Κατανόηση της ακτινικής δόνησης σε περιστρεφόμενα μηχανήματα

Φορητός εξισορροπιστής, αναλυτής κραδασμών

Συσκευές

Φορητή ζυγαριά και αναλυτής κραδασμών Balanset-1A

Ανταλλακτικά

Οπτικός αισθητήρας (στροφόμετρο λέιζερ)

Πλήρες κιτ διάγνωσης και εξισορρόπησης κραδασμών από την Vibromera, που περιλαμβάνει τέσσερις αισθητήρες κραδασμών με καλώδια, μια μονάδα διασύνδεσης σήματος, ένα στροφόμετρο λέιζερ με μαγνητική βάση, μια ψηφιακή ζυγαριά, ένα καλώδιο USB και μια θήκη μεταφοράς. Το σύστημα έχει σχεδιαστεί για εξισορρόπηση ρότορα πεδίου και παρακολούθηση της κατάστασης σε βιομηχανικό εξοπλισμό.

Συσκευές

Μαγνητική βάση μεγέθους 60-kgf

Ανταλλακτικά

Δυναμικός εξισορροπιστής "Balanset-1A" OEM

Ορισμός: Τι είναι η ακτινική ταλάντωση;

Ακτινική δόνηση είναι η κίνηση ενός περιστρεφόμενου άξονα κάθετα προς τον άξονα περιστροφής του, που εκτείνεται προς τα έξω από το κέντρο σαν ακτίνες κύκλου. Ο όρος “ακτινική” αναφέρεται σε οποιαδήποτε κατεύθυνση που ακτινοβολεί από την κεντρική γραμμή του άξονα, περιλαμβάνοντας τόσο την οριζόντια (πλευρά-πλευρά) όσο και την κάθετη (πάνω-κάτω) κίνηση. Η ακτινική δόνηση είναι συνώνυμη με πλευρική δόνηση ή εγκάρσια δόνηση και αντιπροσωπεύει την πιο συχνά μετρούμενη και παρακολουθούμενη μορφή δόνηση σε περιστρεφόμενα μηχανήματα.

Σε πρακτικές εφαρμογές, η ακτινική δόνηση μετριέται συνήθως σε δύο κάθετες κατευθύνσεις - οριζόντια και κατακόρυφη - σε κάθε θέση ρουλεμάν για να παρέχει μια πλήρη εικόνα της κίνησης του άξονα κάθετα προς τον άξονά του.

Οδηγίες μέτρησης

Οριζόντια Ακτινική Δόνηση

Η οριζόντια δόνηση μετριέται σε πλευρική κατεύθυνση:

Κάθετα στον άξονα του φρέατος και παράλληλα με το έδαφος/δάπεδο
Συχνά η πιο προσβάσιμη τοποθεσία μέτρησης
Συνήθως δείχνει επιδράσεις της βαρύτητας, της ασυμμετρίας της ακαμψίας της θεμελίωσης και των οριζόντιων συναρτήσεων επιβολής δύναμης.
Τυπικός προσανατολισμός μέτρησης για τα περισσότερα προγράμματα παρακολούθησης κραδασμών

Κάθετη ακτινική δόνηση

Η κατακόρυφη δόνηση μετριέται προς τα πάνω και προς τα κάτω:

Κάθετα στον άξονα του φρέατος και κάθετα στο έδαφος/δάπεδο
Επηρεάζεται από τη βαρύτητα και το βάρος του ρότορα
Συχνά μεγαλύτερο πλάτος από το οριζόντιο λόγω του βάρους του ρότορα που δημιουργεί ασύμμετρη ακαμψία
Κρίσιμο για την ανίχνευση προβλημάτων σε κάθετα προσανατολισμένα μηχανήματα (κάθετες αντλίες, κινητήρες)

Συνολική ακτινική δόνηση

Η συνολική ακτινική δόνηση μπορεί να υπολογιστεί ως το διανυσματικό άθροισμα των οριζόντιων και κάθετων συνιστωσών:

Ακτινικό σύνολο = √(Οριζόντια² + Κάθετη²)
Αντιπροσωπεύει το πραγματικό μέγεθος κίνησης ανεξάρτητα από την κατεύθυνση
Χρήσιμο για αξιολογήσεις σοβαρότητας μεμονωμένων αριθμών

Πρωτογενείς αιτίες ακτινικής δόνησης

Η ακτινική δόνηση παράγεται από δυνάμεις που δρουν κάθετα στον άξονα του άξονα:

1. Ανισορροπία (Κυρίως Αιτία)

