Forgógépek oldalirányú rezgésének megértése
Definíció: Mi az oldalirányú rezgés?
Oldalirányú rezgés (más néven radiális rezgés vagy transzverzális rezgés) egy forgó tengely forgástengelyére merőleges mozgását jelenti. Egyszerűbben fogalmazva, a tengely oldalirányú vagy fel-le mozgása forgás közben. Az oldalirányú rezgés a leggyakoribb rezgéstípus. rezgés forgó gépekben, és jellemzően radiális erők okozzák, mint például kiegyensúlyozatlanság, eltérés, görbült tengelyek vagy csapágyhibák.
Az oldalirányú rezgés megértése alapvető fontosságú rotordinamika mivel a legtöbb forgó berendezés esetében ez a rezgés elsődleges módja, és a legtöbb rezgésmonitorozás és -vizsgálat középpontjában áll. kiegyensúlyozás tevékenységek.
Irány és mérés
Az oldalirányú rezgést a tengelytengelyre merőleges síkban mérjük:
Koordinátarendszer
- Vízszintes irány: Oldalirányú mozgás párhuzamosan a talajjal
- Függőleges irány: Fel-le mozgás merőlegesen a talajra
- Radiális irány: Bármely, a tengely tengelyére merőleges irány (vízszintes és függőleges kombinációja)
Mérési helyek
Az oldalirányú rezgést jellemzően a következő helyeken mérik:
- Csapágyházak: Csapágyfedelekre vagy talapzatokra szerelt gyorsulásmérők vagy sebességmérők segítségével
- Tengelyfelület: Érintésmentes közelségmérő szondák használata közvetlen tengelymozgás méréséhez
- Többszörös orientáció: A vízszintes és függőleges irányú mérések teljes képet adnak az oldalirányú mozgásról
Az oldalirányú rezgés elsődleges okai
Az oldalirányú rezgés számos forrásból származhat, amelyek mindegyike jellegzetes rezgési jellemzőket produkál:
1. Kiegyensúlyozatlanság (leggyakoribb)
Kiegyensúlyozatlanság az oldalirányú rezgés leggyakoribb oka. Az aszimmetrikus tömegeloszlás forgó centrifugális erőt hoz létre, amely a következőket hozza létre:
- 1X (fordulatonként egyszer) rezgési frekvencia
- Viszonylag stabil fázis kapcsolat
- A sebesség négyzetével arányos amplitúdó
- Kör alakú vagy ellipszis alakú tengelypálya
2. Eltolódás
Tengely eltolódása az összekapcsolt gépek között oldalirányú erők keletkeznek:
- Elsősorban kétszeres rezgés (fordulatonként kétszer)
- 1X és magasabb felharmonikusokat is gerjeszthet
- Gyakran magas axiális komponenst is mutat
- A fázisviszonyok különböznek az aszimmetriától
3. Hajlított vagy görbe tengely
Egy állandóan hajlított vagy görbült tengely geometriai excentricitást hoz létre:
- 1X rezgés, amely hasonlónak tűnhet az egyensúlyhiányhoz
- Magas vibráció még alacsony gördülési sebességnél is
- Nehéz egyedül egyensúlyozva korrigálni
4. Csapágyhibák
Gördülőcsapágy A hibák jellegzetes oldalirányú rezgést hoznak létre:
- Nagyfrekvenciás alkatrészek (csapágyhiba-frekvenciák)
- Alacsonyabb frekvenciákkal modulálva, ami oldalsávok
- Gyakran megköveteli burkológörbe-elemzés észleléshez
5. Mechanikai lazaság
A laza csapágyak, alapozások vagy rögzítőcsavarok a következőket okozzák:
- Többszörös felharmonikusok (1X, 2X, 3X stb.)
