Pöörlevate masinate külgvibratsiooni mõistmine
Definitsioon: Mis on külgmine vibratsioon?
Külgmine vibratsioon (nimetatakse ka radiaalvibratsiooniks või põikvibratsiooniks) viitab pöörleva võlli liikumisele risti oma pöörlemisteljega. Lihtsamalt öeldes on see võlli küljelt küljele või üles-alla liikumine pöörlemise ajal. Külgvibratsioon on kõige levinum vibratsiooni tüüp. vibratsioon pöörlevates masinates ja seda põhjustavad tavaliselt radiaaljõud, näiteks tasakaalutus, joondusviga, painutatud võllid või laagridefektid.
Külgvibratsiooni mõistmine on ülioluline rootori dünaamika kuna see esindab enamiku pöörlevate seadmete peamist vibratsioonirežiimi ja on enamiku vibratsiooni jälgimise ja tasakaalustamine tegevused.
Suund ja mõõtmine
Külgvibratsiooni mõõdetakse võlli teljega risti olevas tasapinnas:
Koordinaatide süsteem
- Horisontaalne suund: Külgmine liikumine maapinnaga paralleelselt
- Vertikaalne suund: Maapinnaga risti üles-alla liikumine
- Radiaalne suund: Mis tahes suund, mis on võlli teljega risti (horisontaalse ja vertikaalse kombinatsioon)
Mõõtmiskohad
Külgvibratsiooni mõõdetakse tavaliselt järgmistel punktidel:
- Laagrikorpused: Laagrikatetele või alustele paigaldatud kiirendusmõõturite või kiirusandurite kasutamine
- Võlli pind: Kontaktivabade lähedusandurite kasutamine võlli otseseks liikumise mõõtmiseks
- Mitmed orientatsioonid: Mõõtmised nii horisontaal- kui ka vertikaalsuunas annavad täieliku pildi külgliikumisest
Külgvibratsiooni peamised põhjused
Külgvibratsioon võib tekkida paljudest allikatest, millest igaüks tekitab iseloomulikke vibratsioonisignaale:
1. Tasakaalutus (kõige levinum)
Tasakaalustamatus on külgvibratsiooni kõige sagedasem põhjus. Asümmeetriline massijaotus tekitab pöörleva tsentrifugaaljõu, mis tekitab:
- 1X (üks kord pöörde kohta) vibratsioonisagedus
- Suhteliselt stabiilne faas suhe
- Amplituud on võrdeline kiiruse ruuduga
- Ümmargune või elliptiline võlli orbiit
2. Joondamatu asend
Võlli joondushäire ühendatud masinate vahel tekivad külgjõud:
- Peamiselt 2X vibratsioon (kaks korda pöörde kohta)
- Võib ergastada ka 1X ja kõrgemaid harmoonilisi
- Sageli näitab ka kõrget aksiaalset komponenti
- Faasisuhted erinevad tasakaalustamatusest
3. Painutatud või kumer võll
Püsivalt painutatud või kaardus võll tekitab geomeetrilise ekstsentrilisuse:
- 1X vibratsioon, mis võib tunduda tasakaalutuse sarnane
- Suur vibratsioon isegi madalatel veeremiskiirustel
- Üksinda tasakaalustades on seda raske parandada
4. Laagri defektid
Veereelemendi laager Defektid tekitavad iseloomulikku külgvibratsiooni:
- Kõrgsageduslikud komponendid (laagrite rikete sagedused)
- Madalamate sageduste poolt moduleeritud, luues külgribad
- Sageli nõuab ümbriku analüüs tuvastamiseks
5. Mehaaniline lõtvus
Lahtised laagrid, vundamendid või kinnituspoldid tekitavad:
- Mitmed harmoonilised (1X, 2X, 3X jne)
- Mittelineaarne reaktsioon sundimisele
- Ebakorrapärane või ebastabiilne vibratsioon
6. Rootori-staatori hõõrumine
Pöörlevate ja paigalseisvate osade kokkupuutel tekib:
- Subsünkroonsed komponendid
- Vibratsiooni amplituudi ja faasi järsud muutused
- Võimalik termiline painutamine
Külgvibratsioon vs. muud tüüpi vibratsioon
Pöörlevad masinad võivad vibratsiooni kogeda kolmes põhisuunas:
Külgmine (radiaalne) vibratsioon
- Suund: Võlli teljega risti
- Tüüpilised põhjused: Tasakaalutus, joondusviga, painutatud võll, laagridefektid
- Mõõtmine: Kiirendusmõõturid või kiirusandurid laagrikorpustel; lähedusandurid võllil
- Domineerimine: Tavaliselt suurima amplituudiga vibratsioonikomponent
Aksiaalne vibratsioon
- Suund: Paralleelselt võlli teljega
- Tüüpilised põhjused: Joonduse häired, tõukelaagrite probleemid, protsessi voolu probleemid
- Mõõtmine: Aksiaalselt paigaldatud kiirendusmõõturid
- Domineerimine: Tavaliselt madalam amplituud kui lateraalsel, kuid teatud rikete korral diagnostiline
