Võlli viskumise mõistmine vibratsioonianalüüsis
Viskumine on üldmõiste, mis tähistab rootori ebatäiuslikkusi, mis tekitavad ühe pöörde kohta ühe (1×) signaali isegi siis, kui võll pöörleb nii aeglaselt, et dünaamilised jõud nagu tasakaalustamatus on tühised. Rangelt võttes on tegemist pöörleva pinna kogukõikumisega ideaalsest ringist, mida mõõdetakse võlli tegeliku asendi suhtes tsentriliin. Paljusid analüütikuid eksitav nüanss on see, et hälve näib täpselt nagu tasakaalustamatuse vibratsioon andmed — kuid see ei ole massiga seotud probleem ja seda ei saa lahendada tasakaalustamine.
Kuna mõlemad nähtused esinevad 1× töökiirus, on nende eristamine üks olulisemaid oskusi rootoridiagnostikas. Kui selles eksida, raisatakse aega tasakaalustamisele, mis ei jõua kunagi tulemuseni; õigesti eristades saab parandada tegeliku defekti - või selle enne tasakaalustamist korrektselt kompenseerida. Järgmistes osades määratletakse kaks eri tüüpi viskumist, selgitatakse, miks need diagnostikat moonutavad, ning kirjeldatakse standardmeetodit nende mõju eemaldamiseks.
1. Kõikumise liigid: oluline eristus
Kõik algab sellest, et eristada kahte põhimõtteliselt erinevat asja, mida üks ja sama sõna „runout“ tähendada võib.
Mehaaniline kõikumine
Mehaaniline kõikumine on tõeline füüsiline või geomeetriline ebatäius võlli puhul: pind ei ole täiesti ümmargune või ei ole täiesti pöördetelje suhtes tsentreeritud. Tüüpilised põhjused on järgmised:
- Ebaringlus: laagrikael on töötlemise tõttu kergelt ovaalne või muul viisil moonutatud.
- Ekstsentrilisus: komponent, näiteks rihmaratas, ühendusdetail või hammasratas, on töödeldud või paigaldatud telje keskjoone suhtes nihkes.
- Väänunud või kõverdatud võll: püsiv paine liigub iga pöörde jooksul pinda mööda sisse ja välja kindla punkti juurest. Sellega seotud ajutine versioon, termiline kõverdumine, ilmub masina kuumenemisel ja kaob, kui temperatuur stabiliseerub.
Kuna tegemist on tegeliku geomeetrilise omadusega, saab mehaanilist kõikumist mõõta otse mõõturiga, pöörates võlli aeglaselt käsitsi. Mõõturi näidu koguväärtus on see number, mis märgitakse kontrolliaruannetesse, ja meie Võlli radiaalne kõikumine (TIR) kalkulaator aitab seostada seda näitajat lubatud hälbega.
Elektriline kõrvalekalle
Elektriline kõikumine ei ole sugugi võlli kuju viga, vaid mõõtmisartifakt iseloomulik kontaktivabale pöörisvoolu lähedusandurid. Need andurid tekitavad kõrgsagedusliku magnetvälja ja arvutavad vahekauguse välja selle põhjal, kuidas võlli pind seda mõjutab. Kui selle pinna magnetilised või elektrilised omadused varieeruvad kohati, näitab andur vahekauguse kõikumist isegi siis, kui tegelik vahekaugus võlli ja anduri vahel on täiesti konstantne. Selle põhjused on pigem metallurgilised ja pinnaga seotud kui geomeetrilised:
- Materjali läbilaskvuse erinevused: kohalik magnetiseeritud laik – mis on sageli tekkinud magnetjalaga näidikukella toele asetamisest – tekitab tugeva ja püsiva 1× signaali.
- Pinna viimistluse muutused: kriimustused, mõlgid või tööriistajäljed sondi vaateväljas.
- Ebaühtlane materjali koostis: võlli enda sulami või metallurgilise struktuuri erinevused.
