Forståelse af akselkast i vibrationsanalyse

Definition: Hvad er Runout?

Udløb er en generel betegnelse for ufuldkommenheder i en rotor, der producerer et signal én gang pr. omdrejning (1x), selv når rotoren drejer med en meget lav hastighed, hvor dynamiske kræfter som ubalance er ubetydelige. Det er en måling af den samlede variation eller afvigelse af en roterende overflade fra en perfekt cirkel i forhold til akslens sande centerlinje. En central udfordring i vibrationsanalyse er, at kast kan ligne præcis ubalance i vibrationsdataene, men det er ikke et masserelateret problem og kan derfor ikke løses ved afbalancering.

Typer af udløb: En kritisk sondring

Det er afgørende at skelne mellem de to hovedtyper af udløb:

1. Mekanisk kast

Mekanisk kast er et sandt fysisk eller geometrisk ufuldkommenhed af akslen. Det betyder, at akslens overflade ikke er perfekt rund eller ikke er perfekt centreret på sin rotationsakse. Almindelige årsager omfatter:

• Urundhed: Akseltappen er let oval eller har andre formfejl fra bearbejdning.
• Excentricitet: En komponent, som en remskive eller et tandhjul, er bearbejdet eller monteret lidt excenter i forhold til akslens centerlinje.
• Bøjet eller buet skaft: En permanent bøjning i akslen vil få dens overflade til at bevæge sig ind og ud i forhold til et fast punkt, mens den roterer.

Mekanisk kast kan måles direkte ved hjælp af en måleur, mens akslen langsomt roterer i hånden.

2. Elektrisk kast

Elektrisk runout er ikke en fysisk defekt, men snarere en målefejl der udelukkende forekommer ved ikke-kontakt hvirvelstrømsnærhedsproberDisse sonder fungerer ved at skabe et magnetfelt og registrere ændringer i akselens overflade. Hvis akselens overflade har lokale variationer i sine magnetiske eller elektriske egenskaber, vil sonden producere et fluktuerende signal, selvom afstanden mellem aksel og sonde er helt konstant.

Årsager til elektrisk udfald inkluderer:

• Variationer i materialepermeabilitet: En lokaliseret magnetisk plet på akslen kan skabe et stærkt 1x-signal. Dette kan ske, hvis akslen ved et uheld magnetiseres, for eksempel af en magnetisk base-måleur.
• Ændringer i overfladefinish: Ridser, buler eller værktøjsmærker i sondens "synsområde".
• Inkonsekvent materialesammensætning: Variationer i legerings- eller metallurgiske egenskaber af skaftmaterialet.

Elektrisk kast er usynligt for en måleur, men er en betydelig fejlkilde i vibrationsovervågning af turbomaskiner.

Hvorfor runout er et problem for diagnosticering og afbalancering

Signalet, der genereres af begge typer kast, forekommer ved 1x akslens omdrejningshastighed, hvilket er den samme frekvens som ubalance. Dette skaber et stort problem:

• Det kan forveksles med ubalance: En analytiker kan se en høj 1x vibrationstop og fejlagtigt diagnosticere den som ubalance, hvilket fører til unødvendige og ineffektive balanceringsforsøg.
• Det forstyrrer balancen: Runout-signalet lægges til det sande ubalancesignal. For at udføre en nøjagtig afbalancering skal runout-komponenten måles og vektorielt trækkes fra det samlede vibrationssignal for at isolere det sande dynamiske respons.

Runout-kompensation: Slow-Roll-vektoren

For at løse dette problem bruger analytikere en teknik kaldet kompensation for udløbDette er et kritisk trin i analysen af enhver maskine, der overvåges med nærhedsprober.

1. Langsom rulning: Maskinen betjenes ved en meget lav hastighed (typisk 200-500 o/min), hvor centrifugalkræfter fra ubalance er ubetydelige.
2. Mål slow-roll-vektoren: 1x vibrationsvektoren (amplitude og fase) målt ved denne lave hastighed skyldes næsten udelukkende runout. Dette kaldes "slow-roll" eller "runout"-vektoren.
3. Træk vektoren fra: Denne langsomme rullevektor gemmes derefter og trækkes vektorielt fra 1x vibrationsvektoren målt ved maskinens høje driftshastighed.

Resultatet er runout-kompenseret 1x vektor, som repræsenterer akslens sande dynamiske bevægelse på grund af ubalance og andre rotordynamiske kræfter. Denne kompenserede værdi skal bruges til nøjagtig diagnostik og til beregning af balancekorrektionsvægte.

← Tilbage til hovedindekset