Дијагностицирање на свиткано вратило
A свиткано вратило е состојба во која, кај една машина, ротор е трајно — пластично — деформирано, така што неговата геометриска оска веќе не е права. Тоа создава вибрации потпис што измамнички наликува на дебаланс или неосовиненост, но носи еден издајнички отпечаток што го издвојува: висока аксијална вибрација при работната брзина. Препознавањето на тој отпечаток — и неговото потврдување со фазна анализа — е тоа што го спречува инженерот да троши часови обидувајќи се да балансира дефект што балансирањето никогаш не може да го отстрани.
1. Природа на свитканото вратило
Свитканото вратило е резултат на тоа што материјалот на вратилото е напрегнат над својата граница на еластичност, така што отклонот не се враќа кога ќе се отстрани оптоварувањето. Тоа го предизвикуваат неколку механизми:
- Термички напон: врел ротор — на пример турбински ротор оставен нерамномерно да се лади, или таков што не бил вртен на уред за вртење — може да добие трајно свиткување како што се лади. Ова се разликува од привременото термичко искривување што исчезнува штом температурите ќе се израмнат.
- Механичко оштетување: испуштен ротор, силен удар или грубо ракување при транспорт или ремонт.
- Последователен дефект: долготрајната работа при силен небаланс или несоосност може да го преоптовари вратилото додека не попушти, претворајќи еден дефект во друг.
Вреди да се разликува вистинското пластично свиткување од повратливото искривеност на вратилото: термичко или гравитациско свиткување може да се исправи при работа или по мирување, додека свитканото вратило останува деформирано и мора физички да се исправи или замени.
2. Вибрациски потпис на свиткано вратило
Доминантната карактеристика е врв со висока амплитуда на 1× од работна брзина. Свиткувањето делува како големо, распределено тешко место, така што, како што вратилото се врти, тоа фрла, еднаш по секој вртеж, центрифугална сила многу слична на онаа кај небалансот. Показателите за разликување се:
- Висока аксијална вибрација: единствениот најважен знак. Додека свитканото вратило се врти, ги принудува компонентите прицврстени на него — спојки, лежишта, телото на роторот — да се движат напред-назад по оската на вратилото. Кога аксијална вибрација надминува околу 50% од радијалното (хоризонтално или вертикално) ниво, силно се укажува на свиткано вратило или сериозна несоосност.
- Слична радијална вибрација: како и кај небалансот, 1× радијалната вибрација е висока.
- Доминантна 1× фреквенција: на спектар обично е доминиран од 1× врвот, иако може да се појави и 2× компонента — особено кога свиткувањето е близу до средината на вратилото.
Бидејќи радијалната слика толку верно го имитира небалансот, аксијалното отчитување и фазните односи опишани подолу се токму тоа што навистина ја утврдува дијагнозата.
3. Разликување на свиткано вратило од несоосност
Свиткано вратило и несоосност на вратилото може да изгледаат речиси идентично во поглед на амплитудата, бидејќи и двете ја зголемуваат аксијалната вибрација. Начинот да се разликуваат е фазна анализа, користејќи го временскиот однос што една тахометар референца го овозможува.
- Постапка: земете радијални и аксијални фаза мерења на двете лежишта — внатрешното и надворешното — вкупно четири отчитувања.
- Индикација за свиткано вратило: ако вратилото е свиткано, аксијалните фазни отчитувања земени на иста радијална позиција (на пример, врвот на секое лежиште) ќе бидат приближно 180° надвор од фаза еден со друг. Додека едниот крај на роторот се турка нанапред од свиткувањето, другиот крај се повлекува наназад.
- Индикација за несоосност: кај класичната аголна несоосност, тие исти аксијални фазни отчитувања обично се приближно во фаза (со разлика блиску до 0°).
Земањето фазни отчитувања преку спојката дава дополнителен, честопати дефинитивен, доказ за разликување на двата дефекта. Еден калкулатор за фазен агол е корисен за комбинирање и споредување на овие векторски отчитувања при проценката.
4. Разликување на свиткано вратило од неурамнотеженост
И двете состојби создаваат висока 1× радијална вибрација, но чистиот дебаланс создава многу малку аксијална вибрација. Затоа висок 1× врв во комбинација со значително аксијално движење укажува дека причината не е само небаланс, туку свиткано вратило или несоосност.
Постои и практично, речиси дијагностичко, однесување при корекцијата. Свиткано вратило не може да се поправи со балансирање: додавањето на корекциски тегови може да ја намали вибрацијата кај едно лежиште додека ја зголемува кај друго, бидејќи свиткувањето е распределена деформација, а не единечна локализирана маса. Ако роторот се покаже тврдоглав или невозможен за балансирање — отчитувањата одбиваат да се доближат до прифатлива заостанат дебаланс — тоа фрустрирачко однесување само по себе е силен доказ за свиткано вратило, а не за обичен небаланс.
5. Потврда и практично мерење
Дефинитивната потврда е механичка: поставете го роторот на призми или меѓу центрите на стругот и поминете со компараторот по вратилото за да го измерите неговото радијално отскокнување (вкупно отчитување на компараторот). Значително, повторливо исфрлање што достигнува максимум на една аголна положба потврдува физичко искривување, по што вратилото мора да се исправи или замени. Еден калкулатор за радијално исфрлање на вратилото помага да се поврзе измереното TIR со вистинската ексцентричност на централната оска.
Меѓутоа, пред машината да се отвори, дефектот обично најпрво се открива на опремата додека работи. Преносен двоканален анализатор како што е Balanset-1A му овозможува на техничарот истовремено да ги сними амплитудата и фазата при 1× во радијален и аксијален правец на двете лежишта, во сопствените лежишта на машината при работна брзина — токму комплетот фазни мерења во четири точки потребен за да се разликува искривено вратило од несоосност, и да се потврди дека роторот навистина не може да се балансира. Тоа мерење на самото место претвора нејасен симптом со висока 1× амплитуда во сигурна дијагноза пред да започне какво било расклопување.
