घूर्णन मशीनरी में रेडियल कंपन को समझना

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परिभाषा: रेडियल कंपन क्या है?

रेडियल कंपन एक घूर्णन शाफ्ट की गति, जो अपने घूर्णन अक्ष के लंबवत होती है और केंद्र से बाहर की ओर वृत्त की त्रिज्याओं की तरह फैली होती है। "रेडियल" शब्द शाफ्ट की केंद्र रेखा से निकलने वाली किसी भी दिशा को संदर्भित करता है, जिसमें क्षैतिज (अगल-बगल) और ऊर्ध्वाधर (ऊपर-नीचे) दोनों गतियाँ शामिल होती हैं। रेडियल कंपन का पर्यायवाची है पार्श्व कंपन या अनुप्रस्थ कंपन और सबसे आम तौर पर मापा और निगरानी के रूप का प्रतिनिधित्व करता है कंपन घूर्णन मशीनरी में.

व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, रेडियल कंपन को आमतौर पर प्रत्येक बेयरिंग स्थान पर दो लंबवत दिशाओं - क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर - में मापा जाता है, ताकि शाफ्ट की गति की पूरी तस्वीर उसके अक्ष के लंबवत उपलब्ध हो सके।.

माप निर्देश

क्षैतिज रेडियल कंपन

क्षैतिज कंपन को अगल-बगल की दिशा में मापा जाता है:

• शाफ्ट अक्ष के लंबवत और जमीन/फर्श के समानांतर
• प्रायः सबसे सुलभ माप स्थान
• आमतौर पर गुरुत्वाकर्षण, नींव की कठोरता विषमता और क्षैतिज बल कार्यों के प्रभाव को दर्शाता है
• अधिकांश कंपन निगरानी कार्यक्रमों के लिए मानक माप अभिविन्यास

ऊर्ध्वाधर रेडियल कंपन

ऊर्ध्वाधर कंपन को ऊपर-नीचे दिशा में मापा जाता है:

• शाफ्ट अक्ष के लंबवत और जमीन/फर्श के लंबवत
• रोटर के गुरुत्वाकर्षण और भार से प्रभावित
• रोटर के भार के कारण असममित कठोरता उत्पन्न होने के कारण अक्सर क्षैतिज से अधिक आयाम होता है
• ऊर्ध्वाधर उन्मुख मशीनों (ऊर्ध्वाधर पंप, मोटर) में समस्याओं का पता लगाने के लिए महत्वपूर्ण

समग्र रेडियल कंपन

कुल रेडियल कंपन की गणना क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर घटकों के सदिश योग के रूप में की जा सकती है:

• रेडियल कुल = √(क्षैतिज² + ऊर्ध्वाधर²)
• दिशा की परवाह किए बिना वास्तविक गति परिमाण का प्रतिनिधित्व करता है
• एकल-संख्या गंभीरता आकलन के लिए उपयोगी

रेडियल कंपन के प्राथमिक कारण

रेडियल कंपन शाफ्ट अक्ष के लंबवत कार्य करने वाले बलों द्वारा उत्पन्न होता है:

1. असंतुलन (प्रमुख कारण)

असंतुलित होना घूर्णन मशीनरी में रेडियल कंपन का सबसे आम स्रोत है:

• शाफ्ट गति (1X) पर घूर्णन करते हुए केन्द्रापसारक बल उत्पन्न करता है
• बल का परिमाण असंतुलित द्रव्यमान, त्रिज्या और गति के वर्ग के समानुपाती होता है
• गोलाकार या अण्डाकार उत्पन्न करता है शाफ्ट कक्षा
• के माध्यम से सुधार योग्य संतुलन प्रक्रियाओं

2. गलत संरेखण

शाफ्ट का गलत संरेखण युग्मित मशीनों के बीच रेडियल और दोनों बनाता है अक्षीय कंपन:

• मुख्यतः 2X (प्रति चक्कर दो बार) रेडियल कंपन
• 1X, 3X, और उच्च हार्मोनिक्स भी उत्पन्न करता है
• उच्च अक्षीय कंपन रेडियल कंपन के साथ होता है
• बेयरिंगों के बीच चरण संबंध, गलत संरेखण प्रकार के लिए निदान

3. यांत्रिक दोष

विभिन्न यांत्रिक समस्याएं विशिष्ट रेडियल कंपन पैटर्न उत्पन्न करती हैं:

• बियरिंग दोष: असर दोष आवृत्तियों पर उच्च आवृत्ति प्रभाव
• मुड़ा हुआ या झुका हुआ शाफ्ट: 1X कंपन असंतुलन के समान लेकिन धीमी गति से चलने पर भी मौजूद
• ढीलापन: गैर-रैखिक व्यवहार के साथ एकाधिक हार्मोनिक्स (1X, 2X, 3X)
• दरारें: स्टार्टअप/शटडाउन के दौरान परिवर्तन के साथ 1X और 2X कंपन
• रब्स: उप-तुल्यकालिक और तुल्यकालिक घटक

