कंपन विश्लेषण में शाफ्ट ऑर्बिट प्लॉट को समझना
A शाफ्ट कक्षा एक ग्राफ़ है जो एक घूर्णन शाफ्ट के ज्यामितीय केंद्र द्वारा एक या अधिक क्रांतियों के दौरान पता किए गए पथ को दिखाता है। यह शाफ्ट की गति का एक दो-आयामी दृश्य है इसके भीतर असर निकासी, जैसे कि आप शाफ्ट के सिरे को सीधे देख रहे हों। यह शक्तिशाली डायग्नोस्टिक गैर-संपर्क का एक जोड़ी माउंट करके बनाया जाता है निकटता जांच 90 डिग्री अलग — आमतौर पर एक X-Y कॉन्फ़िगरेशन में — और उनके एक साथ विस्थापन संकेतों को समय के बजाय एक दूसरे के विरुद्ध प्लॉट करना।
1. ऑर्बिट प्लॉट इतना उपयोगी क्यों है
एक मानक समय तरंगरूप या FFT स्पेक्ट्रम दिखाता है कंपन एक दिशा में। ऑर्बिट प्लॉट दो लंबवत दिशाओं को जोड़ता है ताकि शाफ्ट की गतिशील गति का एक पूर्ण चित्र दिया जा सके, विश्लेषकों को वास्तविक आकार और आंदोलन की दिशा को देखने में सक्षम बनाता है, इसके बजाय इसे अनुमान लगाया जाता है। यह अतिरिक्त आयाम विभिन्न प्रकार की खराबियों के निदान के लिए अमूल्य सुराग प्रदान करता है, यही कारण है कि ऑर्बिट एक आधारशिला है रोटर-गतिशील विश्लेषण — विशेष रूप से उच्च-गति, महत्वपूर्ण मशीनरी के लिए जो तरल-फिल्म से सुसज्जित है जर्नल बीयरिंग, जैसे कि टर्बाइन, कंप्रेसर, और बड़े जनरेटर।
क्योंकि जांच बेयरिंग के विरुद्ध सीधे विस्थापन को मापते हैं, ऑर्बिट यह भी प्रकट करता है कि शाफ्ट अपनी निकासी के भीतर कहां बैठता है, केवल यह नहीं कि यह कितनी दूरी तक चलता है — जानकारी एक आवरण-माउंटेड त्वरणमापी बिल्कुल प्रदान नहीं कर सकता। एक जोड़ना टैकोमीटर या कीफ़ेज़र प्रत्येक क्रांति पर एक अंक लगाता है, इसके को ठीक करता है चरण और पूर्वगमन दिशा को स्पष्ट बनाता है।
2. ऑर्बिट आकारों की व्याख्या कैसे करें
कक्षा का आकार, माप और दिशा रोटर पर लगने वाले बलों के प्रत्यक्ष संकेतक हैं। एक कुशल विश्लेषक केवल कक्षा के आकार को देखकर ही मशीन की स्थिति का निदान कर सकता है।
वृत्ताकार या दीर्घवृत्ताकार कक्षा
एक सरल वृत्ताकार या अण्डाकार ऑर्बिट, बेयरिंग में केंद्रित, आमतौर पर एक अच्छी तरह से व्यवहार करने वाले रोटर को इंगित करता है जो एक एकल आवृत्ति से प्रभावित होता है — अधिकांश अक्सर असंतुलित होना। दोनों दिशाओं में बेयरिंग समर्थन कठोरता समान है (आइसोट्रॉपिक) तो ऑर्बिट वृत्ताकार होगा और यदि कठोरता क्षैतिज और लंबवत रूप से भिन्न होती है (अनिसोट्रॉपिक), जो व्यावहारिक रूप से बहुत सामान्य है क्योंकि अधिकांश मशीनें लंबवत रूप से क्षैतिज की तुलना में अधिक कठोर होती हैं।
विकृत, आकृति-8, या केले के आकार की कक्षा
जब ऑर्बिट एक सरल दीर्घवृत्त से विकृत होता है, तो कई आवृत्तियां शाफ्ट की गति को प्रभावित कर रही हैं:
- A “केला” या अर्धचंद्राकार कक्षा अक्सर इससे जुड़ा होता है मिसलिग्न्मेंट, जहां 1× और 2× दोनों आवृत्तियां मौजूद हैं।
- A आकृति-8 आकार एक मजबूत 2× घटक का एक क्लासिक संकेत है, शाफ्ट की गलत संरेखण का एक पाठ्य पुस्तक संकेतक। एक आंतरिक लूप के साथ एक आकृति-8 अक्सर एक अधिक गंभीर स्थिति या एक रगड़ की उपस्थिति का सुझाव देता है।
मुड़ी हुई या तीखे कोनों वाली कक्षाएँ
दिशा में तीव्र परिवर्तन, सपाट स्थान, या कक्षा में "झुकाव" एक मजबूत सबूत हैं रोटर-से-स्टेटर रगड़। वे दिखाते हैं कि शाफ्ट की गति को क्षणिक रूप से बाधित किया जा रहा है क्योंकि यह एक स्थिर घटक जैसे कि एक बेयरिंग के साथ संपर्क बनाता है, एक सील, या मशीन आवरण।
अत्यधिक अनियमित कक्षाएँ
एक ऑर्बिट जो अनियंत्रित, अस्थिर है, या “शोर” से भरा प्रतीत होता है, गंभीर यांत्रिक को संकेत दे सकता है ढील, द्रव-प्रेरित अस्थिरता जैसे कि तेल भंवर या व्हिप, या पंप या कंप्रेसर में अशांत प्रवाह की स्थिति।
3. पूर्वगमन की दिशा: आगे बनाम पीछे की ओर
जिस दिशा में कक्षा को चिह्नित किया जाता है, शाफ्ट के घूर्णन की दिशा के सापेक्ष, यह स्वयं एक महत्वपूर्ण नैदानिक कारक है:
- अग्रगामी अग्रगमन: कक्षा शाफ्ट के घूर्णन की उसी दिशा में आगे बढ़ती है। यह असंतुलन जैसी शक्तियों के लिए सामान्य व्यवहार है।
- रिवर्स प्रीसेशन: कक्षा शाफ्ट के घूर्णन के विपरीत दिशा में आगे बढ़ती है। यह एक असामान्य स्थिति है और यह संकेत दे सकती है शाफ्ट दरार, एक गंभीर रगड़, या तरल-प्रेरित अस्थिरता के कुछ प्रकार।
दोनों के बीच अंतर करने के लिए प्रति-क्रांति चरण चिह्न आवश्यक है; इसके बिना कक्षा आकार तो दिखाती है लेकिन उस दिशा को नहीं दिखाती जिसमें इसे यात्रा की जा रही है, और नैदानिक अंतर खो जाता है।
4. क्षेत्र निदान में कक्षा
निकटता जांचों को स्थायी रूप से स्थापित किया गया एक निगरानी प्रणाली में, बड़ी महत्वपूर्ण मशीनों पर कक्षा पकड़ने का पाठ्यपुस्तक तरीका है, लेकिन अंतर्निहित सिद्धांत — दो लंबवत विस्थापन संकेतों को एक दूसरे के विरुद्ध चरण संदर्भ के साथ प्लॉट किया गया — क्षेत्र इंजीनियर के लिए समान रूप से उपलब्ध है। एक पोर्टेबल दो-चैनल उपकरण जैसे कि Balanset-1A एक बार में दो विमानों पर सिंक्रोनस आयाम और चरण को मापता है, इसलिए एक बार कक्षा या स्पेक्ट्रम की पुष्टि हो जाने के बाद असंतुलित होना प्रमुख बल है, समान सेटअप सीधे क्षेत्र संतुलन और सुधारी गई स्थिति के सत्यापन के माध्यम से जारी है। जब कक्षा इसके बजाय गलत संरेखण, एक रगड़, या अस्थिरता को प्रकट करती है, तो वह खोज को संरेखण या यांत्रिक मरम्मत की ओर पुनः निर्देशित करती है न कि संतुलन की ओर।
