Comprendre le tracé de l'orbite de l'arbre dans l'analyse des vibrations
A orbite de l'arbre est un graphique qui montre la trajectoire suivie par le centre géométrique d'un arbre en rotation au cours d'une ou plusieurs révolutions. Il s'agit d'une vue bidimensionnelle du mouvement de l'arbre à l'intérieur de son axe de rotation. jeu de roulement, comme si vous regardiez directement l'extrémité de l'arbre. Ce diagnostic puissant est créé par le montage d'une paire d'instruments de mesure sans contact. sondes de proximité 90 degrés l'un de l'autre - généralement dans une configuration X-Y - et en traçant leurs signaux de déplacement simultanés l'un par rapport à l'autre plutôt que par rapport au temps.
1. Pourquoi le tracé d'orbite est-il si utile ?
Une norme forme d'onde temporelle ou Spectre FFT spectacles Vibrations dans une seule direction. Le tracé de l'orbite combine deux directions perpendiculaires pour donner une image complète du mouvement dynamique de l'arbre, permettant aux analystes de visualiser la forme et la direction réelles du mouvement plutôt que de les déduire. Cette dimension supplémentaire fournit des indices précieux pour le diagnostic d'un large éventail de défauts. rotor-dynamique en particulier pour les machines critiques à grande vitesse équipées d'un film fluide. paliers lisses, Les installations de production d'électricité, telles que les turbines, les compresseurs et les grands générateurs.
Comme les sondes mesurent le déplacement directement contre le roulement, l'orbite révèle également la position de l'arbre dans son jeu, et pas seulement la distance qu'il parcourt. accéléromètre ne peut tout simplement pas fournir. L'ajout d'un tachymètre ou Keyphaser La marque marque chaque révolution sur l'orbite, en fixant son phase et de rendre la direction de la précession sans ambiguïté.
2. Comment interpréter la forme des orbites
La forme, la taille et l'orientation de l'orbite sont des indicateurs directs des forces agissant sur le rotor. Un analyste compétent peut diagnostiquer l'état d'une machine simplement en observant la forme de l'orbite.
Orbite circulaire ou elliptique
Une orbite circulaire ou elliptique simple, centrée sur le palier, indique typiquement un rotor qui se comporte bien et qui est dominé par une seule fréquence - le plus souvent déséquilibrer. L'orbite sera circulaire si la rigidité du palier est la même dans les deux directions (isotrope) et elliptique si la rigidité diffère horizontalement et verticalement (anisotrope), ce qui est très courant dans la pratique car la plupart des machines sont plus rigides verticalement qu'horizontalement.
Orbite déformée, en forme de 8 ou en forme de banane
Lorsque l'orbite est déformée par rapport à une simple ellipse, plusieurs fréquences influencent le mouvement de l'arbre :
- A orbite en forme de « banane » ou de croissant est souvent associée à désalignement, où les fréquences 1× et 2× sont présentes.
- A forme en 8 est un signe classique d'une forte composante 2×, un indicateur classique de désalignement de l'arbre. Une figure 8 avec une boucle interne suggère souvent un état plus grave ou la présence d'un frottement.
Orbites avec des coudes ou des angles vifs
Des changements brusques de direction, des zones plates ou des « plis » dans l’orbite sont des preuves solides d’une frottement rotor-stator. Ils montrent que le mouvement de l'arbre est momentanément contraint lorsqu'il entre en contact avec un composant fixe tel qu'un roulement, un sceller, ou le boîtier de la machine.
Orbites hautement irrégulières
Une orbite erratique, instable ou remplie de “bruit” peut être le signe d'un problème mécanique grave. relâchement, l'instabilité induite par les fluides, telle que tourbillon d'huile ou fouet, ou des conditions d'écoulement turbulentes dans une pompe ou un compresseur.
3. Sens de la précession : Avant ou arrière
Le sens dans lequel l'orbite est tracée, par rapport au sens de rotation de l'arbre, est en soi un facteur clé de diagnostic :
- Précession avant : les traces d'orbite dans le même sens que la rotation de l'arbre. C'est le comportement normal pour des forces telles que le déséquilibre.
- Précession inverse : les traces d'orbite sont opposées à la rotation de l'arbre. Il s'agit d'une condition anormale qui peut indiquer une fissure de l'arbre, La maladie peut être causée par une fièvre, un frottement important ou certains types d'instabilité induite par les fluides.
La distinction entre les deux nécessite la marque de phase une fois par révolution ; sans elle, l'orbite montre une forme mais pas le sens dans lequel elle est parcourue, et la distinction diagnostique est perdue.
4. L'orbite dans les diagnostics de terrain
Les sondes de proximité installées en permanence et alimentant un système de surveillance sont le moyen classique de saisir une orbite sur les grandes machines critiques, mais le principe sous-jacent - deux signaux de déplacement perpendiculaires tracés l'un par rapport à l'autre avec une référence de phase - est également à la disposition de l'ingénieur de terrain. Un instrument portable à deux canaux tel que le Balanset-1A mesure l'amplitude et la phase synchrones sur deux plans à la fois, de sorte qu'une fois qu'une orbite ou un spectre a confirmé que le déséquilibrer est la force dominante, la même configuration se retrouve tout au long de l'année. équilibrage sur place et la vérification de l'état corrigé. Lorsque l'orbite révèle un mauvais alignement, un frottement ou une instabilité, cette constatation réoriente le travail vers l'alignement ou une réparation mécanique plutôt que vers l'équilibrage.
5. Ce que montre un tracé d'orbite
En résumé, un seul tracé d'orbite permet d'obtenir une multitude d'informations en un coup d'œil :
- L'amplitude globale des vibrations de l'arbre.
- – La forme du mouvement de l’arbre, qui permet d’identifier le type de défaut.
- Le sens de la précession, vers l'avant ou vers l'arrière.
- La position moyenne de l'arbre dans le jeu du palier - son axe de l'arbre.
Analysée en conjonction avec le spectre FFT et la forme d'onde temporelle, l'orbite permet à l'analyste d'obtenir des résultats très fiables et détaillés. diagnostic du comportement dynamique d'une machine - en combinant le “combien”, la “quelle forme” et le “comment” en une seule image décisive.
