घूर्णन मशीनरी में अक्षीय कंपन को समझना

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परिभाषा: अक्षीय कंपन क्या है?

अक्षीय कंपन (जिसे अनुदैर्ध्य कंपन या थ्रस्ट कंपन भी कहा जाता है) एक गतिमान वस्तु की आगे-पीछे की गति है। रोटर अपने घूर्णन अक्ष के समानांतर दिशा में। पार्श्व कंपन जो शाफ्ट के लंबवत अगल-बगल की गति है, अक्षीय कंपन शाफ्ट को उसकी लंबाई के साथ अंदर और बाहर गति करने का प्रतिनिधित्व करता है, जो पिस्टन की गति के समान है।.

हालांकि पार्श्व कंपन की तुलना में आयाम में आम तौर पर कम, अक्षीय कंपन कुछ प्रकार की मशीनरी दोषों के लिए अत्यधिक निदानात्मक है, विशेष रूप से मिसलिग्न्मेंट, थ्रस्ट बेयरिंग की समस्याएं, और पंपों और कंप्रेसरों में प्रक्रिया से संबंधित मुद्दे।.

विशेषताएँ और माप

दिशा और गति

अक्षीय कंपन शाफ्ट की केंद्र रेखा अक्ष के साथ होता है:

• गति शाफ्ट घूर्णन अक्ष के समानांतर है
• रोटर एक प्रत्यागामी गति की तरह आगे-पीछे चलता है
• आमतौर पर बेयरिंग हाउसिंग या शाफ्ट के सिरों पर मापा जाता है
• आयाम आमतौर पर रेडियल कंपन से छोटा होता है लेकिन निदानात्मक रूप से अत्यधिक महत्वपूर्ण होता है

माप सेटअप

अक्षीय कंपन के लिए विशिष्ट सेंसर माउंटिंग की आवश्यकता होती है:

• सेंसर अभिविन्यास: एक्सेलेरोमीटर या वेग ट्रांसड्यूसर शाफ्ट अक्ष के समानांतर लगाया गया
• विशिष्ट स्थान: बेयरिंग हाउसिंग एंड कैप्स, मोटर एंड बेल्स, या थ्रस्ट बेयरिंग हाउसिंग पर
• निकटता जांच: शाफ्ट की अंतिम सतह की ओर मुख करके लगाए जाने पर अक्षीय स्थिति को सीधे मापा जा सकता है
• महत्त्व: प्रायः अनदेखा कर दिया जाता है, लेकिन सम्पूर्ण मशीनरी निदान के लिए महत्वपूर्ण है

अक्षीय कंपन के प्राथमिक कारण

1. मिसअलाइनमेंट (सबसे आम कारण)

शाफ्ट का गलत संरेखण, विशेष रूप से कोणीय मिसलिग्न्मेंट, अक्षीय कंपन का प्रमुख कारण है:

• लक्षण: चलने की गति पर उच्च 1X या 2X अक्षीय कंपन
• तंत्र: युग्मित शाफ्टों के बीच कोणीय ऑफसेट युग्मन के माध्यम से प्रेषित दोलनशील अक्षीय बलों का निर्माण करता है
• नैदानिक संकेतक: रेडियल कंपन का अक्षीय कंपन आयाम > 50% स्पष्ट रूप से गलत संरेखण का संकेत देता है
• चरण संबंध: ड्राइव और गैर-ड्राइव सिरों पर अक्षीय कंपन आमतौर पर 180° चरण से बाहर होता है

2. थ्रस्ट बेयरिंग दोष

अक्षीय शाफ्ट स्थिति को नियंत्रित करने वाले थ्रस्ट बियरिंग्स में समस्याएँ विशिष्ट अक्षीय कंपन का कारण बनती हैं:

• थ्रस्ट बेयरिंग का घिसना या क्षतिग्रस्त होना
• अपर्याप्त थ्रस्ट बेयरिंग प्रीलोड
• थ्रस्ट बेयरिंग की विफलता के कारण अत्यधिक अक्षीय गति
• थ्रस्ट बियरिंग्स से संबंधित विशिष्ट स्नेहन संबंधी समस्याएं

3. हाइड्रोलिक या वायुगतिकीय बल

पंपों, कम्प्रेसरों और टर्बाइनों में प्रक्रिया बल अक्षीय बल बनाते हैं:

• पंप कैविटेशन: वाष्प बुलबुले के पतन से अक्षीय आघात बल उत्पन्न होते हैं
• प्ररितक असंतुलन: असममित प्रवाह दोलनशील अक्षीय प्रणोद उत्पन्न करता है
• अक्षीय प्रवाह अशांति: अक्षीय कम्प्रेसर और टर्बाइन में
• बढ़ती हुई: कंप्रेसर सर्ज से तीव्र अक्षीय कंपन उत्पन्न होता है
• पुनःपरिसंचरण: प्रवाह अस्थिरता का कारण बनने वाले ऑफ-डिज़ाइन ऑपरेशन

4. यांत्रिक ढीलापन

अत्यधिक निकासी अक्षीय गति की अनुमति देती है:

• घिसी हुई थ्रस्ट बेयरिंग सतहें
• ढीले युग्मन घटक
• बेयरिंग डिज़ाइन में अपर्याप्त अक्षीय संयम
• घिसे हुए स्पेसर या शिम

5. युग्मन समस्याएं

युग्मन के घिसने या गलत स्थापना से अक्षीय कंपन उत्पन्न होता है:

• घिसे हुए गियर युग्मन दांत अक्षीय फ्लोट की अनुमति देते हैं
• अनुचित तरीके से स्थापित लचीली कपलिंग
• युग्मन स्पेसर लंबाई त्रुटियाँ
• अक्षीय बल घटकों का निर्माण करने वाले सार्वभौमिक संयुक्त कोण

6. तापीय वृद्धि संबंधी मुद्दे

विभेदक तापीय विस्तार अक्षीय बलों को प्रेरित कर सकता है:

• पाइपिंग तापीय विस्तार उपकरण पर धक्का/खींचता है
• युग्मित मशीनों के बीच असमान तापीय वृद्धि
• नींव के धंसने से अक्षीय संरेखण प्रभावित हो रहा है

नैदानिक महत्व

मिसलिग्न्मेंट निदान

अक्षीय कंपन मिसलिग्न्मेंट के निदान के लिए प्रमुख संकेतक है:

• अंगूठे का नियम: यदि अक्षीय कंपन रेडियल कंपन का 50% से अधिक है, तो गलत संरेखण का संदेह है
• आवृत्ति सामग्री: समांतर ऑफसेट मिसलिग्न्मेंट के लिए मुख्यतः 2X; कोणीय मिसलिग्न्मेंट के लिए 1X और 2X
• चरण विश्लेषण: विपरीत छोरों पर अक्षीय मापों के बीच 180° कलांतर गलत संरेखण की पुष्टि करता है
• पुष्टिकरण: उच्च अक्षीय कंपन जो सटीक संरेखण के बाद काफी कम हो जाता है, निदान की पुष्टि करता है

पंप और कंप्रेसर निदान

घूर्णन उपकरण हैंडलिंग तरल पदार्थ के लिए:

• गुहिकायन: ब्रॉडबैंड विशेषताओं के साथ उच्च आवृत्ति, यादृच्छिक अक्षीय कंपन
• हाइड्रोलिक असंतुलन: असममित प्ररितक लोडिंग से 1X अक्षीय कंपन
• आवेश: बड़े आयाम, कम आवृत्ति अक्षीय दोलन
• ब्लेड पास आवृत्ति: ब्लेड पासिंग आवृत्ति पर अक्षीय घटक प्रवाह संबंधी समस्याओं का संकेत देता है

असर की स्थिति का आकलन

• अक्षीय कंपन में अचानक वृद्धि थ्रस्ट बेयरिंग के खराब होने का संकेत हो सकती है
• थ्रस्ट बेयरिंग दोष आवृत्तियों के साथ अक्षीय कंपन बेयरिंग समस्या की पुष्टि करता है
• निकटता जांच के साथ मापा गया अत्यधिक अक्षीय फ्लोट बीयरिंग पहनने का संकेत देता है

स्वीकार्य स्तर और मानक

सामान्य दिशानिर्देश

जबकि आईएसओ 20816 जैसे मानक मुख्य रूप से रेडियल कंपन को संबोधित करते हैं, अक्षीय कंपन सीमाएं आमतौर पर इस प्रकार व्यक्त की जाती हैं:

• रेडियल के सापेक्ष: अक्षीय होना चाहिए सामान्य परिस्थितियों में रेडियल कंपन का < 50%
• पूर्ण सीमाएँ: आमतौर पर मशीन वर्ग के लिए रेडियल कंपन सीमा 25-50% होती है
• आधारभूत तुलना: आधार रेखा से 50-100% की वृद्धि जांच की मांग करती है

उपकरण-विशिष्ट मानक

• एपीआई 610 (केन्द्रापसारी पंप): रेडियल और अक्षीय कंपन दोनों सीमाओं को निर्दिष्ट करता है
• एपीआई 617 (केन्द्रापसारी कम्प्रेसर): अक्षीय कंपन स्वीकृति मानदंड शामिल हैं
• टर्बोमशीनरी: अक्सर अक्षीय स्थिति और कंपन सेंसर के साथ लगातार निगरानी की जाती है

सुधार और शमन विधियाँ

मिसलिग्न्मेंट के लिए

1. परिशुद्ध शाफ्ट संरेखण: कोणीय और समानांतर मिसलिग्न्मेंट को ठीक करने के लिए लेजर संरेखण उपकरणों का उपयोग करें
2. नरम पैर सुधार: संरेखण से पहले सुनिश्चित करें कि सभी माउंटिंग पैर समतल बैठें
3. तापीय वृद्धि पर विचार: संरेखण में परिचालन तापमान विस्तार को ध्यान में रखें
4. पाइप तनाव राहत: पाइपिंग बलों को हटाएँ जो उपकरणों को संरेखण से बाहर खींचते हैं