डिस्प्लेसमेंट ऑर्बिट बनाम वेलोसिटी ऑर्बिट
ये दोनों एक ही माप नहीं हैं, और अंतर यह तय करता है कि आप तस्वीर से क्या निष्कर्ष निकालने के हकदार हैं। प्रॉक्सिमिटी प्रोब की एक जोड़ी शाफ़्ट को पढ़ती है विस्थापन बेयरिंग के सापेक्ष, इसलिए प्लॉट यह सही मानचित्र है कि जर्नल अपनी क्लीयरेंस के भीतर कहाँ बैठता है, और उसी सिग्नल का DC भाग यह देता है शाफ्ट की अक्षरेखा. बेयरिंग हाउसिंग पर क्लैंप किए गए एक्सेलेरोमीटर के साथ एक पोर्टेबल टू-चैनल एनालाइज़र दो प्लॉट करता है वेग चैनलों को एक-दूसरे के विरुद्ध, mm/s में: आप जो देखते हैं वह हाउसिंग की गति है, शाफ़्ट की स्थिति नहीं।
ट्रांसड्यूसर बदलने पर जो चीज़ नहीं बदलती वह है ज्यामिति। आकार, दिशा और प्रीसेशन की दिशा रोटर पर लगने वाले बलों के पैटर्न से तय होती है, सेंसर से नहीं, इसलिए परिचित परिवार फिर भी दिखाई देते हैं — जब 1× प्रभावी होता है तो एक चिकना दीर्घवृत्त, जब मजबूत 2× घटक मौजूद होता है तो अर्धचंद्र या फिगर-8, और जब कुछ रगड़ खाता है तो चपटे किनारे और मोड़। जो नहीं बचता वह है निरपेक्ष स्थिति: एक वेलोसिटी ऑर्बिट यह नहीं बता सकता कि कितनी क्लीयरेंस बची है, और इसे शाफ़्ट की गति के माइक्रोमीटर में फिर से स्केल नहीं किया जा सकता। फॉल्ट फैमिली पहचानने के लिए इसे फील्ड में उपयोग करें; जब सवाल यह हो कि शाफ़्ट वास्तव में कहाँ चल रहा है, तो प्रॉक्सिमिटी प्रोब का उपयोग करें।
Balanset सॉफ़्टवेयर में ऑर्बिट कहाँ स्थित है
Balanset-1A पर ऑर्बिट वाइब्रेशन-मीटर विंडो का एक टैब है, जिसे मुख्य विंडो से F5 कुंजी के साथ खोला जाता है; इस विंडो के लिए डिवाइस फर्मवेयर 5.5.0 या नया होना आवश्यक है। "X-Y Orbit" टैब चैनल 1 को एक एक्सिस पर चैनल 2 के विरुद्ध दूसरे एक्सिस पर 1:1 एक्सिस स्केल पर प्लॉट करता है, इसलिए स्क्रीन पर एक सर्कल वास्तव में एक सर्कल है, असमान एक्सिस का आर्टिफ़ैक्ट नहीं। फोर-चैनल Balanset-4A पर चैनल 3 और 4 के लिए एक दूसरा ऑर्बिट पहले के नीचे खींचा जाता है।
चार्ट के ऊपर एक स्विच तय करता है कि क्या खींचा जाता है:
| तरीका | क्या प्लॉट किया गया है | जब यह सही दृश्य होता है |
|---|---|---|
| Unsynced | कच्चा प्रक्षेपपथ, बिना किसी रिवोल्यूशन संदर्भ के | कोई टैकोमीटर उपलब्ध नहीं है, या आप वह सब कुछ देखना चाहते हैं जो सिग्नल में है |
| सिंक (कच्चा) | सबसे हाल के रिवोल्यूशन ओवरले किए गए, टैकोमीटर मार्क के साथ संरेखित | रिपीटेबिलिटी आँकना — एक स्थिर, बंद आकृति का अर्थ है कि गति हर बार दोहराई जाती है |
| 1× | केवल रोटेशनल घटक: एक साफ दीर्घवृत्त जो V·o और F रीडिंग से मेल खाता है | बैलेंसिंग से पहले असंतुलन वेक्टर की पुष्टि करना |
