घूर्णन मशीनरी में अक्षीय कंपन को समझना
अक्षीय कंपन (जिसे अनुदैर्ध्य या थ्रस्ट कंपन भी कहा जाता है) एक के पीछे और आगे की गति है रोटर इसकी घूर्णन अक्ष के समानांतर दिशा में। जहां पार्श्व कंपन शाफ्ट के लंबवत ओर-पार की गति है, अक्षीय कंपन शाफ्ट को इसकी अपनी लंबाई के साथ आगे-पीछे चलना है, बिल्कुल एक पिस्टन की तरह। यह आमतौर पर आयाम में कम होता है अक्षीय कंपन, फिर भी यह दोषों के एक विशेष परिवार के लिए अत्यधिक नैदानिक है — सबसे ऊपर मिसलिग्न्मेंट, थ्रस्ट-बेयरिंग समस्याएं, और पंप और कंप्रेसर में प्रक्रिया-संबंधित समस्याएं। एक अनुभवी विश्लेषक इसे एक अनिवार्य, वैकल्पिक नहीं, एक पूर्ण माप सेट के हिस्से के रूप में मानता है।
1. विशेषताएं और माप
दिशा और गति
अक्षीय कंपन शाफ्ट की केंद्र रेखा अक्ष के साथ होता है:
- गति घूर्णन अक्ष के समानांतर है।
- रोटर पीछे और आगे पारस्परिक तरीके से चलता है।
- इसे आमतौर पर असर आवास या शाफ्ट सिरों पर मापा जाता है।
- इसका आयाम आमतौर पर रेडियल कंपन से छोटा होता है लेकिन, जब मौजूद हो, तो निदान के लिए कहीं अधिक महत्वपूर्ण होता है।
मापन सेटअप
अक्षीय गति को कैप्चर करने के लिए सेंसर के सावधानीपूर्वक स्थान की आवश्यकता होती है:
- सेंसर अभिविन्यास: an त्वरणमापी या वेग ट्रांसड्यूसर शाफ्ट अक्ष के समानांतर लगाया गया।
- विशिष्ट स्थान: असर-हाउसिंग अंत टोपी, मोटर अंत घंटियाँ, या जोर-असर आवास।
- निकटता जांच: ए निकटता जांच शाफ्ट के अंत का सामना करते हुए अक्षीय स्थिति को सीधे माप सकते हैं।
- महत्त्व: प्रायः अनदेखा कर दिया जाता है, लेकिन सम्पूर्ण मशीनरी निदान के लिए महत्वपूर्ण है
2. अक्षीय कंपन के प्राथमिक कारण
गलत संरेखण — सबसे आम कारण
शाफ्ट का गलत संरेखण, और विशेष रूप से कोणीय गलत संरेखण, अक्षीय कंपन का प्रमुख स्रोत है:
- लक्षण: high 1× or 2× axial vibration at running speed.
- तंत्र: युग्मित शाफ्ट के बीच एक कोणीय ऑफसेट प्रत्येक क्रांति पर युग्मन के माध्यम से एक दोलनशील अक्षीय बल पंप करता है।
- निदान सूचक: रेडियल आयाम का 50% से अधिक अक्षीय आयाम दृढ़ता से गलत संरेखण का सुझाव देता है।
- चरण संबंध: ड्राइव और गैर-ड्राइव सिरों पर अक्षीय रीडिंग आमतौर पर लगभग 180° से बाहर होते हैं चरण.
थ्रस्ट-बेयरिंग दोष
समस्याएं जोर असर जो अक्षीय शाफ्ट स्थिति को ठीक करते हैं, विशिष्ट अक्षीय कंपन पैदा करते हैं:
- थ्रस्ट-बेयरिंग का घिसाव या क्षति।
- अपर्याप्त थ्रस्ट-बेयरिंग पूर्व-लोड.
