Разбиране на биенето на вала при вибрационен анализ

Определение: Какво е биене?

Биене е общ термин за несъвършенства в ротор, които произвеждат сигнал веднъж на оборот (1x), дори когато роторът се върти с много ниска скорост, където динамичните сили като дисбаланс са незначителни. Това е измерване на общото отклонение или вариация на въртяща се повърхност от перфектен кръг спрямо истинската централна линия на вала. Ключово предизвикателство при анализа на вибрациите е, че биенето може да изглежда точно като дисбаланс в данните за вибрациите, но не е проблем, свързан с масата, и следователно не може да бъде отстранено чрез балансиране.

Видове биене: критично разграничение

Важно е да се прави разлика между двата основни вида биене:

1. Механично биене

Механичното биене е истинско физическо или геометрично несъвършенство на вала. Това означава, че повърхността на вала не е идеално кръгла или не е идеално центрирана спрямо оста си на въртене. Често срещани причини включват:

• Неравностомерност: Шипката на вала е леко овална или има други несъвършенства във формата от машинна обработка.
• Ексцентричност: Компонент, като ролка или зъбно колело, се обработва или монтира леко извън центъра спрямо централната линия на вала.
• Извита или извита шахта: Постоянното огъване на вала ще доведе до движение на повърхността му навътре и навън спрямо фиксирана точка, докато се върти.

Механичното биене може да се измери директно с помощта на индикаторен часовник, докато бавно въртите вала на ръка.

2. Електрическо биене

Електрическото изтичане не е физически дефект, а по-скоро грешка в измерването което се случва изключително безконтактно сонди за близост с вихрови токовеТези сонди работят чрез създаване на магнитно поле и отчитане на промени в повърхността на вала. Ако повърхността на вала има локализирани вариации в своите магнитни или електрически свойства, сондата ще генерира флуктуиращ сигнал, дори ако разстоянието между вала и сондата е напълно постоянно.

Причините за електрическо изтичане включват:

• Вариации в пропускливостта на материала: Локализирано магнетично петно върху вала може да създаде силен 1x сигнал. Това може да се случи, ако валът е случайно намагнетизиран, например от индикатор с магнитна основа.
• Промени в повърхностното покритие: Драскотини, вдлъбнатини или следи от инструменти в „зрителното поле“ на сондата.
• Непоследователен състав на материала: Вариации в сплавта или металургичните свойства на материала на вала.

Електрическото биене е невидимо за индикатор с часовник, но е значителен източник на грешки при мониторинга на вибрациите на турбомашините.

Защо биенето е проблем при диагностика и балансиране

Сигналът, генериран от двата вида биене, се появява при 1x скорост на въртене на вала, което е същата честота като дисбаланса. Това създава сериозен проблем:

• Може да се сбърка с дисбаланс: Анализатор може да види висок пик на вибрация от 1x и неправилно да го диагностицира като дисбаланс, което води до ненужни и неефективни опити за балансиране.
• Това пречи на балансирането: Сигналът за биене се добавя към истинския сигнал за дисбаланс. За да се извърши точно балансиране, компонентът на биене трябва да бъде измерен и векторно изваден от общия вибрационен сигнал, за да се изолира истинският динамичен отговор.

Компенсация за биене: Векторът на бавното търкаляне

За да решат този проблем, анализаторите използват техника, наречена компенсация за биенеТова е критична стъпка в анализа на всяка машина, наблюдавана с датчици за близост.

1. Бавно търкаляне: Машината работи на много ниска скорост (обикновено 200-500 об/мин), където центробежните сили от дисбаланса са незначителни.
2. Измерете вектора на бавното търкаляне: Векторът на вибрациите 1x (амплитуда и фаза), измерен при тази ниска скорост, се дължи почти изцяло на биене. Това се нарича вектор на „бавно търкаляне“ или „биене“.
3. Извадете вектора: Този вектор на бавно търкаляне след това се съхранява и векторно се изважда от вектора на вибрациите 1x, измерен при високата работна скорост на машината.

Резултатът е 1x вектор с компенсация на биенето, което представлява истинското динамично движение на вала, дължащо се на дисбаланс и други динамични сили на ротора. Тази компенсирана стойност е това, което трябва да се използва за точна диагностика и за изчисляване на корекционните тегла за баланс.

← Обратно към основния индекс