Ανισορροπία είναι η πιο συνηθισμένη πηγή ακτινικών κραδασμών σε περιστρεφόμενα μηχανήματα:

Δημιουργεί φυγοκεντρική δύναμη που περιστρέφεται με την ταχύτητα του άξονα (1X)
Μέγεθος δύναμης ανάλογο προς την ανισορροπία μάζας, ακτίνας και ταχύτητας στο τετράγωνο
Παράγει κυκλικό ή ελλειπτικό τροχιά άξονα
Διορθώσιμο μέσω εξισορρόπηση διαδικασίες

2. Κακή ευθυγράμμιση

Κακοποίηση ευθυγράμμισης άξονα μεταξύ των συζευγμένων μηχανών δημιουργεί τόσο ακτινική όσο και αξονική δόνηση:

Κυρίως 2X (δύο φορές ανά περιστροφή) ακτινική δόνηση
Παράγει επίσης αρμονικές 1X, 3X και υψηλότερες
Υψηλή αξονική δόνηση συνοδεύει την ακτινική δόνηση
Διαγνωστικές σχέσεις φάσης μεταξύ ρουλεμάν για τον τύπο κακής ευθυγράμμισης

3. Μηχανικά ελαττώματα

Διάφορα μηχανικά προβλήματα παράγουν χαρακτηριστικά ακτινικά μοτίβα δόνησης:

Ελαττώματα ρουλεμάν: Κρούσεις υψηλής συχνότητας σε συχνότητες σφάλματος ρουλεμάν
Λυγισμένος ή κυρτός άξονας: 1X δόνηση παρόμοια με την ανισορροπία, αλλά παρούσα ακόμη και σε αργή κύλιση
Χαλαρότητα: Πολλαπλές αρμονικές (1X, 2X, 3X) με μη γραμμική συμπεριφορά
Ρωγμές: Δόνηση 1X και 2X με αλλαγές κατά την εκκίνηση/κλείσιμο
Τρίψιμο: Υποσύγχρονα και σύγχρονα στοιχεία

4. Αεροδυναμικές και Υδραυλικές Δυνάμεις

Οι δυνάμεις διεργασίας σε αντλίες, ανεμιστήρες και συμπιεστές δημιουργούν ακτινική δύναμη:

Συχνότητα διέλευσης λεπίδων (αριθμός λεπίδων × RPM)
Υδραυλική ανισορροπία από ασύμμετρη ροή
Απόπτωση στροβίλου και στροβιλισμός ροής
Ανακυκλοφορία και λειτουργία εκτός σχεδιασμού

5. Συνθήκες συντονισμού

Όταν λειτουργεί κοντά κρίσιμες ταχύτητες, η ακτινική δόνηση ενισχύεται δραματικά:

Η φυσική συχνότητα συμπίπτει με τη συχνότητα εξαναγκασμού
Το πλάτος περιορίζεται μόνο από το σύστημα απόσβεση
Πιθανότητα καταστροφικών επιπέδων δόνησης
Απαιτούνται επαρκή περιθώρια διαχωρισμού στο σχεδιασμό

Πρότυπα και Παράμετροι Μέτρησης

Μονάδες μέτρησης

Η ακτινική δόνηση μπορεί να εκφραστεί με τρεις σχετικές παραμέτρους:

Εκτόπισμα: Πραγματική απόσταση κίνησης (μικρόμετρα µm, mils). Χρησιμοποιείται για μετρήσεις μηχανημάτων χαμηλής ταχύτητας και αισθητήρα εγγύτητας.
Ταχύτητα: Ρυθμός μεταβολής της μετατόπισης (mm/s, in/s). Πιο συνηθισμένο για γενικά βιομηχανικά μηχανήματα, βάση για τα πρότυπα ISO
Επιτάχυνση: Ρυθμός μεταβολής ταχύτητας (m/s², g). Χρησιμοποιείται για μετρήσεις υψηλής συχνότητας και ανίχνευση ελαττωμάτων ρουλεμάν.

