Κατανόηση της πλευρικής δόνησης σε περιστρεφόμενα μηχανήματα

Συσκευές

Φορητή ζυγαριά και αναλυτής κραδασμών Balanset-1A

$2,353.83

Ανταλλακτικά

Αισθητήρας δόνησης

$107.26

Ανταλλακτικά

Οπτικός αισθητήρας (στροφόμετρο λέιζερ)

$147.78

Συσκευές

Balanset-4

$8,107.90

Ανταλλακτικά

Μαγνητική βάση μεγέθους 60-kgf

$54.82

Ανταλλακτικά

Αντανακλαστική ταινία

$11.92

Συσκευές

Δυναμικός εξισορροπιστής "Balanset-1A" OEM

$2,067.80

Ορισμός: Τι είναι η πλευρική δόνηση;

Πλευρική δόνηση (ονομάζεται επίσης ακτινική δόνηση ή εγκάρσια δόνηση) αναφέρεται στην κίνηση ενός περιστρεφόμενου άξονα κάθετα προς τον άξονα περιστροφής του. Με απλά λόγια, είναι η κίνηση από πλευρά σε πλευρά ή πάνω-κάτω του άξονα καθώς περιστρέφεται. Η πλευρική δόνηση είναι ο πιο συνηθισμένος τύπος δόνηση σε περιστρεφόμενα μηχανήματα και συνήθως προκαλείται από ακτινικές δυνάμεις όπως ανισορροπία, κακή ευθυγράμμιση, λυγισμένους άξονες ή ελαττώματα ρουλεμάν.

Η κατανόηση των πλευρικών κραδασμών είναι θεμελιώδης για την δυναμική του ρότορα επειδή αντιπροσωπεύει τον κύριο τρόπο δόνησης για τον περισσότερο περιστρεφόμενο εξοπλισμό και αποτελεί το επίκεντρο της μεγαλύτερης παρακολούθησης και εξισορρόπηση δραστηριότητες.

Κατεύθυνση και Μέτρηση

Η πλευρική δόνηση μετριέται στο επίπεδο κάθετο στον άξονα του άξονα:

Σύστημα Συντεταγμένων

• Οριζόντια κατεύθυνση: Κίνηση από πλευρά σε πλευρά παράλληλα με το έδαφος
• Κάθετη κατεύθυνση: Κίνηση πάνω-κάτω κάθετα στο έδαφος
• Ακτινική κατεύθυνση: Οποιαδήποτε κατεύθυνση κάθετη στον άξονα του άξονα (συνδυασμός οριζόντιας και κάθετης)

Τοποθεσίες μέτρησης

Η πλευρική δόνηση μετριέται συνήθως σε:

• Περιβλήματα ρουλεμάν: Χρήση επιταχυνσιόμετρων ή μετατροπέων ταχύτητας τοποθετημένων σε καλύμματα ρουλεμάν ή βάθρα
• Επιφάνεια άξονα: Χρήση αισθητήρων εγγύτητας χωρίς επαφή για άμεση μέτρηση κίνησης άξονα
• Πολλαπλοί προσανατολισμοί: Οι μετρήσεις τόσο σε οριζόντια όσο και σε κάθετη κατεύθυνση παρέχουν πλήρη εικόνα της πλευρικής κίνησης

Πρωτογενείς αιτίες πλευρικής δόνησης

Οι πλευρικές δονήσεις μπορούν να προκύψουν από πολλές πηγές, καθεμία από τις οποίες παράγει χαρακτηριστικές υπογραφές δόνησης:

1. Ανισορροπία (Πιο συχνή)

Ανισορροπία είναι η πιο συχνή αιτία πλευρικής δόνησης. Μια ασύμμετρη κατανομή μάζας δημιουργεί μια περιστρεφόμενη φυγόκεντρο δύναμη που παράγει:

• 1X (μία φορά ανά περιστροφή) συχνότητα δόνησης
• Σχετικά σταθερό φάση σχέση
• Πλάτος ανάλογο προς το τετράγωνο της ταχύτητας
• Κυκλικό ή ελλειπτικό τροχιά άξονα

2. Κακή ευθυγράμμιση

Κακοποίηση ευθυγράμμισης άξονα μεταξύ των συνδεδεμένων μηχανών δημιουργεί πλευρικές δυνάμεις:

• Κυρίως 2X δόνηση (δύο φορές ανά περιστροφή)
• Μπορεί επίσης να διεγείρει αρμονικές 1X και υψηλότερες
• Συχνά εμφανίζει και υψηλή αξονική συνιστώσα
• Οι σχέσεις φάσης διαφέρουν από την ανισορροπία

3. Λυγισμένος ή κυρτός άξονας

Ένας μόνιμα λυγισμένος ή κυρτός άξονας δημιουργεί γεωμετρική εκκεντρότητα:

