Radialinės vibracijos besisukančiose mašinose supratimas
Apibrėžimas: Kas yra radialinė vibracija?
Radialinė vibracija yra besisukančio veleno judėjimas, statmenas jo sukimosi ašiai, besitęsiantis nuo centro į išorę kaip apskritimo spinduliai. Terminas “radialinis” reiškia bet kokią kryptį, sklindančią nuo veleno centro linijos, apimančią tiek horizontalų (iš vienos pusės į kitą), tiek vertikalų (aukštyn ir žemyn) judėjimą. Radialinė vibracija yra sinonimas šoninė vibracija arba skersinė vibracija ir yra dažniausiai matuojama ir stebima vibracijos forma. vibracija besisukančiose mašinose.
Praktiškai radialinė vibracija paprastai matuojama dviem statmenomis kryptimis – horizontalia ir vertikalia – kiekvienoje guolio vietoje, kad būtų gautas išsamus veleno judėjimo statmenai jo ašiai vaizdas.
Matavimo kryptys
Horizontali radialinė vibracija
Horizontali vibracija matuojama šonine kryptimi:
- Statmenai šachtos ašiai ir lygiagrečiai grindims / grindims
- Dažnai prieinamiausia matavimo vieta
- Paprastai rodo gravitacijos, pamato standumo asimetrijos ir horizontalių jėgos funkcijų poveikį
- Standartinė matavimo orientacija daugumai vibracijos stebėjimo programų
Vertikali radialinė vibracija
Vertikali vibracija matuojama aukštyn ir žemyn kryptimi:
- Statmenai šachtos ašiai ir statmenai grindims / grindims
- Veikiamas rotoriaus gravitacijos ir svorio
- Dėl rotoriaus svorio amplitudė dažnai didesnė nei horizontali, sukuriant asimetrinį standumą
- Svarbus vertikaliai orientuotų mašinų (vertikalių siurblių, variklių) problemoms aptikti
Bendra radialinė vibracija
Bendrąją radialinę vibraciją galima apskaičiuoti kaip horizontaliosios ir vertikaliosios dedamųjų vektoriaus sumą:
- Radialinė suma = √(Horizontal² + Vertikali²)
- Rodo faktinį judesio dydį, nepriklausomai nuo krypties
- Naudinga atliekant vieno skaičiaus sunkumo vertinimus
Pagrindinės radialinės vibracijos priežastys
Radialinę vibraciją sukuria jėgos, veikiančios statmenai veleno ašiai:
1. Disbalansas (dominuojanti priežastis)
Disbalansas yra labiausiai paplitęs radialinės vibracijos šaltinis besisukančiose mašinose:
- Sukuria išcentrinę jėgą, besisukantį veleno greičiu (1X)
- Jėgos dydis proporcingas disbalanso masei, spinduliui ir greičiui, pakeltam kvadratu
- Sukuria apskritą arba elipsinę formą veleno orbita
- Pataisoma per balansavimas procedūros
2. Nesuderinimas
Veleno nesutapimas tarp sujungtų mašinų sukuria tiek radialinį, tiek ašinė vibracija:
- Pirmiausia 2X (du kartus per apsisukimą) radialinė vibracija
- Taip pat generuoja 1X, 3X ir aukštesnes harmonikas
- Didelė ašinė vibracija lydi radialinę vibraciją
- Guolių fazių ryšiai, diagnozuojant nesutapimo tipą
3. Mechaniniai defektai
Įvairios mechaninės problemos sukelia būdingus radialinius virpesių modelius:
- Guolių defektai: Aukšto dažnio smūgiai esant guolių gedimų dažniams
- Išlenktas arba išlenktas velenas: 1X vibracija, panaši į disbalansą, bet jaučiama net ir lėtai riedant
- Laisvumas: Kelios harmonikos (1X, 2X, 3X) su netiesiniu elgesiu
- Įtrūkimai: 1X ir 2X vibracija su pokyčiais paleidimo / išjungimo metu
- Įtrynimai: Subsinchroniniai ir sinchroniniai komponentai
4. Aerodinaminės ir hidraulinės jėgos
Siurbliuose, ventiliatoriuose ir kompresoriuose veikiančios proceso jėgos sukuria radialinę jėgą:
- Peilio apsisukimo dažnis (peilių skaičius × aps./min.)