Διεθνή Πρότυπα

Η σειρά ISO 20816 παρέχει όρια σοβαρότητας ακτινικών κραδασμών:

ISO 20816-1: Γενικές οδηγίες για την αξιολόγηση των κραδασμών των μηχανημάτων
ISO 20816-3: Ειδικά κριτήρια για βιομηχανικά μηχανήματα > 15 kW
Ζώνες Σοβαρότητας: Α (καλό), Β (αποδεκτό), Γ (μη ικανοποιητικό), Δ (μη αποδεκτό)
Τοποθεσία μέτρησης: Συνήθως σε περιβλήματα ρουλεμάν σε ακτινικές κατευθύνσεις

Πρότυπα ειδικά για τον κλάδο

API 610: Όρια ακτινικών κραδασμών φυγοκεντρικών αντλιών
API 617: Κριτήρια δόνησης φυγοκεντρικών συμπιεστών
API 684: Διαδικασίες ανάλυσης δυναμικής ρότορα για την πρόβλεψη ακτινικών κραδασμών
NEMA MG-1: Όρια κραδασμών ηλεκτρικού κινητήρα

Τεχνικές παρακολούθησης και διάγνωσης

Τακτική παρακολούθηση

Τα τυπικά προγράμματα παρακολούθησης κραδασμών μετρούν την ακτινική δόνηση:

Συλλογή βάσει διαδρομής: Περιοδικές μετρήσεις σε καθορισμένα χρονικά διαστήματα (μηνιαίες, τριμηνιαίες)
Συνολική τάση επιπέδου: Παρακολουθήστε το συνολικό πλάτος δόνησης με την πάροδο του χρόνου
Όρια συναγερμού: Ορισμός βάσει προτύπων ISO ή προτύπων ειδικά για τον εξοπλισμό
Σύγκριση: Τρέχουσα έναντι γραμμής βάσης, οριζόντια έναντι κάθετης

Προηγμένη Ανάλυση

Η λεπτομερής ανάλυση ακτινικών κραδασμών παρέχει διαγνωστικές πληροφορίες:

Ανάλυση FFT: Φάσμα συχνοτήτων που δείχνει τα στοιχεία της δόνησης
Χρονική κυματομορφή: Σήμα δόνησης με την πάροδο του χρόνου που αποκαλύπτει μεταβατικά φαινόμενα και διαμόρφωση
Ανάλυση Φάσεων: Χρονικές σχέσεις μεταξύ σημείων μέτρησης
Ανάλυση τροχιάς: Μοτίβα κίνησης κεντρικής γραμμής άξονα
Ανάλυση Φακέλου: Αποδιαμόρφωση υψηλής συχνότητας για ανίχνευση ελαττωμάτων ρουλεμάν

Συνεχής παρακολούθηση

Ο κρίσιμος εξοπλισμός συχνά διαθέτει μόνιμη παρακολούθηση ακτινικών κραδασμών:

Αισθητήρες εγγύτητας για άμεση μέτρηση κίνησης άξονα
Μόνιμα τοποθετημένα επιταχυνσιόμετρα σε περιβλήματα ρουλεμάν
Τάσεις και ανησυχίες σε πραγματικό χρόνο
Αυτόματη ενσωμάτωση συστήματος προστασίας

Οριζόντιες έναντι κάθετων διαφορών

Τυπικές σχέσεις πλάτους

Σε πολλά μηχανήματα, η κάθετη ακτινική δόνηση υπερβαίνει την οριζόντια:

Φαινόμενο Βαρύτητας: Το βάρος του ρότορα δημιουργεί στατική παραμόρφωση, επηρεάζοντας την κατακόρυφη ακαμψία
Ασύμμετρη ακαμψία: Οι δομές θεμελίωσης και στήριξης συχνά είναι πιο άκαμπτες οριζόντια
Τυπική αναλογία: Η κάθετη δόνηση 1,5-2× οριζόντια είναι συνηθισμένη
Επίδραση ισορροπίας βάρους: Τα διορθωτικά βάρη που τοποθετούνται στο κάτω μέρος του ρότορα (εύκολη πρόσβαση) μειώνουν κατά προτίμηση τους κατακόρυφους κραδασμούς

Διαγνωστικές Διαφορές

Ανισορροπία: Μπορεί να εμφανίζεται πιο έντονα προς μία κατεύθυνση ανάλογα με την τοποθεσία ανισορροπίας
Χαλαρότητα: Συχνά παρουσιάζει μη γραμμικότητα πιο έντονη στην κάθετη κατεύθυνση
Θέματα Ιδρύματος: Οι κατακόρυφες δονήσεις είναι πιο ευαίσθητες στην φθορά των θεμελίων
Λανθασμένη ευθυγράμμιση: Μπορεί να εμφανίζεται διαφορετικά σε οριζόντια έναντι κάθετης θέσης, ανάλογα με τον τύπο κακής ευθυγράμμισης.

