Comprensione del grafico dell'orbita dell'albero nell'analisi delle vibrazioni

Definizione: Che cos'è un'orbita ad albero?

A orbita dell'albero è un grafico che mostra il percorso del centro geometrico di un albero rotante durante una o più rivoluzioni. È una vista bidimensionale del movimento dell'albero entro il gioco del cuscinetto, come se si stesse osservando l'estremità dell'albero. Questo potente strumento diagnostico viene creato utilizzando una coppia di sensori senza contatto. sonde di prossimità montati a 90 gradi di distanza l'uno dall'altro (tipicamente in una configurazione XY) e che tracciano i loro segnali di spostamento simultanei l'uno rispetto all'altro.

Perché il grafico dell'orbita è così utile?

Mentre una forma d'onda temporale standard o uno spettro FFT mostrano vibrazioni in una sola direzione, il grafico orbitale combina due direzioni per fornire un quadro completo del movimento dinamico dell'albero. Ciò consente agli analisti delle vibrazioni di visualizzare la forma e la direzione effettive del movimento dell'albero, fornendo indizi preziosi per la diagnosi di un'ampia gamma di guasti ai macchinari. L'orbita è un elemento fondamentale dell'analisi rotordinamica, soprattutto per macchinari critici ad alta velocità dotati di cuscinetti a film fluido, come turbine, compressori e generatori di grandi dimensioni.

Come interpretare le forme dell'orbita

La forma, le dimensioni e l'orientamento dell'orbita sono indicatori diretti delle forze che agiscono sul rotore. Un analista esperto può diagnosticare le condizioni di una macchina semplicemente osservando la forma dell'orbita.

Orbita circolare o ellittica

Un'orbita circolare o ellittica semplice, centrata nel cuscinetto, è in genere indicativa di un rotore ben comportato dominato da una singola frequenza, il più delle volte sbilanciareL'orbita sarà circolare se la rigidità del supporto del cuscinetto è la stessa in entrambe le direzioni (isotropa) ed ellittica se la rigidità è diversa nelle direzioni orizzontale e verticale (anisotropa), il che è molto comune.

Orbita distorta, a forma di 8 o a banana

Quando l'orbita è distorta rispetto a una semplice ellisse, ciò indica che più frequenze stanno influenzando il movimento dell'albero.

• A orbita a “banana” o a forma di mezzaluna è spesso associato a disallineamento, dove sono presenti sia frequenze 1x che 2x.
• A forma a forma di 8 è un segno classico di una forte componente di frequenza 2x, che è un indicatore da manuale di disallineamento dell'alberoUna figura a 8 con un anello interno spesso suggerisce una condizione più grave o la presenza di uno sfregamento.

Orbite con curve o angoli acuti

Bruschi cambiamenti di direzione, punti piatti o "pieghe" nell'orbita sono una forte prova di un sfregamento rotore-statoreCiò indica che il movimento dell'albero è limitato poiché entra in contatto momentaneo con un componente fisso, come un cuscinetto, una guarnizione o la carcassa della macchina.

Orbite altamente irregolari

Un'orbita irregolare, instabile o apparentemente piena di "rumore" può essere il segno di una grave allentatura meccanica, di instabilità indotta dal fluido (come vortici o fruste d'olio) o di condizioni di flusso turbolento in una pompa o in un compressore.

Direzione della precessione: avanti vs. indietro

Anche la direzione in cui viene tracciata l'orbita rispetto alla direzione di rotazione dell'albero è un fattore diagnostico chiave.

• Precessione in avanti: L'orbita segue la stessa direzione della rotazione dell'albero. Questo è il comportamento normale per forze come lo squilibrio.
• Precessione inversa: L'orbita segue la direzione opposta alla rotazione dell'albero. Questa è una condizione anomala e può essere un indicatore di una crepa nell'albero, di un forte sfregamento o di alcuni tipi di instabilità indotta da fluidi.

Cosa mostra un grafico orbitale

In sintesi, un singolo grafico orbitale fornisce una grande quantità di informazioni:

• L'ampiezza complessiva della vibrazione dell'albero.

– La forma del movimento dell'albero, che aiuta a identificare il tipo di guasto.

• La direzione della precessione.
• Posizione media dell'albero all'interno del gioco del cuscinetto.

Analizzando l'orbita insieme allo spettro FFT e alla forma d'onda temporale, gli analisti possono ottenere una diagnosi estremamente affidabile e dettagliata del comportamento dinamico di una macchina.

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