Veleno orbitos grafiko supratimas vibracijos analizėje
A veleno orbita tai grafikas, vaizduojantis geometrinio besisukančio veleno centro trajektoriją per vieną ar daugiau apsisukimų. Tai dvimatis vaizdas, atspindintis veleno judėjimą jo guolio laisvumas, tarsi žiūrėtumėte tiesiai į veleno galą. Šis galingas diagnostikos metodas sukuriamas sumontavus porą bekontakčių artumo zondai 90 laipsnių kampu vienas nuo kito — paprastai X-Y konfigūracijoje — ir braižant jų vienalaikius poslinkio signalus vienas prieš kitą, o ne laiko atžvilgiu.
1. Kodėl „Orbit“ diagramos yra tokios naudingos
Standartas laiko bangos forma arba FFT spektras rodo vibracija viena kryptimi. Orbitos grafikas sujungia dvi statmenas kryptis, kad būtų pateiktas išsamus veleno dinaminio judėjimo vaizdas, leidžiantis analitikams vizualizuoti tikrąją judėjimo formą ir kryptį, o ne tik daryti prielaidas. Ši papildoma dimensija suteikia neįkainojamų užuominų diagnozuojant įvairius gedimus, todėl orbita yra rotoriaus dinamikos analizė — ypač greitai veikiančių, kritinės svarbos įrenginių, kuriuose naudojama skysčio plėvelė slankiojantys guoliai, pavyzdžiui, turbinos, kompresoriai ir dideli generatoriai.
Kadangi jutikliai matuoja poslinkį tiesiogiai prie guolio, jo trajektorija taip pat parodo, kur velenas yra savo laisvumo ribose, o ne tik kiek jis pasislinkęs – informaciją, kurią ant korpuso sumontuotas akselerometras tiesiog negali užtikrinti. Pridėjus tachometras arba fazės žyma žymeklis kiekvieną apsisukimą užfiksuoja ant orbitos, nustatydamas jos fazė ir aiškiai nustatant precesijos kryptį.
2. Kaip interpretuoti orbitų formas
Orbitos forma, dydis ir orientacija yra tiesioginiai rotorių veikiančių jėgų rodikliai. Kvalifikuotas analitikas gali diagnozuoti mašinos būklę tiesiog pažvelgęs į orbitos formą.
Apskritinė arba elipsinė orbita
Paprasta apskrita arba elipsinė orbita, kurios centras sutampa su guoliu, paprastai rodo, kad rotorius veikia stabiliai ir jame vyrauja vienas dažnis – dažniausiai disbalansas. Orbita bus apskrita, jei guolio atramos standumas bus vienodas abiem kryptimis (izotropinis), o elipsinė – jei standumas skirsis horizontaliai ir vertikaliai (anizotropinis), o tai praktikoje pasitaiko labai dažnai, nes dauguma mašinų yra standesnės vertikaliai nei horizontaliai.
Iškreipta, aštuoniukės formos arba banano formos orbita
Kai orbita nukrypsta nuo paprastos elipsės, veleno judėjimą veikia keli dažniai:
- A „Banano“ arba pusmėnulio formos orbita dažnai siejamas su nesuderinimas, kur yra tiek 1×, tiek 2× dažniai.
- A aštuoniukės formos yra klasikinis stipraus 2× komponento požymis, tipinis velenų nesutapimo rodiklis. „Aštuonukė“ su vidine kilpa dažnai rodo rimtesnę būklę arba trintį.
Orbitos su įlinkiais arba aštriais kampais
Staigūs krypties pokyčiai, plokščios dėmės ar „linkimai“ orbitoje yra stiprus įrodymas. rotoriaus ir statoriaus trintis. Jie rodo, kad veleno judėjimas trumpam sustabdomas, kai jis susiliečia su nejudančia dalimi, pavyzdžiui, guoliu, sandariklis, arba mašinos korpusą.
Labai netaisyklingos orbitos
Nereguliari, nestabili arba „triukšmo“ kupina orbita gali rodyti rimtą mechaninį laisvumas, skysčių sukeltas nestabilumas, pavyzdžiui, naftos sūkurys arba plakimas, arba turbulentinės tėkmės sąlygos siurblyje ar kompresoriuje.
3. Precesijos kryptis: į priekį ar atgal
Kryptis, kuria nubrėžiama orbita, atsižvelgiant į veleno sukimosi kryptį, pati savaime yra pagrindinis diagnostinis veiksnys:
- Pirmyninis sukimasis: Orbita nusidriekia ta pačia kryptimi kaip ir veleno sukimasis. Tai yra įprastas reiškinys, kai veikia tokios jėgos kaip disbalansas.
