फिरत्या यंत्रसामग्रीमधील अक्षीय कंपन समजून घेणे
अक्षीय कंपन (ज्याला अनुदैर्ध्य किंवा थ्रस्ट कंपन देखील म्हणतात) हे एका rotor च्या त्याच्या परिभ्रमण अक्षाला समांतर दिशेतील पुढे-मागे होणाऱ्या गतीचे रूप आहे. जिथे पार्श्व कंपन ही शाफ्टला लंबरूप असलेली अग्रमागे गती असते, तिथे अक्षीय कंपन म्हणजे शाफ्ट त्याच्या स्वतःच्या लांबीच्या दिशेने आत-बाहेर सरकणे, जवळजवळ पिस्टनसारखे. हे सहसा रेडियल कंपनपेक्षा कमी मोठेपणाचे असते, तरीही ते एका विशिष्ट प्रकारच्या फॉल्ट्ससाठी अत्यंत निदानात्मक असते — विशेषतः misalignment, थ्रस्ट-बेअरिंग समस्या, आणि पंप व कॉम्प्रेसरमधील प्रक्रिया-संबंधित समस्या. अनुभवी अॅनालिस्ट याला संपूर्ण मापन संचाचा अनिवार्य भाग मानतो, ऐच्छिक नव्हे.
1. वैशिष्ट्ये आणि मापन
दिशा आणि गती
अक्षीय कंपन शाफ्टच्या केंद्ररेषा अक्षावर उद्भवते:
- गती परिभ्रमण अक्षाला समांतर असते.
- रोटर परस्परवर्ती पद्धतीने पुढे-मागे सरकतो.
- हे सामान्यतः बेअरिंग हाउसिंग किंवा शाफ्टच्या टोकांवर मोजले जाते.
- याचे अॅम्प्लिट्यूड सहसा रेडियल व्हायब्रेशनपेक्षा लहान असते, परंतु जेव्हा ते उपस्थित असते, तेव्हा निदानाच्या दृष्टीने ते अधिक माहितीपूर्ण असते.
मापन सेटअप
अक्षीय गतीचे मापन करण्यासाठी सेन्सरची जाणीवपूर्वक मांडणी आवश्यक असते:
- सेंसर अभिमुखता: एक accelerometer or वेग ट्रान्सड्यूसर शाफ्ट अक्षाला समांतर बसवलेले.
- विशिष्ट स्थान: बेयरिंग-हाउजिंग एंड कॅप्स, मोटर एंड बेल्स, किंवा थ्रस्ट-बेयरिंग हाउजिंग.
- प्रॉक्सिमिटी प्रोब्स: a समीपता जाच शाफ्टच्या टोकाकडे तोंड करून थेट अक्षीय स्थान मोजू शकते.
- महत्त्व: बहुधा दुर्लक्षित केले जाते, परंतु संपूर्ण यंत्रसामग्री निदानासाठी ते महत्त्वाचे आहे.
2. अक्षीय व्हायब्रेशनची प्रमुख कारणे
मिसअलाइनमेंट — सर्वात सामान्य कारण
शाफ्ट गैरसंरेखण, आणि विशेषतः कोनीय मिसअलाइनमेंट, हे अक्षीय व्हायब्रेशनचे प्रमुख स्रोत आहे:
- लक्षण: चालू वेगावर उच्च 1× किंवा 2× अक्षीय कंप.
- यंत्रणा: जोडलेल्या शाफ्टांमधील कोनीय ऑफसेट प्रत्येक फेरीवर कपलिंगमधून एक आंदोलित अक्षीय बल पंप करतो.
- निदान सूचक: रेडियल अॅम्प्लिट्यूडच्या 50% पेक्षा जास्त अक्षीय अॅम्प्लिट्यूड हे मिसअलाइनमेंट जोरदारपणे सूचित करते.
- टप्पा संबंध: ड्राइव्ह आणि नॉन-ड्राइव्ह टोकांवरील अक्षीय वाचने सहसा सुमारे 180° बाहेरील फेजमध्ये असतात phase.
थ्रस्ट-बेअरिंग दोष
या समस्या thrust bearing जे अक्षीय शाफ्ट स्थान निश्चित करते ते वैशिष्ट्यपूर्ण अक्षीय व्हायब्रेशन निर्माण करते:
- थ्रस्ट-बेअरिंग घसारा किंवा नुकसान.
- अपर्याप्त थ्रस्ट-बेअरिंग प्रीलोड.
- थ्रस्ट-बेअरिंग अपयश अत्यधिक अक्षीय खेळ परवानगी देते.
- थ्रस्ट फेसेसशी संबंधित विशिष्ट स्नेहन समस्या.