- Hidraulinis disbalansas dėl asimetrinio srauto
- Sūkurio išsiskyrimas ir srauto turbulencija
- Recirkuliacija ir ne pagal projektą eksploatavimas
5. Rezonanso sąlygos
Kai veikiate šalia kritiniai greičiai, radialinė vibracija smarkiai sustiprėja:
- Natūralus dažnis sutampa su priverstiniu dažniu
- Amplitudę riboja tik sistema slopinimas
- Galimas katastrofiškas vibracijos lygis
- Reikalingi tinkami atskyrimo atstumai projektuojant
Matavimo standartai ir parametrai
Matavimo vienetai
Radialinę vibraciją galima išreikšti trimis susijusiais parametrais:
- Poslinkis: Faktinis judėjimo atstumas (mikrometrai µm, mils). Naudojamas mažo greičio mašinoms ir artumo zondo matavimams.
- Greitis: Poslinkio kitimo greitis (mm/s, in/s). Dažniausiai pasitaiko bendrosios pramonės mašinoms, ISO standartų pagrindas.
- Pagreitis: Greičio kitimo greitis (m/s², g). Naudojamas aukšto dažnio matavimams ir guolių defektų aptikimui.
Tarptautiniai standartai
ISO 20816 serija pateikia radialinės vibracijos stiprumo ribas:
- ISO 20816-1: Bendrosios mašinų vibracijos vertinimo gairės
- ISO 20816-3: Specialūs kriterijai pramoninėms mašinoms, kurių galia > 15 kW
- Sunkumo zonos: A (gerai), B (priimtinai), C (nepatenkinamai), D (nepriimtinai)
- Matavimo vieta: Paprastai ant guolių korpusų radialine kryptimi
Pramonės šakai būdingi standartai
- API 610: Išcentrinių siurblių radialinės vibracijos ribos
- API 617: Išcentrinių kompresorių vibracijos kriterijai
- API 684: Rotoriaus dinamikos analizės procedūros radialinių vibracijų prognozavimui
- NEMA MG-1: Elektros variklio vibracijos ribos
Stebėjimo ir diagnostikos metodai
Įprastas stebėjimas
Standartinės vibracijos stebėjimo programos matuoja radialinę vibraciją:
- Maršrutu pagrįstas rinkimas: Periodiniai matavimai fiksuotais intervalais (kas mėnesį, kas ketvirtį)
- Bendras lygio populiarumas: Stebėkite bendrą vibracijos amplitudę laikui bėgant
- Aliarmo ribos: Nustatyta pagal ISO arba įrangai būdingus standartus
- Palyginimas: Dabartinis ir bazinis, horizontalus ir vertikalus
Išplėstinė analizė
Išsami radialinių vibracijų analizė suteikia diagnostinę informaciją:
- FFT analizė: Dažnių spektras, rodantis vibracijos komponentus
- Laiko bangos forma: Vibracijos signalas laikui bėgant, atskleidžiantis pereinamuosius momentus ir moduliaciją
- Fazių analizė: Laiko ryšiai tarp matavimo taškų
- Orbitos analizė: Veleno centrinės linijos judėjimo modeliai
- Vokų analizė: Aukšto dažnio demoduliacija guolių defektams aptikti
Nuolatinis stebėjimas
Svarbi įranga dažnai turi nuolatinį radialinės vibracijos stebėjimą:
- Artumo jutikliai tiesioginiam veleno judesio matavimui
- Stacionariai sumontuoti akselerometrai ant guolių korpusų
- Realaus laiko tendencijos ir nerimą keliantys duomenys
- Automatinės apsaugos sistemos integravimas
Horizontalūs ir vertikalūs skirtumai
Tipiniai amplitudės ryšiai
Daugelyje mašinų vertikali radialinė vibracija viršija horizontalią:
- Gravitacijos efektas: Rotoriaus svoris sukuria statinę deformaciją, kuri veikia vertikalų standumą
- Asimetrinis standumas: Pamatai ir atraminės konstrukcijos dažnai yra standesnės horizontaliai