- Atvirkštinė precesija: orbita sukasi priešinga kryptimi nei velenas. Tai yra nenormali būklė ir gali būti veleno įtrūkimas, stiprus trynimas arba tam tikros rūšies skysčių sukeltas nestabilumas.
Norint atskirti šiuos du atvejus, būtinas vieną kartą per apsisukimą pasikartojantis fazės ženklas; be jo orbita rodo tik formą, bet ne judėjimo kryptį, todėl prarandamas diagnostinis skirtumas.
4. „Orbit“ lauko diagnostika
Nuolatiniai artumo jutikliai, perduodantys duomenis į stebėjimo sistemą, yra klasikinis būdas stebėti didelių svarbių mašinų veikimą, tačiau pagrindinis principas – du statmenai vienas kitam poslinkio signalai, atvaizduojami vienas prieš kitą su fazės atskaita – yra lygiai taip pat prieinamas ir lauko inžinieriui. Nešiojamas dviejų kanalų prietaisas, pavyzdžiui, Balanset-1A kartu matuoja sinchroninę amplitudę ir fazę dviejose plokštumose, taigi, kai tik orbita ar spektras patvirtina, kad disbalansas yra dominuojanti jėga, ta pati sąranka leidžia iš karto pereiti prie lauko balansavimas ir pataisyto būklės patikrinimas. Jei sukimosi trajektorija rodo nesuderintumą, trintį ar nestabilumą, šis pastebėjimas verčia nukreipti darbus į suderinimą arba mechaninį remontą, o ne į balansavimą.
Poslinkio orbita palyginti su greičio orbita
Šie du matavimai nėra tas pats, o skirtumas lemia, ką iš viso galite spręsti iš vaizdo. Pora artumo jutiklių nuskaito veleno ( poslinkis ) padėtį guolio atžvilgiu, todėl grafikas yra tikras žemėlapis, kur tapas yra savo laisvumo ribose, o to paties signalo nuolatinės srovės (DC) dalis duoda veleno ašis. Nešiojamas dviejų kanalų analizatorius su akselerometrais, pritvirtintais prie guolių korpusų, nubraižo du kanalus ( greitis ) vienas kito atžvilgiu, mm/s: tai, ką matote, yra korpuso judėjimas, o ne veleno padėtis.
Tai, kas išgyvena keitiklio pakeitimą, yra geometrija. Formą, orientaciją ir precesijos kryptį lemia į rotorių veikiančių jėgų modelis, o ne jutiklis, todėl vis tiek pasirodo pažįstamos formų šeimos — švelni elipsė, kai dominuoja 1×, pusmėnulis arba aštuoniukė, kai yra stipri 2× dedamoji, suplokštėjusios kraštinės ir lūžiai, kai kažkas trinasi. Tai, kas neišgyvena, yra absoliuti padėtis: greičio orbita nepasako, kiek laisvumo dar liko, ir jos negalima perskaičiuoti į veleno judėjimo mikrometrus. Naudokite ją lauko sąlygomis defekto šeimai nustatyti; artumo jutiklių griebkitės tada, kai klausimas — kur velenas iš tikrųjų sukasi.
Kur orbita yra Balanset programinėje įrangoje
Įrenginyje Balanset-1A orbita yra viena iš vibracijų matuoklio lango kortelių, atveriama klavišu F5 iš pagrindinio lango; langui reikalinga 5.5.0 ar naujesnė įrenginio aparatinė programinė įranga. Kortelė “X-Y Orbit” nubraižo 1 kanalą vienoje ašyje prieš 2 kanalą kitoje, esant 1:1 ašių mastelio santykiui, todėl apskritimas ekrane yra tikrai apskritimas, o ne nelygių ašių artefaktas. Keturių kanalų Balanset-4A po pirmąja nubraižoma antra orbita 3 ir 4 kanalams.
Jungiklis virš grafiko lemia, kas braižoma:
| Režimas | Kas vaizduojama | Kada tai teisingas vaizdas |
|---|---|---|
| Unsynced | Neapdorota trajektorija, be apsisukimo atskaitos | Tachometras nepasiekiamas arba norite matyti viską, ką signalas turi |
| Sync (raw) | Naujausi apsisukimai, uždėti vienas ant kito, suderinti su tachometro žyma | Pakartojamumo vertinimas — stabili, uždara figūra reiškia, kad judesys kartojasi apsisukimą po apsisukimo |
| 1× | Vien tik sukimosi dedamoji: švari elipsė, atitinkanti V·o ir F rodmenis | Disbalanso vektoriaus patvirtinimas prieš balansavimą |
Be tachometro žymos abu sinchronizuoti režimai neturi su kuo sinchronizuotis, programa tai nurodo grafiko pavadinime, ir “Unsynced” tampa vieninteliu sąžiningu vaizdu. Tai praktinė 3 skyriuje pateikto teiginio išraiška: be atskaitos vieną kartą per apsisukimą nėra precesijos krypties.