• 1X δόνηση που μπορεί να μοιάζει με ανισορροπία
• Υψηλοί κραδασμοί ακόμη και σε χαμηλές ταχύτητες κύλισης
• Δύσκολο να διορθωθεί μόνο με εξισορρόπηση

4. Ελαττώματα ρουλεμάν

Ρουλεμάν κυλίνδρου ελαττώματα προκαλούν χαρακτηριστική πλευρική δόνηση:

• Στοιχεία υψηλής συχνότητας (συχνότητες σφάλματος ρουλεμάν)
• Διαμορφώνεται από χαμηλότερες συχνότητες δημιουργώντας πλευρικές ζώνες
• Συχνά απαιτείται ανάλυση φακέλου για ανίχνευση

5. Μηχανική χαλαρότητα

Τα χαλαρά ρουλεμάν, οι βάσεις ή οι βίδες στερέωσης δημιουργούν:

• Πολλαπλές αρμονικές (1X, 2X, 3X, κ.λπ.)
• Μη γραμμική απόκριση στην επιβολή
• Ακανόνιστη ή ασταθής δόνηση

6. Τριβή ρότορα-στάτορα

Η επαφή μεταξύ περιστρεφόμενων και ακίνητων μερών παράγει:

• Υποσύγχρονα στοιχεία
• Ξαφνικές αλλαγές στο πλάτος και τη φάση των κραδασμών
• Πιθανή θερμική κάμψη

Πλευρική δόνηση έναντι άλλων τύπων δόνησης

Τα περιστρεφόμενα μηχανήματα μπορούν να παρουσιάσουν κραδασμούς σε τρεις κύριες κατευθύνσεις:

Πλευρική (ακτινική) δόνηση

• Κατεύθυνση: Κάθετο στον άξονα του άξονα
• Τυπικές αιτίες: Ανισορροπία, κακή ευθυγράμμιση, λυγισμένος άξονας, ελαττώματα ρουλεμάν
• Μέτρηση: Επιταχυνσιόμετρα ή αισθητήρες ταχύτητας σε περιβλήματα ρουλεμάν· αισθητήρες εγγύτητας σε άξονα
• Επικράτηση: Συνήθως η συνιστώσα της δόνησης με το μεγαλύτερο πλάτος

Αξονική δόνηση

• Κατεύθυνση: Παράλληλα με τον άξονα του άξονα
• Τυπικές αιτίες: Κακή ευθυγράμμιση, προβλήματα ωστικών ρουλεμάν, προβλήματα ροής διεργασίας
• Μέτρηση: Επιταχυνσιόμετρα τοποθετημένα αξονικά
• Επικράτηση: Συνήθως χαμηλότερο πλάτος από το πλευρικό, αλλά διαγνωστικό για ορισμένα σφάλματα

Στρεπτική δόνηση

• Κατεύθυνση: Στρεπτική κίνηση γύρω από τον άξονα του άξονα
• Τυπικές αιτίες: Προβλήματα με το πλέγμα των γραναζιών, ηλεκτρικά προβλήματα κινητήρα, προβλήματα ζεύξης
• Μέτρηση: Απαιτούνται εξειδικευμένοι αισθητήρες στρεπτικών κραδασμών ή μετρητές τάσης
• Επικράτηση: Συνήθως μικρό αλλά μπορεί να προκαλέσει αστοχίες κόπωσης

Τρόποι πλευρικής δόνησης και κρίσιμες ταχύτητες

Σε δυναμική του ρότορα, οι πλευρικοί τρόποι ταλάντωσης περιγράφουν τα χαρακτηριστικά μοτίβα εκτροπής του άξονα:

Πρώτη Πλευρική Λειτουργία

• Απλό σχήμα κάμψης (μονό τόξο ή τόξο)
• Χαμηλότερη φυσική συχνότητα
• Διεγείρεται πιο εύκολα από ανισορροπία
• Πρώτα κρίσιμη ταχύτητα αντιστοιχεί σε αυτήν τη λειτουργία

Δεύτερη Πλευρική Λειτουργία

• Εκτροπή σχήματος S με ένα σημείο κόμβου
• Υψηλότερη φυσική συχνότητα
• Δεύτερη κρίσιμη ταχύτητα
• Σημαντικό για εύκαμπτοι ρότορες

Υψηλότερες πλευρικές λειτουργίες

• Όλο και πιο σύνθετα σχήματα με πολλαπλούς κόμβους
• Σχετικό μόνο για ρότορες πολύ υψηλής ταχύτητας ή πολύ εύκαμπτους
• Μπορεί να διεγείρεται από διέλευση λεπίδας ή άλλες διεγέρσεις υψηλής συχνότητας

Μέτρηση και Παρακολούθηση

Παράμετροι μέτρησης

Η πλευρική δόνηση χαρακτηρίζεται από διάφορες παραμέτρους:

• Πλάτος: Το μέγεθος της κίνησης, μετρούμενο σε μετατόπιση (µm, mils), ταχύτητα (mm/s, in/s) ή επιτάχυνση (g, m/s²)
• Συχνότητα: Συνήθως η ταχύτητα λειτουργίας είναι 1X για κραδασμούς που κυριαρχούνται από ανισορροπία, αλλά μπορεί να περιλαμβάνει αρμονικές και άλλες συχνότητες
• Φάση: Ο χρόνος της μέγιστης μετατόπισης σε σχέση με ένα σημείο αναφοράς στον άξονα
• Τροχιά: Η πραγματική διαδρομή που χαράσσεται από το κέντρο του άξονα όπως φαίνεται από την άκρη

Πρότυπα μέτρησης

Τα διεθνή πρότυπα παρέχουν καθοδήγηση για αποδεκτά επίπεδα πλευρικών κραδασμών:

• Σειρά ISO 20816: Όρια κραδασμών για διάφορους τύπους μηχανημάτων με βάση την ταχύτητα RMS
• API 610, 617, 684: Πρότυπα ειδικά για τον κλάδο για αντλίες, συμπιεστές και δυναμική ρότορα
• Ζώνες Σοβαρότητας: Ορίστε αποδεκτά επίπεδα, επίπεδα προσοχής και συναγερμού με βάση τον τύπο και το μέγεθος του εξοπλισμού

Έλεγχος και Μετριασμός

Εξισορρόπηση

Εξισορρόπηση είναι η κύρια μέθοδος για τη μείωση των πλευρικών κραδασμών από την ανισορροπία:

• Εξισορρόπηση ενός επιπέδου για ρότορες τύπου δίσκου
• Εξισορρόπηση δύο επιπέδων για τους περισσότερους βιομηχανικούς ρότορες
• Εξισορρόπηση των τρόπων μετατόπισης για εύκαμπτους ρότορες που λειτουργούν πάνω από κρίσιμες ταχύτητες

Ευθυγραμμία

Η ακριβής ευθυγράμμιση του άξονα μειώνει τις πλευρικές δυνάμεις από την κακή ευθυγράμμιση:

• Εργαλεία ευθυγράμμισης με λέιζερ για ακριβή τοποθέτηση άξονα
• Λαμβάνοντας υπόψη τη θερμική ανάπτυξη στις διαδικασίες ευθυγράμμισης
• Διόρθωση μαλακού ποδιού πριν από την ευθυγράμμιση

Απόσβεση

Απόσβεση ελέγχει τα πλάτη των πλευρικών κραδασμών, ειδικά σε κρίσιμες ταχύτητες:

• Τα ρουλεμάν με ρευστή μεμβράνη παρέχουν σημαντική απόσβεση
• Αποσβεστήρες συμπιεστικής μεμβράνης για επιπλέον έλεγχο
• Επεξεργασίες απόσβεσης υποστηρικτικής δομής

Τροποποίηση ακαμψίας

Η αλλαγή της ακαμψίας του συστήματος αυξάνει κρίσιμες ταχύτητες:

• Η αύξηση της διαμέτρου του άξονα αυξάνει τις κρίσιμες ταχύτητες
• Η μείωση του εύρους των ρουλεμάν αυξάνει την πρώτη κρίσιμη ταχύτητα
• Η ακαμψία της θεμελίωσης επηρεάζει τη συνολική απόκριση του συστήματος

Διαγνωστική Σημασία

Η ανάλυση πλευρικών κραδασμών είναι ο ακρογωνιαίος λίθος της διαγνωστικής μηχανημάτων:

• Τάσεις: Η παρακολούθηση των πλευρικών κραδασμών με την πάροδο του χρόνου αποκαλύπτει προβλήματα που αναπτύσσονται
• Αναγνώριση σφάλματος: Η συχνότητα και το μοτίβο δόνησης προσδιορίζουν συγκεκριμένους τύπους σφαλμάτων
• Αξιολόγηση σοβαρότητας: Το πλάτος σε σύγκριση με τα πρότυπα υποδεικνύει τη σοβαρότητα του προβλήματος
• Επαλήθευση εξισορρόπησης: Η πλευρική μείωση των κραδασμών επιβεβαιώνει την επιτυχή εξισορρόπηση
• Συντήρηση βάσει κατάστασης: Τα επίπεδα κραδασμών ενεργοποιούν ενέργειες συντήρησης

Η αποτελεσματική διαχείριση των πλευρικών κραδασμών είναι απαραίτητη για την αξιόπιστη και μακροπρόθεσμη λειτουργία των περιστρεφόμενων μηχανημάτων, καθιστώντας την πρωταρχικό επίκεντρο των προγραμμάτων παρακολούθησης κραδασμών, των στρατηγικών προγνωστικής συντήρησης και των ζητημάτων δυναμικού σχεδιασμού του ρότορα.

---

← Επιστροφή στο Κύριο Ευρετήριο