Κατανόηση της εκκεντρότητας του άξονα στην ανάλυση κραδασμών

Ορισμός: Τι είναι το Runout;

Ράουντ είναι ένας γενικός όρος για τις ατέλειες σε έναν ρότορα που παράγουν ένα σήμα μία φορά ανά περιστροφή (1x), ακόμη και όταν ο ρότορας περιστρέφεται με πολύ χαμηλή ταχύτητα όπου οι δυναμικές δυνάμεις όπως η ανισορροπία είναι αμελητέες. Είναι μια μέτρηση της συνολικής μεταβολής ή απόκλισης μιας περιστρεφόμενης επιφάνειας από έναν τέλειο κύκλο, σε σχέση με την πραγματική κεντρική γραμμή του άξονα. Μια βασική πρόκληση στην ανάλυση κραδασμών είναι ότι η εκκεντρότητα μπορεί να μοιάζει ακριβώς με ανισορροπία στα δεδομένα κραδασμών, αλλά δεν είναι πρόβλημα που σχετίζεται με τη μάζα και επομένως δεν μπορεί να διορθωθεί με εξισορρόπηση.

Τύποι Runout: Μια κρίσιμη διάκριση

Είναι σημαντικό να γίνει διάκριση μεταξύ των δύο κύριων τύπων εκκένωσης:

1. Μηχανική εκκένωση

Η μηχανική εκκεντρότητα είναι αληθινή φυσική ή γεωμετρική ατέλεια του άξονα. Αυτό σημαίνει ότι η επιφάνεια του άξονα δεν είναι τέλεια στρογγυλή ή δεν είναι τέλεια κεντραρισμένη στον άξονα περιστροφής της. Συνήθεις αιτίες περιλαμβάνουν:

• Εκτός κυκλικότητας: Ο άξονας είναι ελαφρώς οβάλ ή έχει άλλες ατέλειες σχήματος λόγω μηχανικής κατεργασίας.
• Εκκεντρικότητα: Ένα εξάρτημα, όπως μια τροχαλία ή ένα γρανάζι, κατεργάζεται ή τοποθετείται ελαφρώς εκτός κέντρου σε σχέση με την κεντρική γραμμή του άξονα.
• Λυγισμένος ή κυρτός άξονας: Μια μόνιμη κάμψη στον άξονα θα προκαλέσει την κίνηση της επιφάνειάς του μέσα και έξω σε σχέση με ένα σταθερό σημείο καθώς περιστρέφεται.

Η μηχανική εκκεντρότητα μπορεί να μετρηθεί απευθείας χρησιμοποιώντας έναν ωρολογιακό δείκτη, ενώ περιστρέφεται αργά ο άξονας με το χέρι.

2. Ηλεκτρική εκκένωση

Η ηλεκτρική εκκένωση δεν είναι φυσικό ελάττωμα, αλλά μάλλον σφάλμα μέτρησης που συμβαίνει αποκλειστικά με μη επαφή αισθητήρες εγγύτητας δινορευμάτωνΑυτοί οι αισθητήρες λειτουργούν δημιουργώντας ένα μαγνητικό πεδίο και ανιχνεύοντας αλλαγές στην επιφάνεια του άξονα. Εάν η επιφάνεια του άξονα έχει τοπικές διακυμάνσεις στις μαγνητικές ή ηλεκτρικές της ιδιότητες, ο αισθητήρας θα παράγει ένα κυμαινόμενο σήμα ακόμη και αν το κενό μεταξύ άξονα και αισθητήρα είναι απόλυτα σταθερό.