टैकोमीटर मार्क के बिना दोनों सिंक्रोनाइज़्ड मोड के पास सिंक्रोनाइज़ करने के लिए कुछ नहीं होता, प्रोग्राम चार्ट टाइटल में यह बताता है, और "Unsynced" ही एकमात्र ईमानदार दृश्य बन जाता है। यह खंड 3 में बताए गए बिंदु का व्यावहारिक रूप है: कोई प्रति-रिवोल्यूशन संदर्भ नहीं, कोई प्रीसेशन दिशा नहीं।
ऑर्बिट के बगल की संख्याएँ पढ़ना
चार्ट के बगल की टाइलें प्रति मापन प्लेन तीन मान रखती हैं, और साथ में वे आकार की व्याख्या शुरू करने से पहले उपलब्ध सबसे तेज़ सैनिटी चेक हैं:
- V·s — वर्किंग बैंड में ब्रॉडबैंड RMS वेलोसिटी, mm/s में।
- V·o — केवल 1× घटक, रोटेशनल फ़्रीक्वेंसी पर, mm/s में।
- एफ — का चरण उस 1× घटक का, डिग्री में।
रोटेशनल घटक निर्माण के अनुसार कुल का हिस्सा है, इसलिए V·o कभी V·s से अधिक नहीं हो सकता, और इन दोनों के बीच का अनुपात देखने से पहले ही ऑर्बिट का अनुमान दे देता है। जब V·o, V·s के करीब होता है, तो लगभग सारी ऊर्जा 1× पर होती है, ऑर्बिट एक साफ दीर्घवृत्त में सिमट जाता है, और असंतुलित होना प्रमुख बल है। जब V·o स्पष्ट रूप से छोटा होता है, तो अंतर हार्मोनिक्स और ब्रॉडबैंड नॉइज़ है — और यही अवशेष है जो दीर्घवृत्त को खंड 2 में बताए गए क्रीसेंट, फिगर-8 और मोड़ों में मोड़ देता है। V·o ≈ V·s के साथ रिपोर्ट किया गया बुरी तरह विकृत ऑर्बिट एक विरोधाभास है, और इंस्ट्रुमेंटेशन जाँचने वाली पहली चीज़ है।
प्रत्येक प्लेन के नीचे एक स्टेबिलिटी बार होता है: जब तक रीडिंग अभी भी बदल रही है तब तक ग्रे, जब पिछले बारह स्ट्रीम मानों पर विविधता का गुणांक 10% से नीचे गिरता है तो हरा, और जब फैलाव 20% से अधिक होता है तो ऑरेंज। जब वह बार ऑरेंज हो तब कैप्चर किया गया ऑर्बिट कोई निदान नहीं है — यह एक ऐसी मशीन की तस्वीर है जो अभी स्थिर नहीं हुई है।
स्पेक्ट्रम के विरुद्ध आकार की पुष्टि करना
ऑर्बिट बताता है कि कुछ दीर्घवृत्त को विकृत कर रहा है; स्पेक्ट्रम बताता है कि इसके लिए कौन सा ऑर्डर जिम्मेदार है। उसी विंडो का "Wave Spectrum" टैब ऊपर वेवफॉर्म और नीचे वेलोसिटी स्पेक्ट्रम दिखाता है, जिसमें डैश्ड गाइड मापी गई रोटेशनल स्पीड के ठीक गुणकों पर रखे जाते हैं, न कि निकटतम ऊँची बार पर — इसलिए एक पीक जो अपने मार्कर से चूक जाता है वह शाफ़्ट स्पीड का हार्मोनिक बिल्कुल नहीं है और इसके बजाय बेयरिंग, गियर मेश या ब्लेड पास से संबंधित है। क्रीसेंट या फिगर-8 ऑर्बिट के साथ एक प्रभावी 2× इशारा करता है मिसलिग्न्मेंट; एक अस्थिर, बहते हुए ऑर्बिट के तहत 0.43× और 0.48× के बीच एक पीक इसका संकेत है तेल भंवर; चपटे ऑर्बिट किनारों के साथ ब्रॉडबैंड कंटेंट इसका संकेत देता है रब.
