Verständnis des Wellenorbit-Diagramms in der Schwingungsanalyse

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Portabler Balancer & Schwingungsanalysator Balanset-1A

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Schwingungssensor

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Optischer Sensor (Laser-Tachometer)

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Magnetischer Ständer Größe-60-kgf

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Dynamischer Balancer "Balanset-1A" OEM

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Definition: Was ist ein Wellenorbit?

A Wellenumlaufbahn ist ein Diagramm, das den Weg des geometrischen Mittelpunkts einer rotierenden Welle während einer oder mehrerer Umdrehungen zeigt. Es ist eine zweidimensionale Darstellung der Wellenbewegung innerhalb des Lagerspiels, als ob man das Ende der Welle betrachten würde. Dieses leistungsstarke Diagnosetool basiert auf einem Paar berührungsloser Näherungssonden um 90 Grad versetzt montiert (normalerweise in einer XY-Konfiguration) und ihre gleichzeitigen Verschiebungssignale werden gegeneinander aufgetragen.

Warum ist das Orbit-Diagramm so nützlich?

Während eine Standard-Zeitwellenform oder ein FFT-Spektrum die Schwingung in eine Richtung darstellt, kombiniert das Orbit-Diagramm zwei Richtungen und liefert so ein vollständiges Bild der dynamischen Wellenbewegung. Dadurch können Schwingungsanalytiker die tatsächliche Form und Richtung der Wellenbewegung visualisieren und so wertvolle Hinweise für die Diagnose einer Vielzahl von Maschinenfehlern erhalten. Das Orbit ist ein Eckpfeiler der rotordynamischen Analyse, insbesondere bei hochtourigen, kritischen Maschinen mit Flüssigkeitsfilmlagern wie Turbinen, Kompressoren und großen Generatoren.

So interpretieren Sie Orbitformen

Form, Größe und Ausrichtung der Umlaufbahn sind direkte Indikatoren für die auf den Rotor wirkenden Kräfte. Ein erfahrener Analytiker kann den Zustand einer Maschine allein durch die Betrachtung der Umlaufbahn diagnostizieren.

Kreisförmige oder elliptische Umlaufbahn

Eine einfache kreisförmige oder elliptische Umlaufbahn, zentriert im Lager, ist typischerweise ein Indikator für einen gut funktionierenden Rotor, der von einer einzigen Frequenz dominiert wird, am häufigsten UnwuchtDie Umlaufbahn ist kreisförmig, wenn die Lagersteifigkeit in beiden Richtungen gleich ist (isotrop), und elliptisch, wenn die Steifigkeit in horizontaler und vertikaler Richtung unterschiedlich ist (anisotrop), was sehr häufig vorkommt.

Verzerrte, Achter- oder Bananen-förmige Umlaufbahn

Wenn die Umlaufbahn von einer einfachen Ellipse abweicht, deutet dies darauf hin, dass mehrere Frequenzen die Bewegung der Welle beeinflussen.

• A „Bananen-“ oder halbmondförmige Umlaufbahn ist oft verbunden mit Fehlausrichtung, wo sowohl 1x- als auch 2x-Frequenzen vorhanden sind.
• A Figur-8-Form ist ein klassisches Zeichen für eine starke 2x-Frequenzkomponente, die ein Lehrbuchindikator für WellenversatzEine Acht mit einer inneren Schleife deutet oft auf eine schwerwiegendere Erkrankung oder das Vorhandensein einer Reibung hin.

Umlaufbahnen mit Knicken oder scharfen Ecken

Scharfe Richtungsänderungen, flache Stellen oder „Knicke“ in der Umlaufbahn sind starke Hinweise auf eine Rotor-Stator-ReibungDies weist darauf hin, dass die Bewegung der Welle eingeschränkt wird, da sie kurzzeitig mit einer stationären Komponente wie einem Lager, einer Dichtung oder dem Maschinengehäuse in Kontakt kommt.

Stark unregelmäßige Umlaufbahnen

Eine Umlaufbahn, die unregelmäßig oder instabil ist oder mit „Rauschen“ gefüllt zu sein scheint, kann ein Zeichen für erhebliche mechanische Lockerheit, flüssigkeitsbedingte Instabilität (wie Ölwirbel oder -peitschen) oder turbulente Strömungsbedingungen in einer Pumpe oder einem Kompressor sein.

Präzessionsrichtung: Vorwärts vs. Rückwärts

Die Richtung, in der die Umlaufbahn im Verhältnis zur Drehrichtung der Welle verfolgt wird, ist ebenfalls ein wichtiger Diagnosefaktor.

• Vorwärtspräzession: Die Umlaufbahn verläuft in der gleichen Richtung wie die Wellendrehung. Dies ist das normale Verhalten bei Kräften wie Unwucht.
• Umgekehrte Präzession: Die Umlaufbahn verläuft in die entgegengesetzte Richtung der Wellendrehung. Dies ist ein anormaler Zustand und kann ein Anzeichen für einen Wellenriss, eine starke Reibung oder bestimmte Arten von flüssigkeitsbedingter Instabilität sein.

Was ein Orbit-Diagramm zeigt

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein einzelnes Orbit-Diagramm eine Fülle von Informationen liefert:

• Die Gesamtamplitude der Wellenschwingung.

– Die Form der Wellenbewegung, die bei der Identifizierung der Fehlerart hilft.

• Die Richtung der Präzession.
• Die durchschnittliche Position der Welle innerhalb des Lagerspiels.

Durch die Analyse der Umlaufbahn in Verbindung mit dem FFT-Spektrum und der Zeitwellenform können Analysten eine äußerst zuverlässige und detaillierte Diagnose des dynamischen Verhaltens einer Maschine erreichen.

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