थ्रस्ट बेयरिंग संबंधी समस्याओं के लिए

• घिसे हुए थ्रस्ट बेयरिंग घटकों को बदलें
• उचित थ्रस्ट बेयरिंग प्रीलोड और क्लीयरेंस की पुष्टि करें
• थ्रस्ट बेयरिंग सतहों पर पर्याप्त स्नेहन सुनिश्चित करें
• उचित थ्रस्ट बेयरिंग स्थापना और शिमिंग की जाँच करें

प्रक्रिया-संबंधित अक्षीय बलों के लिए

• कैविटेशन को खत्म करें: इनलेट दबाव बढ़ाएँ, द्रव का तापमान कम करें, इनलेट अवरोधों की जाँच करें
• ऑपरेटिंग बिंदु अनुकूलित करें: डिज़ाइन रेंज के भीतर पंप और कंप्रेसर संचालित करें
• हाइड्रोलिक बलों को संतुलित करें: प्ररित करने वाले यंत्रों पर संतुलन छिद्रों या पश्च वेन का उपयोग करें
• एंटी-सर्ज नियंत्रण: कंप्रेसरों के लिए प्रभावी उछाल रोकथाम लागू करें

यांत्रिक समस्याओं के लिए

• घिसे हुए कपलिंग और कपलिंग घटकों को बदलें
• ढीले यांत्रिक कनेक्शनों को कसें
• सही स्पैसर और शिम आयामों को सत्यापित करें
• निर्माता विनिर्देशों के अनुसार उचित युग्मन स्थापना सुनिश्चित करें

मापन के सर्वोत्तम अभ्यास

सेंसर स्थापना

• दृढ़ माउंटिंग: जहाँ तक संभव हो अक्षीय माप के लिए चुम्बकों के बजाय स्टड या चिपकाने वाले पदार्थ का उपयोग करें
• अभिविन्यास सत्यापित करें: सुनिश्चित करें कि सेंसर शाफ्ट अक्ष के बिल्कुल समानांतर है (कोण पर नहीं)
• दोनों सिरों: चरण तुलना के लिए ड्राइव और गैर-ड्राइव दोनों सिरों पर अक्षीय कंपन को मापें
• निकटता जांच: महत्वपूर्ण उपकरणों के लिए, स्थायी अक्षीय स्थिति सेंसर स्थापित करें

डेटा संग्रहण

• हमेशा क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर रेडियल माप के साथ अक्षीय डेटा एकत्र करें
• विभिन्न स्थानों पर अक्षीय मापों के बीच चरण संबंधों को रिकॉर्ड करें
• अक्षीय से रेडियल आयाम अनुपात की तुलना करें
• विकसित हो रही समस्याओं का पता लगाने के लिए समय के साथ अक्षीय कंपन का रुझान

अक्षीय बनाम रेडियल कंपन तुलना

मुख्य अंतर

पहलू	रेडियल (पार्श्व) कंपन	अक्षीय कंपन
दिशा	शाफ्ट अक्ष के लंबवत	शाफ्ट अक्ष के समानांतर
विशिष्ट आयाम	उच्च	निचला (आमतौर पर < 50% रेडियल)
प्राथमिक कारण	असंतुलन, मुड़ी हुई शाफ्ट, बेयरिंग दोष	मिसअलाइनमेंट, थ्रस्ट बेयरिंग संबंधी समस्याएं, प्रक्रिया बल
नैदानिक मूल्य	सामान्य मशीनरी की स्थिति	मिसअलाइनमेंट और थ्रस्ट समस्याओं के लिए विशिष्ट
निगरानी प्राथमिकता	प्राथमिक फोकस	द्वितीयक लेकिन निदान के लिए महत्वपूर्ण

उद्योग अनुप्रयोग

अक्षीय कंपन निगरानी विशेष रूप से निम्नलिखित के लिए महत्वपूर्ण है:

• केन्द्रापसारी पम्प: हाइड्रोलिक बल और गुहिकायन का पता लगाना
• कंप्रेसर: थ्रस्ट बेयरिंग निगरानी और उछाल का पता लगाना
• टर्बाइन: अक्षीय टरबाइन ब्लेड बल और थ्रस्ट बेयरिंग स्थिति
• युग्मित उपकरण: संरेखण सत्यापन और युग्मन स्थिति
• प्रक्रिया उपकरण: प्रवाह स्थिति की निगरानी

यद्यपि अक्षीय कंपन अक्सर अधिक प्रमुख रेडियल कंपन के कारण छिप जाता है, अनुभवी कंपन विश्लेषक इसके महत्वपूर्ण निदानात्मक महत्व को पहचानते हैं। कई मशीनरी समस्याएँ, जो केवल रेडियल कंपन की जाँच से छूट जाती हैं, अक्षीय कंपन पैटर्न द्वारा स्पष्ट रूप से प्रकट हो जाती हैं, जिससे यह व्यापक मशीनरी स्थिति निगरानी कार्यक्रमों का एक अनिवार्य घटक बन जाता है।.

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