4. वायुगतिकीय और हाइड्रोलिक बल

पंपों, पंखों और कम्प्रेसरों में प्रक्रिया बल रेडियल बल उत्पन्न करते हैं:

• ब्लेड पासिंग आवृत्ति (ब्लेड की संख्या × RPM)
• असममित प्रवाह से हाइड्रोलिक असंतुलन
• भंवर बहाव और प्रवाह अशांति
• पुनःपरिसंचरण और ऑफ-डिज़ाइन संचालन

5. अनुनाद स्थितियां

निकट संचालन करते समय महत्वपूर्ण गति, रेडियल कंपन नाटकीय रूप से बढ़ जाता है:

• प्राकृतिक आवृत्ति बल आवृत्ति के साथ मेल खाती है
• आयाम केवल प्रणाली द्वारा सीमित भिगोना
• विनाशकारी कंपन स्तरों की संभावना
• डिज़ाइन में पर्याप्त पृथक्करण मार्जिन की आवश्यकता होती है

मापन मानक और पैरामीटर

मापन इकाइयाँ

रेडियल कंपन को तीन संबंधित मापदंडों में व्यक्त किया जा सकता है:

• विस्थापन: गति की वास्तविक दूरी (माइक्रोमीटर µm, mils)। कम गति वाली मशीनरी और निकटता जांच माप के लिए उपयोग किया जाता है।
• वेग: विस्थापन परिवर्तन की दर (मिमी/सेकेंड, इंच/सेकेंड)। सामान्य औद्योगिक मशीनरी के लिए सर्वाधिक प्रचलित, ISO मानकों का आधार
• त्वरण: वेग परिवर्तन की दर (मी/सेकेंड², ग्राम)। उच्च-आवृत्ति मापन और बेयरिंग दोष का पता लगाने के लिए उपयोग किया जाता है।

अंतरराष्ट्रीय मानक

आईएसओ 20816 श्रृंखला रेडियल कंपन गंभीरता सीमा प्रदान करती है:

• आईएसओ 20816-1: मशीनरी कंपन मूल्यांकन के लिए सामान्य दिशानिर्देश
• आईएसओ 20816-3: 15 किलोवाट से अधिक की औद्योगिक मशीनों के लिए विशिष्ट मानदंड
• गंभीरता क्षेत्र: ए (अच्छा), बी (स्वीकार्य), सी (असंतोषजनक), डी (अस्वीकार्य)
• माप स्थान: आमतौर पर रेडियल दिशाओं में असर आवासों पर

उद्योग-विशिष्ट मानक

• एपीआई 610: केन्द्रापसारक पंपों की रेडियल कंपन सीमा
• एपीआई 617: केन्द्रापसारक कम्प्रेसर कंपन मानदंड
• एपीआई 684: रेडियल कंपन पूर्वानुमान के लिए रोटर गतिकी विश्लेषण प्रक्रियाएं
• नेमा एमजी-1: विद्युत मोटर कंपन सीमा

निगरानी और निदान तकनीकें

नियमित निगरानी

मानक कंपन निगरानी कार्यक्रम रेडियल कंपन को मापते हैं:

• मार्ग-आधारित संग्रह: निश्चित अंतराल पर आवधिक माप (मासिक, त्रैमासिक)
• समग्र स्तर पर रुझान: समय के साथ कुल कंपन आयाम को ट्रैक करें
• अलार्म सीमाएँ: ISO या उपकरण-विशिष्ट मानकों के आधार पर सेट करें
• तुलना: वर्तमान बनाम आधार रेखा, क्षैतिज बनाम ऊर्ध्वाधर

उन्नत विश्लेषण

विस्तृत रेडियल कंपन विश्लेषण नैदानिक जानकारी प्रदान करता है:

• एफएफटी विश्लेषण: कंपन घटकों को दर्शाने वाला आवृत्ति स्पेक्ट्रम
• समय तरंगरूप: समय के साथ कंपन संकेत क्षणिक और मॉड्यूलेशन को प्रकट करता है
• चरण विश्लेषण: माप बिंदुओं के बीच समय संबंध
• कक्षा विश्लेषण: शाफ्ट केंद्र रेखा गति पैटर्न
• लिफाफा विश्लेषण: असर दोष का पता लगाने के लिए उच्च आवृत्ति डिमॉड्यूलेशन

निरंतर निगरानी

महत्वपूर्ण उपकरणों में अक्सर स्थायी रेडियल कंपन निगरानी होती है:

• प्रत्यक्ष शाफ्ट गति माप के लिए निकटता जांच
• बेयरिंग हाउसिंग पर स्थायी रूप से लगाए गए एक्सेलेरोमीटर
• वास्तविक समय में रुझान और चिंताजनक
• स्वचालित सुरक्षा प्रणाली एकीकरण

क्षैतिज बनाम ऊर्ध्वाधर अंतर

विशिष्ट आयाम संबंध

कई मशीनों में, ऊर्ध्वाधर रेडियल कंपन क्षैतिज से अधिक होता है:

• गुरुत्वाकर्षण प्रभाव: रोटर का भार स्थैतिक विक्षेपण उत्पन्न करता है, जिससे ऊर्ध्वाधर कठोरता प्रभावित होती है
• असममित कठोरता: नींव और समर्थन संरचनाएं अक्सर क्षैतिज रूप से कठोर होती हैं
• विशिष्ट अनुपात: ऊर्ध्वाधर कंपन 1.5-2× क्षैतिज सामान्य है
• संतुलन वजन प्रभाव: रोटर के निचले भाग में रखे गए सुधार भार (आसान पहुंच) ऊर्ध्वाधर कंपन को प्राथमिकता से कम करते हैं

नैदानिक अंतर

• असंतुलन: असंतुलन स्थान के आधार पर एक दिशा में अधिक दृढ़ता से दिखाई दे सकता है
• ढीलापन: अक्सर ऊर्ध्वाधर दिशा में गैर-रैखिकता अधिक स्पष्ट दिखाई देती है
• आधारभूत मुद्दे: ऊर्ध्वाधर कंपन नींव के क्षरण के प्रति अधिक संवेदनशील है
• मिसलिग्न्मेंट: गलत संरेखण के प्रकार के आधार पर क्षैतिज बनाम ऊर्ध्वाधर में अलग-अलग दिखाई दे सकता है

रोटर गतिकी से संबंध

रेडियल कंपन केंद्रीय है रोटर गतिकी विश्लेषण:

महत्वपूर्ण गति

• रेडियल प्राकृतिक आवृत्तियाँ निर्धारित करती हैं महत्वपूर्ण गति
• पहली महत्वपूर्ण गति आमतौर पर पहले रेडियल झुकने मोड से मेल खाती है
• कैम्पबेल आरेख रेडियल कंपन व्यवहार बनाम गति की भविष्यवाणी करें
• महत्वपूर्ण गति से पृथक्करण मार्जिन अत्यधिक रेडियल कंपन को रोकता है

मोड आकार

• प्रत्येक रेडियल कंपन मोड में विशिष्ट विक्षेपण आकार होता है
• पहला मोड: सरल चाप झुकाव
• दूसरा मोड: नोड बिंदु के साथ एस-वक्र
• उच्चतर मोड: तेजी से जटिल पैटर्न

संतुलन संबंधी विचार

• संतुलन का लक्ष्य 1X आवृत्ति पर रेडियल कंपन में कमी लाना है
• Influence coefficients सुधार भार को रेडियल कंपन परिवर्तनों से संबंधित करें
• रेडियल मोड आकृतियों के आधार पर इष्टतम सुधार विमान स्थान

सुधार और नियंत्रण विधियाँ

असंतुलन के लिए

• क्षेत्र संतुलन पोर्टेबल विश्लेषक का उपयोग करना
• एकल विमान या दो-तल संतुलन प्रक्रियाओं
• महत्वपूर्ण घटकों के लिए सटीक दुकान संतुलन

यांत्रिक समस्याओं के लिए

• गलत संरेखण को ठीक करने के लिए सटीक संरेखण
• बेयरिंग दोषों के लिए बेयरिंग प्रतिस्थापन
• ढीले घटकों को कसना
• संरचनात्मक समस्याओं के लिए नींव की मरम्मत
• शाफ्ट को सीधा करना या मुड़े हुए शाफ्ट को बदलना

अनुनाद संबंधी समस्याओं के लिए

• महत्वपूर्ण गति सीमाओं से बचने के लिए गति में परिवर्तन
• कठोरता संशोधन (शाफ्ट व्यास, बेयरिंग स्थान परिवर्तन)
• अवमंदन संवर्द्धन (निचोड़ फिल्म अवमंदक, बेयरिंग चयन)
• प्राकृतिक आवृत्तियों को स्थानांतरित करने के लिए द्रव्यमान परिवर्तन

पूर्वानुमानित रखरखाव में महत्व

रेडियल कंपन निगरानी पूर्वानुमानित रखरखाव कार्यक्रमों की आधारशिला है:

• शीघ्र दोष का पता लगाना: रेडियल कंपन में परिवर्तन विफलताओं से हफ्तों या महीनों पहले होता है
• ट्रेंडिंग: धीरे-धीरे होने वाली वृद्धि विकासशील समस्याओं का संकेत देती है
• दोष निदान: आवृत्ति सामग्री विशिष्ट दोष प्रकारों की पहचान करती है
• गंभीरता आकलन: आयाम समस्या की गंभीरता और तात्कालिकता को इंगित करता है
• रखरखाव शेड्यूलिंग: समय-आधारित रखरखाव के बजाय स्थिति-आधारित रखरखाव
• Cost Savings: भयावह विफलताओं को रोकता है और रखरखाव अंतराल को अनुकूलित करता है

घूर्णन मशीनरी में प्राथमिक कंपन माप के रूप में, रेडियल कंपन उपकरण की स्थिति के बारे में आवश्यक जानकारी प्रदान करता है, जिससे यह औद्योगिक घूर्णन उपकरणों के विश्वसनीय, सुरक्षित और कुशल संचालन को सुनिश्चित करने के लिए अपरिहार्य हो जाता है।.

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