Σχέση με τη Δυναμική του Ρότορα

Η ακτινική δόνηση είναι κεντρικής σημασίας για δυναμική του ρότορα ανάλυση:

Κρίσιμες ταχύτητες

Οι ακτινικές φυσικές συχνότητες καθορίζουν κρίσιμες ταχύτητες
Η πρώτη κρίσιμη ταχύτητα αντιστοιχεί συνήθως στην πρώτη ακτινική κάμψη
Διαγράμματα Campbell πρόβλεψη συμπεριφοράς ακτινικής δόνησης έναντι ταχύτητας
Τα περιθώρια διαχωρισμού από τις κρίσιμες ταχύτητες αποτρέπουν την υπερβολική ακτινική δόνηση

Σχήματα λειτουργίας

Κάθε λειτουργία ακτινικής δόνησης έχει χαρακτηριστικό σχήμα εκτροπής
Πρώτη λειτουργία: απλή κάμψη τόξου
Δεύτερη λειτουργία: Καμπύλη S με σημείο κόμβου
Υψηλότερες λειτουργίες: ολοένα και πιο σύνθετα μοτίβα

Εξισορρόπηση Σκέψεων

Η εξισορρόπηση στοχεύει στη μείωση των ακτινικών κραδασμών σε συχνότητα 1X
Συντελεστές επιρροής συσχετίστε τα βάρη διόρθωσης με τις αλλαγές ακτινικής δόνησης
Βέλτιστες θέσεις επιπέδων διόρθωσης με βάση τα σχήματα ακτινικής λειτουργίας

Μέθοδοι Διόρθωσης και Ελέγχου

Για ανισορροπία

Εξισορρόπηση πεδίου χρησιμοποιώντας φορητούς αναλυτές
Μονό επίπεδο ή εξισορρόπηση δύο επιπέδων διαδικασίες
Ακριβής ζυγοστάθμιση σε συνεργείο για κρίσιμα εξαρτήματα

Για μηχανικά προβλήματα

Ακριβής ευθυγράμμιση για τη διόρθωση της κακής ευθυγράμμισης
Αντικατάσταση ρουλεμάν για ελαττώματα ρουλεμάν
Σύσφιξη χαλαρών εξαρτημάτων
Επισκευές θεμελίων για δομικά προβλήματα
Ευθυγράμμιση ή αντικατάσταση άξονα για λυγισμένους άξονες

Για προβλήματα συντονισμού

Αλλαγές ταχύτητας για την αποφυγή κρίσιμων εύρων ταχύτητας
Τροποποιήσεις ακαμψίας (διάμετρος άξονα, αλλαγές θέσης ρουλεμάν)
Βελτιώσεις απόσβεσης (αποσβεστήρες συμπιεστικής μεμβράνης, επιλογή ρουλεμάν)
Μαζικές αλλαγές για τη μετατόπιση των φυσικών συχνοτήτων

Σημασία στην Προγνωστική Συντήρηση

Η παρακολούθηση των ακτινικών κραδασμών αποτελεί τον ακρογωνιαίο λίθο των προγραμμάτων προγνωστικής συντήρησης:

Έγκαιρη ανίχνευση σφαλμάτων: Οι αλλαγές στην ακτινική δόνηση προηγούνται των βλαβών κατά εβδομάδες ή μήνες
Τάσεις: Οι σταδιακές αυξήσεις υποδηλώνουν προβλήματα που αναπτύσσονται
Διάγνωση βλάβης: Το περιεχόμενο συχνότητας προσδιορίζει συγκεκριμένους τύπους σφαλμάτων
Αξιολόγηση σοβαρότητας: Το πλάτος υποδεικνύει τη σοβαρότητα και τον επείγον χαρακτήρα του προβλήματος
Προγραμματισμός Συντήρησης: Συντήρηση βάσει συνθηκών αντί για συντήρηση βάσει χρόνου
Εξοικονόμηση κόστους: Αποτρέπει καταστροφικές βλάβες και βελτιστοποιεί τα διαστήματα συντήρησης

Ως η κύρια μέτρηση κραδασμών σε περιστρεφόμενα μηχανήματα, η ακτινική δόνηση παρέχει ουσιαστικές πληροφορίες σχετικά με την κατάσταση του εξοπλισμού, καθιστώντας την απαραίτητη για τη διασφάλιση της αξιόπιστης, ασφαλούς και αποτελεσματικής λειτουργίας του βιομηχανικού περιστρεφόμενου εξοπλισμού.

← Επιστροφή στο Κύριο Ευρετήριο

Τι είναι η ακτινική δόνηση σε περιστρεφόμενα μηχανήματα;

Δημοσιεύτηκε από τον/την admin στις Οκτώβριος 31, 2025 Οκτώβριος 31, 2025