हायड्रोलिक किंवा वायुगतिकीय बल
पंप, कंप्रेसर आणि टर्बाइनमधील प्रक्रिया बले अक्षीय भार निर्माण करतात:
- पंप कॅव्हिटेशन: बुडबुडे संक्षेपन अक्षीय शॉक बल निर्माण करते.
- इंपेलर असंतुलन: असममित प्रवाह दोलनशील अक्षीय जोर निर्माण करता है।
- अक्षीय प्रवाह टर्ब्युलन्स: अक्षीय कंप्रेसर आणि टर्बाइनमध्ये.
- सर्जिंग: कंप्रेसर सर्ज हिंसक अक्षीय कंपन कारण करतो।
- पुनर्परिसंचरण: डिझाइनबाहेरील संचालन जे प्रवाह अस्थिरता निर्माण करते.
यांत्रिक शिथिलता
अतिरिक्त क्लिअरन्समुळे रोटर अक्षीय दिशेने मागेपुढे सरकतो:
- खराब थ्रस्ट-बेयरिंग पृष्ठभाग।
- ढीले कपलिंग घटक।
- बेअरिंग मांडणीमध्ये अपुरे अक्षीय प्रतिबंध.
- खराब स्पेसर किंवा शिम।
कपलिंग समस्या
कपलिंग घालण किंवा खराब स्थापना अक्षीय कंपन निर्माण करते:
- झिजलेल्या गियर-कपलिंग दातांमुळे अक्षीय फ्लोट होतो.
- अयोग्यपणे स्थापित लवचिक कपलिंग्स.
- कपलिंग-स्पेसर लांबी त्रुटी।
- सार्वभौमिक-संयुक्त कोन अक्षीय बल घटक निर्माण करतात।
थर्मल वृद्धि समस्या
भिन्न औष्णिक प्रसरण अक्षीय बले लादू शकते:
- पाइपिंगचे औष्णिक प्रसरण उपकरणांवर ढकलणारे किंवा ओढणारे.
- युग्मित मशीनमध्ये असमान तापमान वृद्धी.
- पायाचे बसणे जे अक्षीय अलाइनमेंट विस्कळीत करते.
3. निदान महत्त्व
गलत संरेखण निदान करणे
अक्षीय व्हायब्रेशन हे मिसअलाइनमेंटचे सर्वोत्तम एकमेव सूचक आहे:
- ढोबळ नियम: जर अक्षीय व्हायब्रेशन रेडियल व्हायब्रेशनच्या 50% पेक्षा जास्त असेल, तर मिसअलाइनमेंटचा संशय घ्या.
- फ्रिक्वेन्सी सामग्री: समांतर-ऑफसेट मिसअलाइनमेंटसाठी प्रामुख्याने 2×; कोनीय मिसअलाइनमेंटसाठी 1× आणि 2× दोन्ही.
- टप्प्यातील विश्लेषण: विरुद्ध टोकांवरील अक्षीय वाचनात 180° टप्प्यातील फरक असंरेखण पुष्टी करतो.
- पुष्टी: उच्च अक्षीय व्हायब्रेशन जे अचूक अलाइनमेंटनंतर तीव्रपणे कमी होते शाफ्ट संरेखण निदान सिद्ध करतो.
पंप आणि कंप्रेसर निदान
द्रव-हाताळणी फिरत्या उपकरणांसाठी:
- कॅव्हिटेशन: उच्च-फ्रिक्वेन्सी, यादृच्छिक, ब्रॉडबँड अक्षीय व्हायब्रेशन.
- हायड्रॉलिक असंतुलन: असममित इंपेलर भारामुळे 1× अक्षीय व्हायब्रेशन.
- सर्ज: मोठ्या-आयाम, निम्न-फ्रिक्वेंसी अक्षीय दोलन.
- ब्लेड-पास फ्रिक्वेंसी: ब्लेड-पासिंग फ्रिक्वेन्सीवर अक्षीय घटक प्रवाह समस्या दर्शवतो.
बेअरिंग स्थिती मूल्यांकन
- अक्षीय व्हायब्रेशनमध्ये अचानक वाढ थ्रस्ट-बेअरिंगची बिघाड दर्शवू शकते.
- थ्रस्ट-बेअरिंग दोष वारंवारतेवर अक्षीय कंपन हे बेअरिंग समस्या पुष्टी करते.
- प्रॉक्सिमिटी प्रोबने मोजलेला अतिरिक्त अक्षीय फ्लोट बेअरिंग झीज दर्शवतो.
