진동 모니터링에서 샤프트 중심선 이해

정의: 샤프트 중심선 위치란 무엇입니까?

기계 모니터링의 맥락에서 근접 프로브, 그 샤프트 중심선 위치 유체막 베어링 간극 내에서 샤프트의 기하학적 중심의 평균 또는 정상 상태 위치입니다. 진동 측정(신호의 AC 성분)은 이 평균 위치를 *중심으로* 샤프트가 빠르게 움직이는 것을 나타내는 반면, 샤프트 중심선 측정(신호의 DC 성분)은 이 평균 위치가 *어디에* 위치하는지를 나타냅니다. 시간 경과에 따른 이 DC 위치의 변화를 추적하면 베어링 하중, 정렬 및 장기 마모에 대한 중요한 통찰력을 얻을 수 있습니다.

샤프트 중심선 위치는 어떻게 측정합니까?

샤프트 중심선 위치는 한 쌍의 XY 근접 프로브(두 프로브를 90도 간격으로 장착)에서 출력되는 DC 전압을 사용하여 측정합니다. 작동 원리는 다음과 같습니다.

1. 프로브 갭 전압: 각 근접 프로브의 드라이버는 프로브 팁과 샤프트 표면 사이의 간격에 정비례하는 음의 DC 전압을 출력합니다. 예를 들어, 일반적인 교정 전압은 -200mV/mil이며, 이는 샤프트가 프로브에서 멀어질수록 전압이 더 음의 값을 갖는다는 것을 의미합니다.
2. 위치 0으로 설정: 기준을 확립하기 위해 DC 갭 전압은 일반적으로 샤프트가 베어링 바닥에서 정지 상태일 때 "0"으로 설정되거나 기록됩니다.
3. 평균 순위 추적: 기계가 시동되어 작동 속도와 온도에 도달하면 샤프트가 유체 역학 오일 필름 위에서 들어 올려집니다. 근접 프로브 시스템은 X 및 Y 프로브의 평균 DC 갭 전압을 지속적으로 모니터링합니다.
4. 위치 표시: 모니터링 시스템은 X 및 Y DC 전압을 서로 비교하여 표시함으로써 베어링 간극을 나타내는 2D 그래프에 샤프트의 평균 위치를 표시할 수 있습니다.

샤프트 중심선 플롯의 진단 가치

A 샤프트 중심선 플롯기계의 속도나 부하가 변함에 따라 평균 샤프트 위치의 경로를 보여주는 는 터보기계를 위한 강력한 진단 도구입니다.

1. 베어링 정상 작동 확인

시동 시, 유체 필름 베어링의 정상 로터는 유체 역학 오일 웨지가 발달함에 따라 상승하여 수평으로 이동합니다. 중심선 플롯에서 로터가 이동하는 경로는 기계가 시동될 때마다 매끄럽고 반복 가능해야 합니다. 이 플롯은 베어링이 적절한 양력을 생성하고 로터가 올바른 위치에 있음을 확인합니다.

2. 베어링 마모 진단

시간이 지남에 따라 베어링이 마모됨에 따라 샤프트의 간극은 점차 낮아집니다. 분석가는 현재의 샤프트 중심선 위치와 1년 전의 위치를 비교함으로써 이러한 추세를 명확하게 파악하고 베어링 교체 시기를 예측할 수 있으며, 이는 베어링이 고진동을 유발하기 훨씬 전에 가능합니다.

3. 정렬 또는 하중의 변화 감지

베어링 내에서 샤프트의 위치는 샤프트에 작용하는 힘에 의해 결정됩니다. 기계의 정렬이 변경되면(예: 열 팽창이나 파이프 변형으로 인해) 베어링에 작용하는 힘이 변하고, 이로 인해 샤프트 중심선 위치가 이동합니다. 정상 상태 작동 중 중심선 위치가 갑자기 변경되면 로터에 작용하는 힘의 상당한 변화를 나타내는 강력한 지표이므로 즉각적인 조사가 필요합니다.

4. 베어링 불안정성 식별

특정 조건에서는 샤프트가 안정적인 위치에 안착하지 못하고 베어링 내부에서 세차 운동(precession) 또는 "휩(whip)" 현상이 발생할 수 있습니다. 오일 와일(oil whirl) 또는 휩(whip)이라고 하는 이러한 현상은 중심선 그래프에서 크고 불안정한 움직임으로 나타납니다.

중심선 위치 대 궤도

근접 프로브에서 파생된 두 플롯을 구별하는 것이 중요합니다.

• 그리고 샤프트 중심선 플롯 를 사용합니다 직류 전압 샤프트의 *평균* 위치를 보여줍니다. 시간 경과에 따른 느린 변화(추세) 또는 시동/정지 중의 변화를 분석하는 데 사용됩니다.
• 그리고 샤프트 궤도 플롯 를 사용합니다 교류 전압 평균 중심선 위치를 중심으로 샤프트의 *동적 운동*을 보여줍니다. 불균형이나 정렬 불량과 같은 특정 결함을 진단하는 데 사용됩니다.

이 두 가지 플롯을 함께 사용하면 베어링 내 로터의 상태와 동작에 대한 완전하고 자세한 그림을 얻을 수 있습니다.

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