverwachte uitval door bijvoorbeeld scheuren van een elastische koppeling, tandschade of zelfs asbreuk. Typisch genoeg is er aan boord van jachten juist soms weer sprake van geluidshinder door de torsiereactie terwijl het torsietrillingsniveau zeer ruim binnen alle geldende normen valt. Dit heeft dan echter meer te maken met de hoge gevoeligheid van de lichtgewicht structuren en de hoge onderdrukking van andere geluidsbronnen waardoor niveaus die normaliter niet opgemerkt worden toch opeens als storend ervaren worden.

Om er zeker van te zijn dat een installatie vrij is van torsietrillingen, kan een torsietrillingsberekening worden uitgevoerd. Deze berekening, voor grotere zeeschepen een verplichting om aan klasse eisen te voldoen, verlaagt het risico voor het optreden van resonanties in het bedrijfstoerengebied. Een dergelijke berekening kan vrij simpel en tegen relatief lage kosten worden uitgevoerd, en voorkomt een verkeerde keuze van de onderdelen. Vaak helpt het al om simpelweg de rubberstijfheid van de elastische koppeling te variëren om het probleem adequaat op te lossen. Het maken van een berekening vooraf voorkomt in zo’n geval voor vele duizenden tot tienduizenden Euro’s schade.

In veel gevallen, vooral bij nieuwbouw, wordt een torsietrillingsberekening door de motorleverancier gemaakt. Deze berekeningen zijn in analyse en conclusie soms echter vrij beperkt, en richten zich vooral op het probleemloos en schadevrij werken van de motor. Een vaak gehoorde conclusie is dat krukasspanning en demperbelastin toelaatbaar zijn, maar dat zegt nog niets over flexibele koppelingen, tandwielkasten en andere componenten. Ze zijn er met name op gericht om zonder problemen door de klasse keuring heen te komen.

Bij complexere installaties zoals bijvoorbeeld baggerbedrijf, met een groot aantal complexe belastingssituaties zoals baggeren, pompen, walpersen enzovoort, is deze berekening lang niet altijd kompleet en vergt het uitvoeren van een goede berekening veel kennis omtrent het bedrijf en de te verwachten belastingssituaties. Deze kennis is bij Techno Fysica, door jarenlange ervaring, opgedaan tijdens metingen aan dergelijke installaties, ruimschoots aanwezig.

Torsie model van een voortsuwingsinstallatie

Ook kan het nodig zijn om later in de levensduur van een installatie een herberekening te maken. Bijvoorbeeld wanneer er iets in de installatie veranderd. Gedacht kan worden aan het bijplaatsen van een generator, het veranderen van schroef of wellicht het type bedrijf, met andere bedrijfstoerentallen.

in zo’n geval kan Techno Fysica de nieuwe berekening voor u uitvoeren, met als bijkomend voordeel dat wij dit doen met betrekking tot de gehele installatie, en voor het gehele werkgebied.

Als laatste kan nog worden opgemerkt dat wij neutraal zijn, en onze adviezen niet “beperkt” zijn door verbindingen of afspraken met leveranciers.