- Nemlineáris válasz a kényszerítésre
- Szabálytalan vagy instabil rezgés
6. Rotor-sztátor dörzsölés
A forgó és álló alkatrészek érintkezése a következőket eredményezi:
- Szubszinkron komponensek
- Hirtelen változások a rezgés amplitúdójában és fázisában
- Lehetséges hőhatás
Oldalirányú rezgés vs. más rezgéstípusok
A forgó gépek három fő irányban rezeghetnek:
Oldalirányú (radiális) rezgés
- Irány: Merőleges a tengely tengelyére
- Tipikus okok: Kiegyensúlyozatlanság, hibás beállítás, görbült tengely, csapágyhibák
- Mérés: Gyorsulásmérők vagy sebességérzékelők csapágyházakon; közelségérzékelők tengelyen
- Dominancia: Általában a legnagyobb amplitúdójú rezgési komponens
Axiális rezgés
- Irány: Tengelytengelyhez képest párhuzamosan
- Tipikus okok: Eltolási hibák, axiális csapágyproblémák, folyamatáramlási problémák
- Mérés: Axiálisan szerelt gyorsulásmérők
- Dominancia: Jellemzően alacsonyabb amplitúdójú, mint az oldalirányú, de bizonyos hibák esetén diagnosztikus
Torziós rezgés
- Irány: Csavaró mozgás a tengely körül
- Tipikus okok: Fogaskerék-kapcsolási problémák, motor elektromos problémái, tengelykapcsoló-problémák
- Mérés: Speciális torziós rezgésérzékelőket vagy nyúlásmérőket igényel
- Dominancia: Általában kicsi, de fáradásos meghibásodásokat okozhat
Oldalirányú rezgési módok és kritikus sebességek
A oldalon. rotordinamika, az oldalirányú rezgési módok leírják a tengely jellegzetes elmozdulási mintázatait:
Első oldalsó mód
- Egyszerű hajlítási forma (egyetlen ív vagy ív)
- Legalacsonyabb természetes frekvencia
- Legkönnyebben az egyensúlyhiány gerjeszti
- Első kritikus sebesség ennek a módnak felel meg
Második oldalirányú mód
- S alakú elhajlás egy csomóponttal
- Magasabb természetes frekvencia
- Második kritikus sebesség
- Fontos a következők számára: rugalmas rotorok
Magasabb laterális módok
- Egyre összetettebb alakzatok több csomóponttal
- Csak nagyon nagy sebességű vagy nagyon rugalmas rotorok esetén releváns
- Gerjesztheti a penge elhaladása vagy más nagyfrekvenciás gerjesztések
Mérés és monitorozás
Mérési paraméterek
Az oldalirányú rezgést több paraméter jellemzi:
- Amplitúdó: A mozgás nagysága, elmozdulásban (µm, mils), sebességben (mm/s, in/s) vagy gyorsulásban (g, m/s²) mérve.
- Frekvencia: Jellemzően 1X üzemi sebesség az kiegyensúlyozatlanság által dominált rezgés esetén, de tartalmazhat harmonikusokat és más frekvenciákat is
- Fázis: A tengelyen lévő referenciajelhez viszonyított maximális elmozdulás időzítése
- Pálya: A tengely középpontja által követett tényleges útvonal elölről nézve
Mérési szabványok
A nemzetközi szabványok útmutatást adnak az elfogadható oldalirányú rezgési szintekre vonatkozóan:
- ISO 20816 sorozat: Különböző géptípusok rezgési határértékei az RMS sebesség alapján
- API 610, 617, 684: Iparágspecifikus szabványok szivattyúkra, kompresszorokra és rotordinamikára
- Súlyossági zónák: Határozza meg az elfogadható, óvatossági és riasztási szinteket a berendezés típusa és mérete alapján
Ellenőrzés és mérséklés
Kiegyensúlyozó
Kiegyensúlyozó az elsődleges módszer az kiegyensúlyozatlanságból eredő oldalirányú rezgés csökkentésére:
- Egysíkú kiegyensúlyozás tárcsás rotorokhoz
- Két síkú kiegyensúlyozás a legtöbb ipari rotorhoz
- Modális kiegyensúlyozás kritikus sebesség felett működő rugalmas rotorokhoz
Igazítás
A precíziós tengelybeállítás csökkenti a tengelyeltolásból eredő oldalirányú erőket:
- Lézeres beállító eszközök a pontos tengelypozicionáláshoz
- Hőtágulás figyelembevétele az igazítási eljárásokban
- Lágy lábkorrekció az igazítás előtt
Csillapítás
Csillapítás szabályozza az oldalirányú rezgési amplitúdókat, különösen kritikus sebességeknél:
- A folyadékfilmes csapágyak jelentős csillapítást biztosítanak
- Squeeze filmes lengéscsillapítók a további szabályozás érdekében
- Tartószerkezeti csillapító kezelések
Merevségmódosítás
A rendszer merevségének megváltoztatása kritikus sebességeket eredményez:
- A tengelyátmérő növekedése növeli a kritikus sebességet
- A csapágyfesztávolság csökkentése növeli az első kritikus sebességet
- Az alapozás merevítése befolyásolja a rendszer teljes válaszidejét
Diagnosztikai jelentőség
Az oldalirányú rezgéselemzés a gépdiagnosztika sarokköve:
- Trendek: Az oldalirányú rezgés időbeli monitorozása feltárja a kialakulóban lévő problémákat
- Hibaazonosítás: A rezgési frekvencia és minta azonosítja a specifikus hibatípusokat
- Súlyossági értékelés: Az amplitúdó a szabványokhoz viszonyítva jelzi a probléma súlyosságát
- Egyensúly ellenőrzése: Az oldalirányú rezgéscsökkentés megerősíti a sikeres kiegyensúlyozást
- Állapotalapú karbantartás: A rezgésszint karbantartási intézkedéseket tesz szükségessé
A forgógépek megbízható, hosszú távú működéséhez elengedhetetlen az oldalirányú rezgések hatékony kezelése, ezért a rezgésfigyelési programok, a prediktív karbantartási stratégiák és a rotordinamikai tervezési szempontok elsődleges fókuszában áll.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 