Forståelse af akselforskydning i roterende maskiner

Definition: Hvad er fejljustering?

Forskydning af aksel er en tilstand, hvor rotationscenterlinjerne for to eller flere koblede aksler ikke er kolineære, når maskinen kører under normale driftsforhold. Sammen med ubalance er det en af de mest almindelige årsager til for tidlig maskinfejl, hvilket fører til øget vibration, leje- og tætningsskader og for højt energiforbrug. Målet med præcisionsjustering er at bringe akslens centerlinjer så tæt på hinanden som muligt inden for specificerede tolerancer.

Typer af fejljustering

Forkert justering er kategoriseret i to primære typer, selvom der i de fleste tilfælde i den virkelige verden er en kombination af begge til stede.

1. Parallel forskydning (eller forskydning)

Parallel forskydning opstår, når de to akselcenterlinjer er parallelle med hinanden, men er forskudt med en vis afstand. Dette kan visualiseres som, at den ene aksel er højere eller lavere (lodret forskydning) eller længere til den ene side (horisontal forskydning) end den anden.

2. Vinkelforskydning

Vinkelforskydning opstår, når de to aksler er i en vinkel i forhold til hinanden. Deres centerlinjer skærer hinanden ved koblingspunktet, men de er ikke på samme linje. Dette skaber et "mellemrum" ved koblingen, der er bredere på den ene side end på den anden.

3. Kombineret forskydning

Dette er det mest almindelige scenarie, hvor akslerne lider af både parallel og vinkelmæssig forskydning samtidigt.

Vibrationssignaturen ved forkert justering

Forkert justering genererer en meget tydelig vibrationssignatur, der kan identificeres i et FFT-spektrum:

• Primær indikator (2x): Det mest almindelige og klassiske tegn på fejljustering er en vibrationstop med høj amplitude præcis ved 2x rotationshastigheden (2. orden)Dette skyldes, at kræfterne forårsaget af skæv justering udsætter akslerne og koblingen for to bøjningscyklusser pr. omdrejning.
• Høj aksial vibration: Forkert justering forårsager ofte kraftige vibrationer i aksial retning (parallelt med akslen). En høj 2x-peak i aksial retning er en meget stærk indikator for forkert justering.
• Andre harmoniske (1x, 3x, 4x): Selvom 2x er den primære indikator, kan fejljustering også excitere 1x-hastighedsfrekvensen. Alvorlig fejljustering, især parallelforskydning, kan også generere højere harmoniske svingninger som 3x og 4x.
• Koblingsspecifikke frekvenser: Nogle typer koblinger kan, når de er slidte eller belastet af forkert justering, generere vibrationer ved deres egne karakteristiske frekvenser.

Et vibrationsspektrum, der viser en 2x peak, der er 50% eller mere af 1x peak'en, især når det ledsages af høj aksial vibration, er et lærebogseksempel på forkert justering.

Almindelige årsager til forkert justering

Forskydning kan være til stede fra den første installation eller udvikle sig over tid.

• Forkert installation: Den mest almindelige årsag er manglende præcisionsjustering under den indledende maskinopsætning.
• Termisk vækst: Når maskiner opvarmes fra stuetemperatur til driftstemperatur, udvider deres komponenter sig. En motor kan blive højere, eller et pumpehus kan udvide sig, hvilket trækker akslerne ud af justering. Præcisionsjustering skal tage højde for denne termiske vækst.
• Rørbelastning: Kræfter fra forkert understøttede indløbs- eller udløbsrør kan trække en pumpe eller kompressor ud af justering med dens driver. Dette er et meget almindeligt problem i procesindustrier.
• Fundamentsproblemer: Et svagt eller revnet fundament eller løse ankerbolte kan få en maskine til at forskubbe sig over tid.
• Blød fod: En tilstand, hvor en af maskinens monteringsfødder ikke sidder fladt på bundpladen, hvilket forårsager, at maskinrammen bliver vridd eller forvrænget, når den boltes fast.

Hvorfor det er afgørende at rette op på skævheder

Hvis en maskine kører forkert, har det alvorlige konsekvenser:

• Leje- og pakningsfejl: De høje cykliske belastninger, der påføres akslerne, overføres direkte til lejerne og tætningerne, hvilket får dem til at svigte for tidligt.
• Koblingsfejl: Koblinger er designet til at håndtere en lille mængde forskydning, men overdreven forskydning vil få dem til at slides op og svigte hurtigt.
• Skaftudmattelse: Gentagen bøjning af akslerne kan føre til udmattelsesrevner og i sidste ende akselbrud.
• Øget energiforbrug: Betydelig energi spildes i form af varme og vibrationer i stedet for at udføre nyttigt arbejde.

Præcisionsjustering ved hjælp af værktøjer som måleurer eller laserjusteringssystemer er en hjørnesten i ethvert effektivt pålideligheds- og vedligeholdelsesprogram.

← Tilbage til hovedindekset