Skaičių šalia orbitos skaitymas
Langeliai šalia grafiko rodo tris reikšmes kiekvienai matavimo plokštumai, ir kartu jie yra greičiausias galimas patikrinimas prieš pradedant aiškinti formas:
- V·s — plačiajuostis RMS greitis visoje darbinėje juostoje, mm/s.
- V·o — vien tik 1× dedamoji, sukimosi dažniu, mm/s.
- F - ... fazė šios 1× dedamosios, laipsniais.
Sukimosi dedamoji pagal apibrėžimą yra bendros sumos dalis, todėl V·o niekada negali viršyti V·s, o jų santykis numato orbitos formą dar prieš į ją pažvelgiant. Kai V·o yra arti V·s, beveik visa energija yra ties 1×, orbita susitraukia į švarią elipsę, ir disbalansas yra dominuojanti jėga. Kai V·o yra gerokai mažesnis, skirtumą sudaro harmonikos ir plačiajuostis triukšmas — ir būtent ši liekana lenkia elipsę į 2 skyriuje aprašytus pusmėnulius, aštuoniukes ir lūžius. Stipriai iškraipyta orbita kartu su V·o ≈ V·s yra prieštaravimas, ir pirmiausia reikia patikrinti matavimo įrangą.
Po kiekviena plokštuma yra stabilumo juosta: pilka, kol rodmuo dar dreifuoja, žalia, kai paskutinių dvylikos srauto reikšmių variacijos koeficientas nukrenta žemiau 10 %, oranžinė, kai sklaida viršija 20 %. Orbita, užfiksuota, kol juosta oranžinė, nėra diagnozė — tai nuotrauka mašinos, kuri dar nenusistovėjo.
Formos patvirtinimas pagal spektrą
Orbita pasako, kad kažkas iškraipo elipsę; spektras pasako, kuri eilė už tai atsakinga. Tos pačios lango kortelė “Wave Spectrum” rodo viršuje bangos formą, o apačioje — greičio spektrą, su punktyrinėmis gairėmis, pažymėtomis tiksliuose išmatuoto sukimosi greičio kartotiniuose, o ne prie artimiausio aukšto stulpelio — todėl pikas, nepataikantis į savo žymeklį, iš viso nėra veleno greičio harmonika ir priklauso guoliams, krumpliaračių sankabai arba mentės praėjimui. Dominuojanti 2× dedamoji šalia pusmėnulio ar aštuoniukės formos orbitos yra nesuderinimas; pikas tarp 0,43× ir 0,48× po dreifuojančia, nestabilia orbita yra naftos sūkurys; plačiajuostis turinys su suplokštėjusiomis orbitos kraštinėmis yra trinti.
Jungiklis po grafiku perjungia spektrą tarp greičio ir pagreičio. Svarstant apie orbitą, reikia naudoti greičio ašį, nes pati orbita nubraižyta iš greičio kanalų.
Orbitos stebėjimas per rezonansą
Orbita yra momentinis vaizdas ties vienu greičiu, o forma gali visiškai pasikeisti vos per kelis šimtus aps./min. Kortelė “Run-down” vietoj to įrašo visą lėtėjimą: amplitudė ir fazė 1× registruojamos pagal krentantį greitį, po vieną neapdorotą reikšmę kiekvienam apsisukimui be glodinimo, iki sustojimo ribos, kurią galima nustatyti bet kur nuo 100 iki 2000 aps./min, numatytoji reikšmė — 300. Rezonansas praneša apie save kaip amplitudės pikas kartu su maždaug 180° fazės pasisukimu — tas pats kritinis greitis, kurį Campbello diagrama numato ten, kur žadinimo linija kerta savojo dažnio kreivę. Pilna lėtėjimo ataskaita kartu su šiomis kreivėmis išsaugo darbo greičiu užfiksuotą X-Y orbitą, todėl forma ir rezonansų žemėlapis atsiduria viename dokumente.
5. Ką rodo orbitos grafikas
Apibendrinant galima pasakyti, kad vieno orbitos grafiko vienu žvilgsniu galima gauti daug informacijos:
- Bendra veleno vibracijos amplitudė.
- Veleno judesio forma, kuri padeda nustatyti gedimo tipą.
- Precesijos kryptis – į priekį arba atgal.
- Vidutinė veleno padėtis guolio tarpo ribose — jo veleno ašis.
Analizuojant kartu su FFT spektru ir laiko signalo forma, ši trajektorija leidžia analitikui gauti labai patikimus ir išsamius diagnozė mašinos dinaminio elgesio – sujungiant „kiek“, „kokios formos“ ir „kokia kryptimi“ į vieną išsamų vaizdą.