Väändvibratsioon
- Suund: Võlli telje ümber keerlev liikumine
- Tüüpilised põhjused: Hammasrataste haarde probleemid, mootori elektriprobleemid, siduriprobleemid
- Mõõtmine: Nõuab spetsiaalseid väändvibratsiooniandureid või pingeandureid
- Domineerimine: Tavaliselt väike, kuid võib põhjustada väsimusrikkeid
Külgmised vibratsioonirežiimid ja kriitilised kiirused
Veebilehel rootori dünaamika, külgmised vibratsioonirežiimid kirjeldavad võlli iseloomulikke läbipaindemustreid:
Esimene külgmine režiim
- Lihtne painutuskuju (üksik kaar või vibu)
- Madalaim loomulik sagedus
- Kõige kergemini erutub tasakaalutusest
- Esimene kriitiline kiirus vastab sellele režiimile
Teine külgmine režiim
- S-kujuline läbipaine ühe sõlmpunktiga
- Kõrgem loomulik sagedus
- Teine kriitiline kiirus
- Oluline painduvad rootorid
Kõrgemad külgmised režiimid
- Üha keerukamad kujundid mitme sõlmega
- Asjakohane ainult väga kiirete või väga painduvate rootorite puhul
- Võib ergastada laba möödumise või muude kõrgsageduslike ergastuste poolt
Mõõtmine ja jälgimine
Mõõtmisparameetrid
Külgvibratsiooni iseloomustavad mitmed parameetrid:
- Amplituud: Liikumise suurusjärk, mõõdetuna nihkes (µm, mils), kiiruses (mm/s, in/s) või kiirenduses (g, m/s²)
- Sagedus: Tavaliselt 1X töökiirus tasakaalustamatuse domineeriva vibratsiooni korral, kuid võib sisaldada harmoonilisi ja muid sagedusi
- Faas: Maksimaalse nihke ajastus võlli võrdlusmärgi suhtes
- Orbiit: Võlli keskpunkti tegelik trajektoor otspinnalt vaadatuna
Mõõtmisstandardid
Rahvusvahelised standardid annavad juhiseid vastuvõetavate külgvibratsiooni tasemete kohta:
- ISO 20816 seeria: Erinevat tüüpi masinatele kehtivad vibratsiooni piirväärtused, mis põhinevad RMS-kiirusel
- API 610, 617, 684: Pumpade, kompressorite ja rootori dünaamika tööstusharuspetsiifilised standardid
- Raskusastme tsoonid: Määrake vastuvõetavad, ettevaatus- ja häiretasemed seadme tüübi ja suuruse põhjal
Kontroll ja leevendamine
Tasakaalustamine
Tasakaalustamine on peamine meetod tasakaalustamatusest tingitud külgvibratsiooni vähendamiseks:
- Ühe tasapinna tasakaalustamine ketastüüpi rootorite jaoks
- Kahe tasapinna tasakaalustamine enamiku tööstuslike rootorite jaoks
- Modaalne tasakaalustamine painduvate rootorite jaoks, mis töötavad kriitilisest kiirusest kõrgemal
Joondus
Täpne võlli joondamine vähendab joondusveast tingitud külgjõude:
- Laserjoondustööriistad võlli täpseks positsioneerimiseks
- Soojuspaisu arvestamine joondamisprotseduurides
- Pehme jala korrigeerimine enne joondamist
Summutus
Summutus kontrollib külgvibratsiooni amplituudi, eriti kriitilistel kiirustel:
- Vedelikfilmlaagrid pakuvad märkimisväärset summutust
- Pigistatavad kileklapid täiendava kontrolli tagamiseks
- Tugikonstruktsiooni summutavad töötlused
Jäikuse muutmine
Süsteemi jäikuse muutmine muudab kriitilisi kiirusi:
- Võlli läbimõõdu suurenemine tõstab kriitilisi kiirusi
- Laagriulatuse vähendamine suurendab esimest kriitilist kiirust
- Vundamendi jäigastumine mõjutab süsteemi üldist reageerimisvõimet
Diagnostiline tähtsus
Külgvibratsiooni analüüs on masina diagnostika nurgakivi:
- Trendid: Külgvibratsiooni jälgimine aja jooksul paljastab tekkivad probleemid
- Vea tuvastamine: Vibratsiooni sagedus ja muster tuvastavad konkreetsed rikete tüübid
- Raskusastme hindamine: Amplituud võrreldes standarditega näitab probleemi tõsidust
- Tasakaalu kontrollimine: Külgvibratsiooni vähendamine kinnitab edukat tasakaalustamist
- Seisundipõhine hooldus: Vibratsioonitase käivitab hooldustoimingud
Külgvibratsiooni tõhus juhtimine on pöörlevate masinate usaldusväärse ja pikaajalise töö tagamiseks hädavajalik, mistõttu on see vibratsiooni jälgimisprogrammide, ennustava hoolduse strateegiate ja rootori dünaamilise disaini kaalutluste peamine fookus.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 