- थ्रस्ट-बेयरिंग विफलता जो अत्यधिक अक्षीय खेल की अनुमति देती है।
- थ्रस्ट सतहों के लिए विशिष्ट स्नेहन समस्याएं।
हाइड्रॉलिक या वायुगतिकीय बल
पंपों, कंप्रेसर और टर्बाइनों में प्रक्रिया बलें अक्षीय भार उत्पन्न करती हैं:
- पंप गुहिकायन: वाष्प बुलबुलों का पतन अक्षीय झटके बल उत्पन्न करता है।
- इम्पेलर असंतुलन: असमान प्रवाह दोलनशील अक्षीय थ्रस्ट उत्पन्न करता है।
- अक्षीय प्रवाह अशांति: अक्षीय कंप्रेसर और टर्बाइनों में।
- बढ़ती: कंप्रेसर सर्ज तीव्र अक्षीय कंपन का कारण बनता है।
- रिसर्कुलेशन: डिजाइन से हटकर संचालन जो प्रवाह अस्थिरता को ट्रिगर करता है।
यांत्रिक ढीलापन
अत्यधिक क्लीयरेंस रोटर को अक्षीय रूप से शटल करने देते हैं:
- घिसी हुई थ्रस्ट-बेयरिंग सतहें।
- ढीले युग्मन घटक।
- असर व्यवस्था में अपर्याप्त अक्षीय प्रतिबंध।
- घिसे हुए स्पेसर या शिम।
युग्मन समस्याएँ
युग्मन घिसाव या खराब स्थापना अक्षीय कंपन उत्पन्न करती है:
- पहने हुए गियर-युग्मन दांत अक्षीय फ्लोट की अनुमति दे रहे हैं।
- गलत तरीके से स्थापित लचकदार संयोजक.
- युग्मन-स्पेसर लंबाई त्रुटियां।
- सार्वभौमिक-जोड़ कोण अक्षीय बल घटक बनाते हैं।
तापीय वृद्धि समस्याएं
अवकल ताप विस्तार अक्षीय बल लागू कर सकता है:
- पाइपिंग का ताप विस्तार उपकरण को धकेल या खींच सकता है।
- युग्मित मशीनों के बीच असमान तापीय वृद्धि।
- आधार का निपटान जो अक्षीय संरेखण को बाधित करता है।
3. निदान महत्व
गलत संरेखण का निदान
अक्षीय कंपन असंरेखण का एकल सबसे अच्छा संकेतक है:
- अंगूठे का नियम: यदि अक्षीय कंपन रेडियल कंपन के 50% से अधिक है, तो असंरेखण का संदेह करें।
- आवृत्ति सामग्री: समानांतर-ऑफसेट असंरेखण के लिए प्रमुख रूप से 2×; कोणीय असंरेखण के लिए 1× और 2× दोनों।
- चरण विश्लेषण: अक्षीय रीडिंग में 180° चरण अंतर विपरीत सिरों पर कुसंरेखण की पुष्टि करता है।
- पुष्टिकरण: उच्च अक्षीय कंपन जो सटीकता के बाद तेजी से गिरता है शाफ्ट संरेखण निदान को प्रमाणित करता है।
पंप और कंप्रेसर निदान
द्रव-परिचालन घूर्णन उपकरण के लिए:
- गुहिकायन: उच्च-आवृत्ति, यादृच्छिक, व्यापक बैंड अक्षीय कंपन।
- हाइड्रोलिक असंतुलन: असममित इंपेलर लोडिंग से 1× अक्षीय कंपन।
- आवेश: बड़े आयाम, निम्न-आवृत्ति अक्षीय दोलन।
- ब्लेड-पास आवृत्ति: ब्लेड-पासिंग आवृत्ति पर एक अक्षीय घटक प्रवाह समस्याओं का संकेत देता है।
असर की स्थिति का आकलन
- अक्षीय कंपन में अचानक वृद्धि थ्रस्ट-बियरिंग हास को संकेत दे सकती है।
- थ्रस्ट-बेयरिंग दोष आवृत्तियों पर अक्षीय कंपन बेयरिंग समस्या की पुष्टि करता है।
- निकटता जांच के साथ मापा गया अत्यधिक अक्षीय फ्लोट बीयरिंग पहनने का संकेत देता है
