Akselin keskiviivan ymmärtäminen värähtelyn seurannassa

Määritelmä: Mikä on akselin keskiviivan asento?

Koneiden valvonnan yhteydessä läheisyysanturit, the akselin keskiviivan sijainti on akselin geometrisen keskipisteen keskimääräinen eli vakaa asento sen nestekalvon kaltaisen laakerivälyksen sisällä. Värähtelymittaukset (signaalin vaihtovirtakomponentti) kuvaavat akselin nopeaa dynaamista liikettä *tämän* keskimääräisen sijainnin *ympäri*, kun taas akselin keskiviivan mittaus (signaalin tasavirtakomponentti) kuvaa, *missä* tämä keskimääräinen sijainti sijaitsee. Tämän tasavirta-asennon muutosten seuraaminen ajan kuluessa antaa kriittistä tietoa laakerin kuormituksesta, linjauksesta ja pitkäaikaisesta kulumisesta.

Miten akselin keskiviivan asento mitataan?

Akselin keskiviivan sijainti mitataan käyttämällä kahden XY-lähestymisanturin (kaksi anturia, jotka on asennettu 90 asteen päähän toisistaan) tasajännitelähtöä. Se toimii seuraavasti:

1. Anturin jänniteväli: Kunkin lähestymisanturin ajuri tuottaa negatiivisen tasajännitteen, joka on suoraan verrannollinen anturin kärjen ja akselin pinnan väliseen etäisyyteen. Esimerkiksi yleinen kalibrointi on -200 mV/mil, mikä tarkoittaa, että jännite muuttuu negatiivisemmaksi akselin liikkuessa poispäin anturista.
2. Sijainnin nollaaminen: Referenssin määrittämiseksi tasavirtajännitteiden rakoarvot tyypillisesti "nollataan" tai tallennetaan, kun akseli on levossa laakerinsa pohjalla.
3. Keskimääräisen sijainnin seuranta: Kun kone käynnistyy ja saavuttaa käyttönopeuden ja käyttölämpötilan, akseli nousee hydrodynaamisen öljykalvonsa varassa. Lähestymisanturijärjestelmä valvoo jatkuvasti X- ja Y-antureiden keskimääräisiä tasavirtajännitteitä.
4. Sijainnin piirtäminen: Piirtämällä X- ja Y-tasajännitteet toisiaan vasten valvontajärjestelmä voi näyttää akselin keskimääräisen sijainnin 2D-kaaviossa, joka kuvaa laakerivälystä.

Akselin keskiviivan kuvaajan diagnostinen arvo

A akselin keskiviivan kuvaaja, joka näyttää akselin keskimääräisen asennon polun koneen nopeuden tai kuormituksen muuttuessa, on tehokas diagnostiikkatyökalu turbokoneille.

1. Normaalin laakerin toiminnan varmistaminen

Käynnistyksen yhteydessä nestekalvolaakerin terve roottori nousee ja liikkuu vaakasuunnassa hydrodynaamisen öljykiilan kehittyessä. Sen keskiviivakäyrällä kulkeman reitin tulisi olla tasainen ja toistettavissa joka kerta, kun kone käynnistyy. Tämä käyrä vahvistaa, että laakerit tuottavat oikean nostovoiman ja että roottori on oikeassa asennossa.

2. Laakerien kulumisen diagnosointi

Ajan myötä laakerin kuluessa akselin välys pienenee vähitellen. Vertaamalla akselin keskiviivan nykyistä sijaintia vuoden takaiseen sijaintiin analyytikko voi nähdä tämän trendin selvästi ja ennustaa, milloin laakeri on vaihdettava, kauan ennen kuin se alkaa aiheuttaa voimakasta tärinää.

3. Linjauksen tai kuormituksen muutosten havaitseminen

Akselin asento laakerissa määräytyy siihen vaikuttavien voimien perusteella. Jos koneen linjaus muuttuu (esimerkiksi lämpölaajenemisen tai putken venymän vuoksi), laakereihin kohdistuvat voimat muuttuvat, mikä puolestaan aiheuttaa akselin keskiviivan sijainnin siirtymisen. Keskiviivan sijainnin äkillinen muutos tasaisen käytön aikana on vahva merkki roottoriin vaikuttavien voimien merkittävästä muutoksesta ja vaatii välitöntä tutkimista.

4. Laakerien epävakauksien tunnistaminen

Tietyissä olosuhteissa akseli ei välttämättä asetu vakaaseen asentoon ja voi alkaa prekessoida eli "piiskahtaa" laakerin sisällä. Tämä tila, joka tunnetaan öljyn pyörteenä tai piiskana, näkyy suurena, epävakaana liikkeenä keskiviivan kuvaajassa.

Keskiviivan sijainti vs. kiertorata

On tärkeää erottaa toisistaan kaksi läheisyysanalyyseistä johdettua kuvaajaa:

• The Akselin keskiviivan kuvaaja käyttää Tasajännite näyttää akselin *keskimääräisen* asennon. Sitä käytetään analysoimaan hitaita muutoksia ajan kuluessa (trendit) tai käynnistyksen/sammutuksen aikana.
• The Akselin kiertoradan kuvaaja käyttää Vaihtojännite näyttää akselin *dynaamisen liikkeen* sen keskimääräisen keskiviivan asennon ympäri. Sitä käytetään tiettyjen vikojen, kuten epätasapainon ja linjausvirheen, diagnosointiin.

Yhdessä nämä kaksi kuvaajaa tarjoavat täydellisen ja yksityiskohtaisen kuvan roottorin kunnosta ja käyttäytymisestä laakereissaan.

← Takaisin päähakemistoon