Grundlegendes zur Anlaufanalyse
Definition: Was ist eine Hochlaufanalyse?
Hochlaufanalyse ist die systematische Messung und Auswertung von Vibration Amplitude und Phase während der Beschleunigung des Geräts aus dem Stand oder von niedriger Geschwindigkeit auf Betriebsgeschwindigkeit. Kontinuierliche Datenaufzeichnung während Start-up ermöglicht die Identifizierung von kritische Geschwindigkeiten (sichtbar als Amplitudenspitzen), Beurteilung von Dämpfung (von der Spitzenschärfe), Erkennung von Startup-spezifischen Problemen (Thermobogen) und Validierung von Startprozeduren. Daten werden typischerweise angezeigt als Bode-Diagramme (Amplitude und Phase vs. Geschwindigkeit) und Wasserfall-Plots zeigt die spektrale Entwicklung.
Die Hochlaufanalyse ist für die Inbetriebnahme neuer Geräte (Überprüfung der Konstruktionsprognosen), die Fehlerbehebung bei Vibrationsproblemen beim Anlauf und die regelmäßige Zustandsbewertung durch Vergleich aktueller mit historischen Hochlaufsignaturen zur Erkennung von Verschlechterungen unerlässlich.
Datenerfassung
Erforderliche Messungen
- Vibration: Kontinuierliche Aufzeichnung an allen Lagerstellen
- Geschwindigkeit: Tachometer Signal zur Drehzahlverfolgung
- Phase: Einmal-pro-Umdrehung-Impuls zur Phasenmessung
- Dauer: Vom Startknopf zur stabilen Betriebsgeschwindigkeit
- Probenahme: Kontinuierliche oder zeitbasierte Schnappschüsse
Instrumentierungs-Setup
- Mehrkanalanalysator oder Datenerfassungssystem
- Beschleunigungssensoren an allen Lagern (horizontal, vertikal, axial)
- Optischer oder Laser-Tachometer mit reflektierendes Band
- Ausgelöste Aufzeichnung beginnt vor Beginn der Beschleunigung
Analyseergebnisse
Bode-Diagramm
Standard-Hochlaufanzeige:
- Oberes Grundstück: Schwingungsamplitude vs. Geschwindigkeit
- Unteres Grundstück: Phasenwinkel vs. Geschwindigkeit
- Kritische Geschwindigkeiten: Amplitudenspitzen mit 180° Phasenverschiebung
- Mehrere Grundstücke: Eine pro Messort/-richtung
Wasserfalldiagramm (Kaskade)
- 3D-Visualisierung: Frequenz, Geschwindigkeit, Amplitude
- Zeigt die vollständige spektrale Entwicklung
- 1× Komponentenspuren diagonal mit Geschwindigkeit
- Eigenfrequenzen erscheinen als vertikale Merkmale
- Kreuzungen zeigen kritische Geschwindigkeiten an
Polardiagramm
- Vektordiagramm von Amplitude und Phase
- Charakteristische Spirale durch kritische Geschwindigkeiten
- Wird in der erweiterten Rotordynamikanalyse verwendet
Erhaltene Informationen
Identifizierung kritischer Geschwindigkeiten
- Spitzen im Amplitudendiagramm markieren kritische Geschwindigkeiten
- 180° Phasenverschiebung bestätigt Resonanz
- Alle kritischen Drehzahlen zwischen Null und Betriebsdrehzahl identifiziert
- Vergleichen Sie mit Designvorhersagen
Dämpfungsbewertung
- Scharfe Spitzen: Geringe Dämpfung (Q = 20-50), potenzielles Problem
- Breite Gipfel: Hohe Dämpfung (Q = 5-10), sicherer Durchgang
- Quantitativ: Berechnen Sie das Dämpfungsverhältnis aus der Peakbreite
Trennungsränder
- Überprüfen Sie die Betriebsgeschwindigkeit getrennt von den kritischen Geschwindigkeiten
- Typische Anforderung: ±20-30% Marge
- Ausreichender Abstand = sicherer Betrieb
- Unzureichender Abstand = möglicher Resonanzbetrieb
Validierung des Startvorgangs
- Überprüfen Sie, ob die Beschleunigungsrate ausreicht, um kritische Geschwindigkeiten zu erreichen
- Stellen Sie sicher, dass die Vibrationen bei allen Geschwindigkeiten innerhalb der Grenzen bleiben
- Ermitteln Sie, ob Haltepunkte erforderlich sind
Vergleich mit Coastdown
Ähnlichkeiten
- Beide identifizieren kritische Drehzahlen und Eigenfrequenzen
- Gleiche Analysetechniken und Diagramme
- Ergänzende Daten
Unterschiede
- Anlauf: Zunehmende Geschwindigkeit, Übergang von kalt zu warm, kraftvolle Beschleunigung
- Ausrollen: Abnehmende Geschwindigkeit, warm bis kalt, natürliche Verzögerung
- Vergleich: Unterschiede offenbaren thermische oder lastabhängige Effekte
Anwendungen
Inbetriebnahme
- Neue Geräte werden erstmals gestartet
- Überprüfen Sie, ob die Designspezifikationen erfüllt sind
- Basislinie für künftige Vergleiche
- Abnahmeprüfungsanforderung
Regelmäßige Bewertung
- Jährliche oder halbjährliche Vorlauftests
- Vergleichen mit dem Ausgangswert
- Veränderungen erkennen (kritische Drehzahländerungen, Dämpfungsänderungen)
- Trenddaten zur Degradationserkennung
Fehlersuche
- Probleme mit der Startvibration
- Bestimmen Sie, ob resonanzbedingt
- Bewerten Sie die Wirksamkeit von Änderungen
Die Anlaufanalyse ermöglicht eine umfassende Charakterisierung der Rotordynamik durch Messung der Anlaufschwingungen. Die resultierenden Bode- und Wasserfalldiagramme zeigen kritische Drehzahlen, Dämpfungseigenschaften und Anlaufverhalten, die für die Inbetriebnahme der Anlage, die regelmäßige Zustandsbewertung und die Behebung anlaufbedingter Schwingungsprobleme rotierender Maschinen von entscheidender Bedeutung sind.
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