4. स्वीकार्य स्तर और मानक
सामान्य दिशानिर्देश
सामान्य मशीनरी-कंपन मानक — आधुनिक आईएसओ 20816 श्रृंखला, जिसने ISO 10816 को प्रतिस्थापित किया — मुख्य रूप से रेडियल कंपन पर ध्यान केंद्रित करते हैं, इसलिए अक्षीय सीमाएं आमतौर पर इसके सापेक्ष तैयार की जाती हैं:
- रेडियल के सापेक्ष: सामान्य परिस्थितियों में अक्षीय कंपन रेडियल कंपन के 50% से नीचे रहना चाहिए।
- निरपेक्ष सीमाएँ: आमतौर पर मशीन के वर्ग के लिए रेडियल सीमा का 25–50%।
- बेसलाइन तुलना: 50–100% की वृद्धि से आधारभूत जांच की आवश्यकता है, निरपेक्ष मान की परवाह किए बिना।
उपकरण-विशिष्ट मानक
- API 610 (अपकेंद्रीय पंप): रेडियल और अक्षीय कंपन दोनों की सीमाओं को निर्दिष्ट करता है।
- API 617 (अपकेंद्रीय कंप्रेसर): अक्षीय कंपन स्वीकृति मानदंड सहित।
- टर्बोमशीनरी: अक्सर समर्पित अक्षीय-स्थिति और अक्षीय-कंपन सेंसर के साथ लगातार निगरानी की जाती है, अक्सर एपीआई 670 मशीनरी-सुरक्षा प्रथा।
5. सुधार और शमन विधियाँ
कुसंरेखण के लिए
- परिशुद्ध शाफ्ट संरेखण: कोणीय और समानांतर गलत संरेखण को ठीक करने के लिए लेजर संरेखण उपकरण का उपयोग करें।
- नरम-पैर सुधार: संरेखण से पहले प्रत्येक माउंटिंग पैर समतल बैठता है यह सुनिश्चित करें — देखें नरम पैर.
- थर्मल-वृद्धि भत्ता: ठंड संरेखण लक्ष्य निर्धारित करते समय परिचालन-तापमान विस्तार के लिए खाता दें।
- पाइप-तनाव राहत: पाइपिंग बलों को दूर करें जो उपकरण को संरेखण से बाहर खींचते हैं।
थ्रस्ट-बेयरिंग समस्याओं के लिए
- खराब थ्रस्ट-बेयरिंग घटकों को प्रतिस्थापित करें।
- सही थ्रस्ट-बियरिंग पूर्वलोड और क्लीयरेंस सत्यापित करें।
- थ्रस्ट फेसेज को पर्याप्त स्नेहन सुनिश्चित करें।
- सही स्थापना और शिमिंग जांचें।
प्रक्रिया-संबंधी अक्षीय बलों के लिए
- कैविटेशन को दूर करें: inlet दबाव बढ़ाएं, तरल का तापमान कम करें, inlet blockages को साफ करें।
- परिचालन बिंदु को अनुकूलित करें: पंप और कंप्रेसर को उनकी डिजाइन सीमा के भीतर रखें।
- Hydraulic बलों को संतुलित करें: इम्पेलर पर संतुलन छिद्र या पीछे की पंखुड़ियों का उपयोग करें।
- Anti-surge नियंत्रण: कंप्रेसर पर प्रभावी सर्ज निवारण लागू करें।
यांत्रिक समस्याओं के लिए
- पहने हुए युग्मन और युग्मन घटकों को बदलें।
- ढीले यांत्रिक कनेक्शनों को कसें।
- सही स्पेसर और शिम आयाम सत्यापित करें।
- निर्माता की विनिर्देश के अनुसार युग्मन स्थापित करें।
6. माप के सर्वोत्तम अभ्यास
सेंसर स्थापना
- दृढ़ माउंटिंग: अक्षीय माप के लिए जहां संभव हो, चुम्बक की तुलना में स्टड या आसंजन को प्राथमिकता दें — देखें सेंसर माउंटिंग.