- Tipinis santykis: Vertikali vibracija 1,5–2 × horizontali yra įprasta
- Balansinio svorio efektas: Korekciniai svareliai, esantys rotoriaus apačioje (lengva prieiga), pirmiausia sumažina vertikalią vibraciją
Diagnostiniai skirtumai
- Disbalansas: Gali būti stipresnis viena kryptimi, priklausomai nuo disbalanso vietos
- Laisvumas: Dažnai netiesiškumas yra ryškesnis vertikalia kryptimi
- Fondo problemos: Vertikali vibracija yra jautresnė pamatų irimui
- Nesuderinimas: Gali atrodyti skirtingai horizontaliai ir vertikaliai, priklausomai nuo nesuderinamumo tipo
Ryšys su rotoriaus dinamika
Radialinė vibracija yra esminė rotoriaus dinamika analizė:
Kritiniai greičiai
- Radialiniai natūralūs dažniai nustato kritiniai greičiai
- Pirmasis kritinis greitis paprastai atitinka pirmąjį radialinio lenkimo režimą
- Campbello diagramos numatyti radialinės vibracijos elgseną pagal greitį
- Atskyrimo ribos nuo kritinių greičių apsaugo nuo per didelės radialinės vibracijos
Režimo formos
- Kiekvienas radialinis vibracijos režimas turi būdingą deformacijos formą
- Pirmasis režimas: paprastas lanko lenkimas
- Antrasis režimas: S formos kreivė su mazgo tašku
- Aukštesni režimai: vis sudėtingesni modeliai
Balansavimo aspektai
- Balansavimo tikslas – sumažinti radialinę vibraciją esant 1X dažniui
- Įtakos koeficientai susieti korekcijos svorius su radialinės vibracijos pokyčiais
- Optimalios korekcijos plokštumos vietos, pagrįstos radialinio režimo formomis
Korekcijos ir kontrolės metodai
Dėl disbalanso
- Lauko balansavimas naudojant nešiojamus analizatorius
- Vienpusis arba dviejų plokštumų balansavimas procedūros
- Tikslus svarbiausių komponentų balansavimas dirbtuvėse
Dėl mechaninių problemų
- Tikslus išlyginimas, siekiant ištaisyti netikslumus
- Guolių keitimas dėl guolių defektų
- Atsilaisvinusių komponentų priveržimas
- Pamatų remontas dėl konstrukcinių problemų
- Velenų tiesinimas arba sulenktų velenų keitimas
Dėl rezonanso problemų
- Greičio pokyčiai siekiant išvengti kritinių greičio diapazonų
- Standumo modifikacijos (veleno skersmuo, guolio vietos pakeitimai)
- Slopinimo patobulinimai (suspaudimo plėvelės amortizatoriai, guolių pasirinkimas)
- Masės pokyčiai, siekiant pakeisti natūralius dažnius
Svarba atliekant nuspėjamąją priežiūrą
Radialinės vibracijos stebėjimas yra nuspėjamųjų priežiūros programų pagrindas:
- Ankstyvas gedimų aptikimas: Radialinės vibracijos pokyčiai įvyksta prieš gedimus savaitėmis ar mėnesiais
- Tendencijos: Laipsniškas padidėjimas rodo besivystančias problemas
- Gedimų diagnostika: Dažnio turinys nurodo konkrečius gedimų tipus
- Sunkumo įvertinimas: Amplitudė rodo problemos sunkumą ir skubumą
- Techninės priežiūros planavimas: Priežiūra pagal būklę, o ne pagal laiką
- Sutaupomos išlaidos: Užkerta kelią katastrofiškiems gedimams ir optimizuoja techninės priežiūros intervalus
Radialinė vibracija, kaip pagrindinis besisukančių mašinų vibracijos matavimas, suteikia esminės informacijos apie įrangos būklę, todėl yra būtina norint užtikrinti patikimą, saugų ir efektyvų pramoninės besisukančios įrangos veikimą.
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 