Pochopení středové osy hřídele při monitorování vibrací

Definice: Jaká je poloha středové osy hřídele?

V kontextu monitorování strojů s sondy přiblížení, ten poloha středové osy hřídele je průměrná nebo ustálená poloha geometrického středu hřídele v jeho vůli ložiska s fluidním filmem. Zatímco měření vibrací (střídavá složka signálu) popisují rychlý dynamický pohyb hřídele *kolem* této průměrné polohy, měření středové osy hřídele (stejnosměrná složka signálu) popisuje, *kde* se tato průměrná poloha nachází. Sledování změn této stejnosměrné polohy v čase poskytuje důležité poznatky o zatížení ložiska, jeho ustavení a dlouhodobém opotřebení.

Jak se měří poloha středové osy hřídele?

Poloha středové osy hřídele se měří pomocí stejnosměrného napětí z dvojice bezdotykových sond XY (dvě sondy namontované v úhlu 90 stupňů). Funguje to takto:

1. Napětí v mezeře sondy: Každý budič bezdotykové sondy vydává záporné stejnosměrné napětí, které je přímo úměrné mezeře mezi hrotem sondy a povrchem hřídele. Například běžná kalibrace je -200 mV/mil, což znamená, že napětí se s pohybem hřídele od sondy stává zápornějším.
2. Vynulování pozice: Pro stanovení referenční hodnoty se stejnosměrná napětí v mezerách obvykle „vynulují“ nebo zaznamenávají, když je hřídel v klidu ve spodní části ložiska.
3. Sledování průměrné pozice: Jakmile se stroj rozběhne a dosáhne provozní rychlosti a teploty, hřídel se zvedne na svém hydrodynamickém olejovém filmu. Systém bezdotykové sondy nepřetržitě monitoruje průměrné stejnosměrné napětí v mezeře ze sond X a Y.
4. Vykreslení pozice: Vynesením stejnosměrného napětí X a Y proti sobě dokáže monitorovací systém zobrazit průměrnou polohu hřídele v 2D grafu, který představuje vůli ložiska.

Diagnostická hodnota grafu středové osy hřídele

A graf středové osy hřídele, který ukazuje dráhu průměrné polohy hřídele při změně otáček nebo zatížení stroje, je výkonným diagnostickým nástrojem pro turbínové stroje.

1. Ověření normálního provozu ložiska

Při spuštění se v pořádku uložený rotor v ložisku s fluidním filmem zvedne a bude se pohybovat horizontálně, jak se vyvíjí hydrodynamický olejový klín. Dráha, kterou se pohybuje na grafu středové čáry, by měla být plynulá a opakovatelná při každém spuštění stroje. Tento graf potvrzuje, že ložiska generují správný vztlak a že rotor je správně umístěn.

2. Diagnostika opotřebení ložisek

Postupem času, jak se ložisko opotřebovává, se vůle hřídele postupně snižuje a snižuje. Překrytím dnešní polohy středové osy hřídele s polohou před rokem může analytik jasně vidět tento trend a předpovědět, kdy bude nutné ložisko vyměnit, a to dlouho předtím, než začne způsobovat vysoké vibrace.

3. Detekce změn v zarovnání nebo zatížení

Poloha hřídele v ložisku je určena silami, které na ni působí. Pokud se změní souosost stroje (například v důsledku tepelného růstu nebo deformace potrubí), změní se síly působící na ložiska, což následně způsobí posun polohy středové osy hřídele. Náhlá změna polohy středové osy během ustáleného provozu je silným indikátorem významné změny sil působících na rotor a vyžaduje okamžité prošetření.

4. Identifikace nestability ložisek

Za určitých podmínek se hřídel nemusí ustálit ve stabilní poloze a může začít v ložisku přecházet nebo se „vibrovat“. Tento stav, známý jako olejový vír nebo „vibrování“, se projevuje jako velký, nestabilní pohyb na grafu středové čáry.

Poloha středové čáry vs. oběžná dráha

Je důležité rozlišovat mezi dvěma grafy odvozenými z přibližovacích sond:

• Na stránkách Graf osy hřídele používá Stejnosměrné napětí pro zobrazení *průměrné* polohy hřídele. Používá se k analýze pomalých změn v čase (trendů) nebo během spouštění/vypínání.
• Na stránkách Graf oběžné dráhy hřídele používá Střídavé napětí zobrazit *dynamický pohyb* hřídele kolem její průměrné polohy ve středové ose. Používá se k diagnostice specifických závad, jako je nevyváženost a nesouosost.

Tyto dva grafy dohromady poskytují kompletní a detailní obraz o stavu a chování rotoru v jeho ložiskách.

← Zpět na hlavní index