- अभिविन्यास सत्यापित करें: सुनिश्चित करें कि संवेदक शाफ्ट अक्ष के वास्तव में समानांतर है, कोण पर तिरछा नहीं है।
- Both ends: ड्राइव और गैर-ड्राइव दोनों सिरों पर अक्षीय कंपन को मापें ताकि चरण की तुलना की जा सके।
- निकटता जांच: महत्वपूर्ण उपकरणों के लिए, स्थायी अक्षीय स्थिति सेंसर स्थापित करें
डेटा संग्रहण
- क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर रेडियल माप के साथ-साथ हमेशा अक्षीय डेटा एकत्र करें।
- विभिन्न स्थानों पर अक्षीय रीडिंग के बीच चरण संबंध को रिकॉर्ड करें।
- अक्षीय-से-रेडियल आयाम अनुपात की तुलना करें।
- Trend समय के साथ अक्षीय कंपन को विकसित समस्याओं को जल्दी पकड़ने के लिए।
7. Axial बनाम Radial कंपन
दोनों दिशाओं को अलग रखना दोष पहचान के लिए केंद्रीय है:
| पहलू | रेडियल (पार्श्व) कंपन | अक्षीय कंपन |
|---|---|---|
| दिशा | शाफ्ट अक्ष के लंबवत | शाफ्ट अक्ष के समानांतर |
| सामान्य amplitude | उच्च | निम्न (आमतौर पर < रेडियल का 50%) |
| Primary causes | असंतुलित होना, मुड़ी हुई शाफ्ट, bearing विकार | Misalignment, thrust-bearing समस्याएं, प्रक्रिया बलें |
| निदान मूल्य | सामान्य मशीनरी की स्थिति | मिसअलाइनमेंट और थ्रस्ट समस्याओं के लिए विशिष्ट |
| निगरानी प्राथमिकता | प्राथमिक फोकस | द्वितीयक लेकिन निदान के लिए महत्वपूर्ण |
8. व्यावहारिक क्षेत्र निदान
क्षेत्र में, निर्णायक अक्षीय-कंपन परीक्षण तुलनात्मक है: दोनों बेयरिंग सिरों पर आयाम और चरण को अक्षीय रूप से पढ़ें और उन्हें रेडियल रीडिंग के विरुद्ध तौलें। एक पोर्टेबल दो-चैनल कंपन विश्लेषक जैसे कि बैलेनसेट-1a इस के लिए उपयुक्त है, क्योंकि इसके दो चैनल साझा के साथ एक बार में दोनों सिरों को कैप्चर कर सकते हैं टैकोमीटर चरण संदर्भ — विसंरेखण का बताने वाला 180° अक्षीय चरण विभाजन, और 1×/2× लयबद्ध pattern in the एफएफटी स्पेक्ट्रम, तुरंत दृश्यमान। यही तुलना एक महंगी गलती से रक्षा करती है: उच्च रेडियल 1× कंपन आसानी से को दोषी ठहराया जाता है असंतुलित होना, लेकिन एक मजबूत मिलान अक्षीय घटक इसके बजाय विसंरेखण की ओर इशारा करता है, जो कोई भी संतुलन ठीक करेगा। प्रमाण भार तक पहुंचने से पहले प्रभावी गति की दिशा की पुष्टि करना एक स्थायी मरम्मत को बर्बाद किए गए दोपहर से अलग करता है।
9. उद्योग अनुप्रयोग
अक्षीय-कंपन निगरानी विशेष रूप से मूल्यवान है:
- केन्द्रापसारी पम्प: हाइड्रॉलिक बल और कैविटेशन का पता लगाना।
- कंप्रेसर: थ्रस्ट-बेयरिंग निगरानी और सर्ज का पता लगाना।
- टर्बाइन: अक्षीय ब्लेड बल और थ्रस्ट-बेयरिंग की स्थिति।
- युग्मित उपकरण: संरेखण सत्यापन और युग्मन की स्थिति।
- प्रक्रिया उपकरण: flow-condition निगरानी।
यद्यपि अक्षीय कंपन अक्सर अधिक प्रमुख रेडियल सिग्नल द्वारा दबा दिया जाता है, अनुभवी विश्लेषक इसके नैदानिक मूल्य को महत्व देते हैं। बहुत से दोष जिन्हें अकेले रेडियल माप से चूका जा सकता है, अक्षीय पैटर्न द्वारा प्रकट होते हैं — जो कि बिल्कुल यही कारण है कि एक संपूर्ण स्थिति-निगरानी programme हमेशा सभी तीन दिशाओं को मापता है।
