Comprensione della linea centrale dell'albero nel monitoraggio delle vibrazioni
Monitoraggio dei macchinari con sonde di prossimità, IL posizione della linea centrale dell'albero è la posizione media, o stazionaria, del centro geometrico dell'albero all'interno del gioco del cuscinetto a film fluido. Mentre un vibrazione La misura - la componente AC del segnale - descrive il rapido movimento dinamico dell'albero. intorno quella posizione media, la misura dell'asse centrale - la componente DC - descrive dove la posizione media all'interno del cuscinetto. Il monitoraggio degli spostamenti di questa posizione DC nel corso del tempo fornisce alcune delle informazioni più preziose disponibili sul carico, l'allineamento e l'usura a lungo termine dei cuscinetti, tutti elementi che un tracciato dell'orbita da solo mancherebbe.
1. Perché la posizione della linea centrale è importante
Un rotore in un cuscinetto portante non si trova al centro del foro. A riposo si trova nella parte inferiore del gioco; una volta in funzione, risale il cuneo idrodinamico dell'olio e si stabilisce in una posizione sfalsata ed eccentrica, regolata dalla velocità, dal carico, dalla viscosità dell'olio e dalle forze immesse attraverso l'accoppiamento. Questa posizione di equilibrio è una lettura fisica diretta delle forze costanti che agiscono sul rotore. Le vibrazioni indicano la violenza con cui l'albero si muove; l'asse centrale indica dove viene spinto. Le due cose rispondono a domande fondamentalmente diverse e una diagnosi completa di una macchina a film fluido necessita di entrambe.
2. Come viene misurata la posizione dell'asse dell'albero
La posizione viene ricavata dalla tensione CC in uscita da una coppia di sonde di prossimità X-Y - due sonde montate a 90 gradi l'una dall'altra sullo stesso piano assiale. Il processo si svolge come segue:
- Tensione della fessura della sonda: Il driver di ogni sonda di prossimità emette una tensione continua negativa direttamente proporzionale allo spazio tra la punta della sonda e la superficie dell'albero. Una calibrazione comune è -200 mV/mil, quindi la tensione diventa sempre più negativa man mano che l'albero si allontana dalla sonda. L'impostazione e la verifica corretta dello scarto di polarizzazione è un'operazione di routine per la messa in servizio. Calcolatore di tensione della sonda di prossimità rende la conversione semplice.
- Azzeramento della posizione: Per stabilire un riferimento, le tensioni di gap DC sono tipicamente azzerate o registrate con l'albero a riposo nella parte inferiore del suo cuscinetto.
- Tracciamento della posizione media: Quando la macchina si avvia e raggiunge la velocità e la temperatura di esercizio, l'albero si solleva sul suo film d'olio idrodinamico. Il sistema monitora continuamente le tensioni medie della fessura DC delle sonde X e Y.
- Tracciare la posizione: Rappresentando graficamente le tensioni CC X e Y una rispetto all'altra, il sistema di monitoraggio può visualizzare la posizione media dell'albero su un grafico 2D che rappresenta il gioco del cuscinetto.
Poiché la misurazione si basa sul contenuto di corrente continua di una corrente parassita richiede una coppia di sonde installate in modo permanente e un monitor in grado di risolvere l'andamento lento della corrente continua, non una sonda portatile con accoppiamento in corrente alternata. spostamento lettura. Per questo motivo il monitoraggio della linea centrale è una caratteristica dei sistemi di protezione delle turbomacchine installati piuttosto che dei percorsi walk-around.
3. Il valore diagnostico di un tracciato dell'asse dell'albero
A grafico della linea centrale dell'albero mostra l'andamento della posizione media dell'albero al variare della velocità o del carico della macchina. Nelle turbomacchine è un potente strumento diagnostico e rivela diverse condizioni che i dati di vibrazione da soli non sono in grado di rilevare.
1. Conferma del normale funzionamento del cuscinetto
All'avvio, un rotore sano in un cuscinetto a film fluido si solleva e si muove lateralmente con lo sviluppo del cuneo idrodinamico dell'olio, risultato della geometria del cuscinetto e della direzione di rotazione. Il percorso che traccia sul grafico dell'asse centrale deve essere regolare e ripetibile a ogni avvio della macchina. Un percorso coerente conferma che i cuscinetti stanno generando una portanza adeguata e che il rotore è posizionato correttamente all'interno della macchina. sdoganamento.
