Κατανόηση της ακτινικής δόνησης σε περιστρεφόμενα μηχανήματα

Συσκευές

Φορητή ζυγαριά και αναλυτής κραδασμών Balanset-1A

$2,358.31

Ανταλλακτικά

Αισθητήρας δόνησης

$107.47

Ανταλλακτικά

Οπτικός αισθητήρας (στροφόμετρο λέιζερ)

$148.07

Συσκευές

Balanset-4

$8,123.32

Ανταλλακτικά

Μαγνητική βάση μεγέθους 60-kgf

$54.93

Ανταλλακτικά

Αντανακλαστική ταινία

$11.94

Συσκευές

Δυναμικός εξισορροπιστής "Balanset-1A" OEM

$2,071.73

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