4. स्वीकार्य पातळी आणि मानके
सामान्य दिशानिर्देश
सामान्य यंत्रसामग्री-व्हायब्रेशन मानके — आधुनिक ISO 20816 मालिका, ज्याने ISO 10816 ला मागे टाकले — मुख्यतः रेडियल व्हायब्रेशनवर लक्ष केंद्रित करतात, त्यामुळे अक्षीय मर्यादा सहसा त्याच्या तुलनेत मांडल्या जातात:
- रेडियलच्या तुलनेत: सामान्य परिस्थितीत अक्षीय कंपन रेडियल कंपनाच्या 50% पेक्षा कमी राहिले पाहिजे.
- परिपूर्ण मर्यादा: सामान्यतः मशीनच्या वर्गासाठी रेडियल मर्यादेच्या 25–50%.
- बेसलाइन तुलना: पासून 50–100% वाढ baseline निरपेक्ष मूल्य काहीही असो, तपासणीची आवश्यकता दर्शवते.
उपकरण-विशिष्ट मानक
- API 610 (केंद्रीभूत पंप): रेडियल आणि अक्षीय अशा दोन्ही कंपन मर्यादा निर्दिष्ट करते.
- API 617 (केंद्रीभूत कंप्रेसर): अक्षीय कंपन स्वीकृती निकष समाविष्ट करते.
- टर्बोमशिनरी: बहुधा समर्पित अक्षीय-स्थिती आणि अक्षीय-कंपन सेन्सरद्वारे सतत निरीक्षण केले जाते, वारंवार API 670 यंत्रसामग्री-संरक्षण पद्धति.
5. सुधारणा आणि उपशमन पद्धती
असमायोजनासाठी
- अचूक शाफ्ट संरेखण: कोनीय आणि समांतर मिसअलाइनमेंट सुधारण्यासाठी लेझर अलाइनमेंट साधनांचा वापर करा.
- मऊ-पाद सुधार: संरेखण करण्यापूर्वी प्रत्येक बसविणे पाय सपाट बैठले आहे ते सुनिश्चित करा — पहा सॉफ्ट फूट.
- औष्णिक-वाढीची भरपाई: कोल्ड अलाइनमेंट लक्ष्य निश्चित करताना कार्यकारी-तापमानामुळे होणाऱ्या प्रसरणाचा विचार करा.
- पाइप-स्ट्रेन मुक्ती: उपकरणे अलाइनमेंटमधून बाहेर खेचणारी पाइपिंग बले काढून टाका.
थ्रस्ट-बेअरिंग समस्यांसाठी
- खराब थ्रस्ट-बेअरिंग घटक बदला.
- थ्रस्ट-बेअरिंगचा योग्य प्रीलोड आणि क्लिअरन्स पडताळून पहा.
- थ्रस्ट पृष्ठभागांना पुरेसे स्नेहन सुनिश्चित करा.
- योग्य स्थापना आणि शिमिंग तपासा.
प्रक्रियेशी संबंधित अक्षीय बलांसाठी
- कॅव्हिटेशन दूर करा: इनलेट दबाव वाढवा, द्रव तापमान कमी करा, इनलेट अवरोधन साफ करा.
- कार्यकारी बिंदू अनुकूलित करा: पंप आणि कंप्रेसर त्यांच्या डिझाइन श्रेणीमध्ये ठेवा.
- हायड्रॉलिक शक्तींचा संतुलन करा: इम्पेलरवर बॅलन्स होल किंवा बॅक व्हेन वापरा.
- सर्ज विरोधी नियंत्रण: कंप्रेसरवर प्रभावी सर्ज प्रतिबंध राबवा.
यांत्रिक समस्यांसाठी
- झिजलेले कपलिंग आणि कपलिंग घटक बदला.
- सैल यांत्रिक जोडणी कसून लावा.
- योग्य स्पेसर आणि शिम परिमाणे पडताळून पहा.
- उत्पादकाच्या निर्देशानुसार कपलिंग स्थापित करा.
6. मापनाच्या सर्वोत्तम पद्धती
सेंसर स्थापना
- भक्कम माउंटिंग: अक्षीय मापनांसाठी शक्य असेल तेथे चुंबकांऐवजी स्टड किंवा अॅडेसिव्हला प्राधान्य द्या — पहा सेंसर माउंटिंग.
- दिशा पडताळून पहा: सेन्सर खरोखर शाफ्ट अक्षाशी समांतर आहे, कोनात तिरका नाही, याची खात्री करा.
- दोन्ही टोकांना: ड्राइव्ह आणि नॉन-ड्राइव्ह अशा दोन्ही टोकांवर अक्षीय कंपन मोजा जेणेकरून फेजची तुलना करता येईल.