Oluline on see, et elektrilist hälvet ei ole võimalik mõõturiga tuvastada – geomeetria on korras –, kuid see on siiski oluline veaallikas turbiinmasinate puhul, mida kontrollitakse selliste standardite alusel nagu API 670, kus peamisteks anduriteks on lähedusandurid.
2. Miks kõikumine mõjutab negatiivselt diagnostikat ja tasakaalustamist
Mõlemat tüüpi kõikumise signaali sagedus on 1× töökäigu kiirus – täpselt sama sagedus kui tasakaalutusel –, mis tekitab analüütikule kaks erinevat probleemi.
- See varjab end tasakaalustamatuse taha: kõrge 1× tipp spekter viib enesekindla, kuid eksliku diagnoosini tasakaalustamatuse kohta, mis ajendab tasakaalustamisüritusi, mis on nii tarbetud kui ka määratud läbikukkumisele, kuna korrigeerida pole mingit liigset massi.
- See rikub tõelist tasakaalu: kui tegemist on tõelise tasakaalustamatuse on praegu lisandub sellele kõikumisvektor. Iga tõsine katse rootori tasakaalustamiseks peab esmalt eraldama tegeliku dünaamilise reaktsiooni, mis tähendab kõikumiskomponendi mõõtmist ja vektorite lahutamine seda üldisest 1× signaalist.
Seetõttu ei lahenda üksnes 1× tipp kunagi diagnoosi - tõelise tasakaalustamatuse kinnitamine seda matkivate nähtuste, näiteks viskumise, joondusviga, a pragunenud rootorvõi resonants seast on pädeva vibratsioonidiagnostika tuum diagnoos.
3. Kõikumise kompenseerimine: aeglase pöörlemise vektor
Tunnustatud abinõu on viskumise kompenseerimine, mis on oluline samm lähedusanduritega varustatud seadmete analüüsimisel. See toimub kolmes etapis:
- Aeglane rullimine: masinat käitatakse tahtlikult madalal kiirusel - tavaliselt 200-500 p/min -, kus tasakaalustamatusest tulenevad tsentrifugaaljõud on tühised, nii et peaaegu kogu 1× signaal on viskumine.
- Mõõtke aeglase pöörlemise vektor: 1× vibratsioonivektor (amplituud ja faas) salvestatakse sellise kiiruse juures „aeglustatud liikumise“ või „väljumisvektori“ nime all.
- Lahuta vektor: see salvestatud aeglase pöörlemise vektor lahutatakse seejärel vektorina täistöökiirusel mõõdetud 1× vibratsioonivektorist.
Jääb alles viskumise suhtes kompenseeritud 1× vektor, mis kajastab võlli tegelikku dünaamilist liikumist, mis tuleneb tasakaalustamatuse ja muude rootoridünaamiliste jõudude mõjust. Just see kompenseeritud väärtus – mitte töötlemata mõõtmistulemus – peaks olema aluseks diagnostikale ja arvutustele paranduskaalud.
4. Mõõtmine ja kompenseerimine välitingimustes
Sama põhimõte kehtib ka kaasaskantavate seadmete puhul, isegi nende puhul, mis kasutavad kiirendusmõõturid selle asemel, et kasutada püsivalt paigaldatud andureid. Hea tava enne balansseerimine töökohal on kontrollida mehaanilist kõikumist mõõturiga ja veenduda, et võllil ei ole jääkmagnetismi, et välistada sarnased esemed enne proovimassi lisamist. Näiteks selline kaasaskantav kahekanaliline analüsaator nagu Balanset-1A mõõdab 1× amplituudi ja faasi, millest tasakaalustamine sõltub, ning aeglase pöörlemise etalonmõõtmise salvestamine - kui masin seda võimaldab - laseb analüütikul kinnitada, et 1× vastus tõepoolest kasvab koos kiirusega, mis on tõelise tasakaalustamatuse tunnus, selle asemel et jääda muutumatuks, mis viitaks otseselt viskumisele.