Οι αιτίες της ηλεκτρικής διακοπής περιλαμβάνουν:

• Διακυμάνσεις στη διαπερατότητα του υλικού: Ένα εντοπισμένο σημείο μαγνητισμού στον άξονα μπορεί να δημιουργήσει ένα ισχυρό σήμα 1x. Αυτό μπορεί να συμβεί εάν ο άξονας μαγνητιστεί κατά λάθος, για παράδειγμα από έναν μαγνητικό δείκτη βάσης.
• Αλλαγές στο φινίρισμα της επιφάνειας: Γρατζουνιές, βαθουλώματα ή σημάδια από εργαλεία στην «περιοχή θέασης» του αισθητήρα.
• Ασυνεπής Σύνθεση Υλικού: Μεταβολές στις κράμα ή στις μεταλλουργικές ιδιότητες του υλικού του άξονα.

Η ηλεκτρική εκκεντρότητα είναι αόρατη σε έναν δείκτη, αλλά αποτελεί σημαντική πηγή σφάλματος στην παρακολούθηση των κραδασμών των στροβιλομηχανών.

Γιατί η εκκεντρότητα αποτελεί πρόβλημα για τη διάγνωση και την εξισορρόπηση

Το σήμα που παράγεται και από τους δύο τύπους εκκεντρότητας εμφανίζεται σε 1x την ταχύτητα κίνησης του άξονα, η οποία έχει την ίδια συχνότητα με την ανισορροπία. Αυτό δημιουργεί ένα σημαντικό πρόβλημα:

• Μπορεί να εκληφθεί εσφαλμένα ως ανισορροπία: Ένας αναλυτής μπορεί να δει μια υψηλή κορυφή δόνησης 1x και να τη διαγνώσει λανθασμένα ως ανισορροπία, οδηγώντας σε περιττές και αναποτελεσματικές προσπάθειες εξισορρόπησης.
• Επηρεάζει την ισορροπία: Το σήμα εκκεντρότητας (runout) προστίθεται στο πραγματικό σήμα ανισορροπίας. Για να επιτευχθεί ακριβής εξισορρόπηση, η συνιστώσα εκκεντρότητας (runout) πρέπει να μετρηθεί και να αφαιρεθεί διανυσματικά από το συνολικό σήμα δόνησης για να απομονωθεί η πραγματική δυναμική απόκριση.

Αντιστάθμιση Runout: Το διάνυσμα αργής κύλισης

Για να λύσουν αυτό το πρόβλημα, οι αναλυτές χρησιμοποιούν μια τεχνική που ονομάζεται αποζημίωση runoutΑυτό είναι ένα κρίσιμο βήμα στην ανάλυση οποιουδήποτε μηχανήματος που παρακολουθείται με αισθητήρες εγγύτητας.

1. Αργή κύλιση: Το μηχάνημα λειτουργεί σε πολύ χαμηλή ταχύτητα (συνήθως 200-500 σ.α.λ.), όπου οι φυγόκεντρες δυνάμεις από την ανισορροπία είναι ασήμαντες.
2. Μετρήστε το διάνυσμα αργής κύλισης: Το διάνυσμα δόνησης 1x (πλάτος και φάση) που μετριέται σε αυτή τη χαμηλή ταχύτητα οφείλεται σχεδόν εξ ολοκλήρου στην εκτροπή. Αυτό ονομάζεται διάνυσμα «αργής κύλισης» ή «εκτροπής».
3. Αφαιρέστε το διάνυσμα: Αυτό το διάνυσμα αργής κύλισης αποθηκεύεται στη συνέχεια και αφαιρείται διανυσματικά από το διάνυσμα δόνησης 1x που μετριέται στην υψηλή ταχύτητα λειτουργίας του μηχανήματος.

Το αποτέλεσμα είναι το διάνυσμα 1x με αντιστάθμιση runout, η οποία αντιπροσωπεύει την πραγματική δυναμική κίνηση του άξονα λόγω ανισορροπίας και άλλων στροφοδυναμικών δυνάμεων. Αυτή η αντισταθμισμένη τιμή είναι αυτή που θα πρέπει να χρησιμοποιείται για ακριβή διαγνωστικά και για τον υπολογισμό των βαρών διόρθωσης ισορροπίας.

← Επιστροφή στο Κύριο Ευρετήριο