- प्रॉक्सिमिटी प्रोब्स: क्रिटिकल उपकरणांसाठी कायमस्वरूपी अक्षीय-स्थिती सेन्सर स्थापित करा.
डेटा संग्रह
- अक्षीय डेटा नेहमी क्षैतिज आणि उभ्या रेडियल मापनांसोबत गोळा करा.
- वेगवेगळ्या ठिकाणांवरील अक्षीय वाचनांमधील फेज संबंध नोंदवा.
- अक्षीय-ते-रेडियल आयाम गुणोत्तरांची तुलना करा.
- ट्रेंड विकसित होणाऱ्या समस्या लवकर पकडण्यासाठी कालांतराने अक्षीय कंपन
7. अक्षीय विरुद्ध रेडियल कंपन
दोष ओळखण्यासाठी दोन्ही दिशा वेगळ्या ठेवणे हे केंद्रस्थानी आहे:
| पैलू | रेडियल (पार्श्व) कंपन | अक्षीय कंपन |
|---|---|---|
| दिशा | शाफ्ट अक्षाला लंब | शाफ्ट अक्षाला समांतर |
| विशिष्ट मोठेपणा | जास्त | कमी (सामान्यतः रेडियलच्या < 50%) |
| मुख्य कारणे | Unbalance, वाकलेला शाफ्ट, बेअरिंग दोष | गलिबद्धता, जोर-बेअरिंग समस्या, प्रक्रिया शक्ती |
| निदान मूल्य | मशीन स्थितीचे सामान्य निदान | मिसअलाइनमेंट आणि थ्रस्ट समस्यांसाठी विशिष्ट |
| निरीक्षण प्राधान्यक्रम | मुख्य लक्ष | दुय्यम परंतु निदानासाठी महत्त्वपूर्ण |
8. व्यावहारिक क्षेत्र निदान
फील्डमध्ये, निर्णायक अक्षीय-कंपन चाचणी ही तुलनात्मक असते: दोन्ही बेअरिंग टोकांवर अक्षीय दिशेने अॅम्प्लिट्यूड व फेज वाचा आणि त्यांची रेडियल वाचनांशी तुलना करा. एक पोर्टेबल टू-चॅनेल कंपन विश्लेषक जसे की Balanset-1A यासाठी उत्तम प्रकारे योग्य आहे, कारण त्याचे दोन चॅनेल एका सामायिक tachometer फेज संदर्भासह दोन्ही टोके एकाच वेळी टिपू शकतात — ज्यामुळे मिसअलाइनमेंटचा द्योतक 180° अक्षीय फेज भेद आणि 1×/2× हार्मोनिक मधील नमुना FFT स्पेक्ट्रम तत्काळ दृश्यमान होतो. तीच तुलना एका महागड्या चुकीपासून संरक्षण करते: उच्च रेडियल 1× कंपनाचा दोष सहजपणे unbalanceवर दिला जातो, परंतु जुळणारा प्रबळ अक्षीय घटक त्याऐवजी मिसअलाइनमेंटकडे निर्देश करतो, जे कोणत्याही प्रमाणात balancing दूर करू शकत नाही. ट्रायल वेट्सकडे वळण्यापूर्वी प्रबळ गतीची दिशा निश्चित करणे हेच टिकाऊ दुरुस्ती आणि वाया गेलेल्या दुपारमधील फरक ठरवते.
९. उद्योग अनुप्रयोग
अक्षीय-कंपन निरीक्षण विशेषतः यांसाठी मौल्यवान आहे:
- केंद्रापसारक पंप: हायड्रॉलिक-बल आणि कॅव्हिटेशन शोध.
- कंप्रेसर्स: थ्रस्ट-बेअरिंग निरीक्षण आणि सर्ज शोध.
- टर्बाइन्स: अक्षीय ब्लेड बले आणि थ्रस्ट-बेअरिंग स्थिती.
- जोडलेली उपकरणे: अलाइनमेंट पडताळणी आणि कपलिंग स्थिती.
- प्रक्रिया उपकरण: प्रवाह-स्थिती निरीक्षण.
जरी अक्षीय कंपन अनेकदा अधिक ठळक रेडियल सिग्नलमुळे झाकोळले जात असले, तरी अनुभवी विश्लेषक त्याच्या निदानात्मक मूल्याला महत्त्व देतात. केवळ रेडियल मापनांनी निसटून जाणारे अनेक दोष अक्षीय पॅटर्नद्वारे उघड होतात — आणि म्हणूनच एक सखोल स्थिती-नियंत्रण कार्यक्रम नेहमी सर्व तीन दिशा मोजतो.