चार्ट के नीचे सेलेक्टर स्पेक्ट्रम को वेलोसिटी और एक्सेलेरेशन के बीच स्विच करता है। ऑर्बिट के बारे में तर्क करते समय उपयोग करने वाला एक्सिस वेलोसिटी है, क्योंकि ऑर्बिट स्वयं वेलोसिटी चैनलों से खींचा जाता है।
रेज़ोनेंस के दौरान ऑर्बिट को देखना
एक ऑर्बिट एक स्पीड पर लिया गया स्नैपशॉट है, और आकार कुछ सौ RPM दूर पूरी तरह बदल सकता है। "Run-down" टैब इसके बजाय पूरे कोस्ट-डाउन को रिकॉर्ड करता है: 1× एम्प्लीट्यूड और फेज़ गिरती स्पीड के विरुद्ध लॉग किए जाते हैं, बिना किसी स्मूथिंग के प्रति रिवोल्यूशन एक कच्चा मान, एक स्टॉप थ्रेशोल्ड तक जिसे 100 से 2000 RPM के बीच कहीं भी सेट किया जा सकता है और डिफ़ॉल्ट रूप से 300 है। एक रेज़ोनेंस अपने आप को लगभग 180° के फेज़ रोटेशन के साथ एक एम्प्लीट्यूड पीक के रूप में घोषित करता है — वही क्रिटिकल स्पीड जो कैम्पबेल आरेख यह अनुमान लगाता है कि एक एक्साइटेशन लाइन एक नेचुरल-फ़्रीक्वेंसी कर्व को कहाँ पार करती है। पूरी रन-डाउन रिपोर्ट उन कर्व के साथ वर्किंग स्पीड पर कैप्चर किए गए X-Y ऑर्बिट को रखती है, ताकि आकार और रेज़ोनेंस मैप एक ही दस्तावेज़ में समाप्त हों।
5. कक्षा प्लॉट क्या दिखाता है
संक्षेप में, एक एकल कक्षा प्लॉट एक नज़र में जानकारी का भार प्रदान करता है:
- शाफ्ट कंपन का समग्र आयाम.
- - शाफ्ट की गति का आकार, जो दोष के प्रकार की पहचान करने में मदद करता है।
- पूर्वगमन की दिशा, आगे या पीछे की ओर।
- असर क्लीयरेंस के भीतर शाफ्ट की औसत स्थिति — इसकी शाफ्ट की अक्षरेखा.
FFT स्पेक्ट्रम और समय तरंग के साथ संयोजन में विश्लेषण किया गया, कक्षा एक विश्लेषक को एक मशीन के गतिशील व्यवहार का एक अत्यधिक आत्मविश्वास वाली और विस्तृत पहुंचने की अनुमति देता है निदान “कितना” है, “क्या आकार” है, और “कौन सी दिशा” है को एक निर्णायक चित्र में जोड़ता है।