2. Diagnosi dell'usura dei cuscinetti
Con l'usura di un cuscinetto, l'albero si abbassa gradualmente all'interno del suo gioco. Sovrapponendo la posizione odierna dell'asse centrale a quella registrata un anno fa, l'analista può vedere chiaramente l'andamento e prevedere quando il cuscinetto dovrà essere sostituito, molto prima di quanto si possa pensare. usura dei cuscinetti inizia a produrre vibrazioni elevate. La linea centrale è, in effetti, un canale di preallarme che guida l'andamento delle vibrazioni.
3. Rilevamento di variazioni di allineamento o di carico
La posizione dell'albero è determinata dalle forze che agiscono su di esso. Se l'allineamento di una macchina cambia, a causa della crescita termica, della tensione dei tubi o dell'assestamento delle fondamenta, le forze sui cuscinetti cambiano e la posizione dell'asse centrale si sposta in risposta. Una variazione improvvisa della posizione dell'asse centrale durante un funzionamento altrimenti stabile è un forte segnale di una variazione significativa delle forze sul rotore e richiede un'indagine immediata. Si tratta di uno dei più chiari indicatori sul campo dello sviluppo di un'anomalia. disallineamento o un arco termico, e un utile controllo incrociato su fondazione condizione.
4. Identificazione delle instabilità dei cuscinetti
In determinate condizioni, l'albero non si stabilizza mai in una posizione stabile e inizia invece a precessare, o a frustare, all'interno del cuscinetto. Questa condizione - vortice d'olio o frusta ad olio, una forma di instabilità del rotore - si manifesta come un'escursione ampia e instabile sul grafico dell'asse centrale, diversa dal percorso ordinato e ripetibile di una macchina sana. Leggere insieme al vortice nello spettro, conferma che si tratta di un problema autoescluso piuttosto che forzato.
4. Posizione della linea centrale rispetto all'orbita
È essenziale distinguere le due trame che una singola coppia di sonde di prossimità può produrre, perché vengono lette in modi completamente diversi:
- Il grafico della linea centrale dell'albero usa il tensione continua per mostrare il media posizione dell'albero. È lo strumento giusto per i cambiamenti lenti nel tempo - tendenze - e per il comportamento durante avvio e spegnimento.
- Il Tracciato dell'orbita dell'albero usa il tensione alternata per mostrare il movimento dinamico dell'albero intorno alla sua posizione centrale media. È lo strumento giusto per diagnosticare guasti dinamici specifici come sbilanciare e disallineamento.
Uno cattura la lenta deriva del punto di equilibrio; l'altro cattura la rapida oscillazione intorno ad esso. Usati insieme, forniscono un quadro completo e dettagliato dello stato di salute del rotore e del suo comportamento all'interno dei cuscinetti.
5. Note pratiche e limitazioni
Alcune realtà determinano il modo in cui i dati delle linee di mezzeria vengono utilizzati sul campo:
- Runout meccanico ed elettrico: la lettura della corrente continua include qualsiasi esaurire nell'area di destinazione della sonda, che deve essere caratterizzato a bassa velocità per non essere scambiato per un vero e proprio spostamento di posizione.
- Si applica ai cuscinetti a film fluido: Il concetto dipende da un perno che si solleva su un film d'olio, quindi ha poco significato per i cuscinetti volventi, che non hanno lo stesso spazio libero in cui muoversi.
- Il contesto termico è importante: Gli spostamenti di posizione sono normali quando la macchina si riscalda; il segnale diagnostico è una variazione che si verifica dopo equilibrio termico è stato raggiunto.
Sulle macchine critiche installate, il monitoraggio dell'asse centrale vive all'interno del sistema di protezione permanente. Sulle molte macchine più piccole che non dispongono di sonde di prossimità, l'equivalente lavoro di affidabilità viene svolto con un analizzatore portatile a due canali come il modello Bilanciamento-1a, che misura le vibrazioni dell'involucro e il sistema di misura 1× ampiezza e fase ai cuscinetti e, se il guasto è uno squilibrio, lo corregge con bilanciamento in situ il rotore in posizione. I due approcci sono complementari: il tracciato della linea centrale osserva la posizione di un grande rotore, mentre l'analizzatore portatile diagnostica e risolve le forze dinamiche che lo spostano.
