Vibrasjonsdiagnostikk

Myk fot: Årsaker, diagnostikk og korrigering

Myk fot er en av de vanligste, men undervurderte årsakene til overdreven vibrasjon i roterende utstyr. Ifølge statistikk fra felttjeneste, opptil 80% av maskiner ved industrianlegg opererer med ukorrigert myk fot. Denne artikkelen gir et detaljert innblikk i fenomenets fysikk, klassifisering, deteksjonsmetoder – fra følerblad til analyse av kryssfasevibrasjoner – og praktiske korreksjonsteknikker.

15 minutters lesetid ISO 20816 · ISO 18436 · ISO 1940 Balanset-1A

1. Definisjon og fysisk natur

Myk fot er en tilstand der en eller flere maskinføtter ikke har full kontakt med fundamentrammen (såleplate, bunnplate) før fastholdingsboltene strammes. Når en slik bolt strammes, deformeres maskinhuset, lagerboringens geometri forvrenges, og rotoraksen avviker fra sin designposisjon.

Fysisk skjer følgende: strammekraften fra en bolt på en fot med ufullstendig kontakt skaper et bøyemoment i foringsrøret. Denne deformasjonen overføres til lagerstøttene, noe som forårsaker:

  • Feiljustering av rullelagerets indre ringer
  • Ujevn lastfordeling i glidelagre
  • Vinkelfeiljustering av koblede maskinaksler
  • Dynamisk ubalanse på grunn av rotoravbøyning

Som et resultat øker vibrasjonen ved rotasjonsfrekvensen (1×), og i alvorlige tilfeller også ved harmoniske multipler.

Feltdata

Det finnes dokumenterte tilfeller der korrigering av myk fot på en enkelt bolt reduserte vibrasjonshastigheten (RMS) fra 12 mm/s til 2 mm/s – en seksdobling av reduksjonen.

2. Klassifisering av myke føtter

Internasjonal praksis skiller mellom fire typer mykfot. Hver av dem krever en ulik tilnærming til identifisering og korrigering.

1

Parallell (luftgap) myk fot

Det er et jevnt luftgap under foten over hele lagerflaten. Årsaker inkluderer: en kort fot, ujevn såleplate eller feil tykkelse på mellomlegget.

✓ Flate kalibrerte shims
2

Kantete myk fot

Foten berører rammen langs bare én kant eller ett hjørne. Når bolten strammes, løfter den motsatte siden seg, og forvrenger foringsrøret. Dette skjer når foten ikke er vinkelrett på boltens akse, eller når overflaten har kileformet slitasje.

✓ Koniske/trappede shims
3

Myk (fjærende) myk fot

Overflaten har formelt kontakt med rammen, men det finnes komprimerbart materiale: for mange tynne shims, maling, smuss, korrosjon eller pakningsrester. Justeringen "driver" over tid når den setter seg. Identifisert ved ustabile gjentatte målinger.

✓ Rene overflater, ≤3 shims
4

Indusert myk fot

Foten og rammen har riktig geometri, men eksterne krefter – rørstrekk, kabelrennebelastning, beskyttelseskrefter, trykk på jekkebolten – trekker foringsrøret ut av støtteplanet. Det mest snikende er at statiske målinger kanskje ikke avslører det.

✓ Korrigering av rørbelastning
Klassifisering av myke føtter – tverrsnittsdiagram
Myk fotklassifisering: parallell, kantete, myk og indusert Diagram som viser fire typer myke føtter i tverrsnitt. 1 · Parallell RAMME mellomrom FOT Ensartet gap ▸ Flate mellomlegg 2 · Angular RAMME FOT maks 0 Kileåpning ▸ Koniske shims 3 · Myk RAMME shims/smuss FOT Komprimerbart lag ▸ Rengjør, ≤3 mellomlegg 4 · Indusert RAMME FOT Rør FORING Ytre kraft ▸ Rørkorrigering

MellomromYtre kraftKorreksjon Bestem først typen myk fot ut fra kontaktens art, og velg deretter korreksjonsmetode (shims, overflatebearbeiding, fjerning av ytre belastninger).

3. Påvirkning på maskinens vibrasjonstilstand

Myk fot har en kompleks negativ effekt på maskinens tilstand på tvers av flere parametere:

ParameterMekanisme for påvirkning
Vibrasjonshastighet (RMS, mm/s)Amplitudeøkning ved 1× rotasjonsfrekvens på grunn av rotoravbøyning og feiljustering
VibrasjonsfaseFasevinkelforskjellen mellom støttene kan nå 180° – et karakteristisk tegn på myk fot
SpektrumForhøyet 1× med mulig tilstedeværelse av 2× og nettfrekvens (for elektriske motorer)
LagerlevetidRingfeiljustering forårsaker punktoverbelastning på rulleelementer, noe som reduserer levetiden drastisk
AkseljusteringUstabil justering: verdier "avviker" fra målet etter boltstramming
TetningerDeformasjon av foringsrør forstyrrer geometrien til mekaniske tetningsseter
Praktisk regel

Hvis vibrasjonen fortsatt er forhøyet etter at akseljustering av høy kvalitet er utført, Det første du må sjekke er myk fot.

4. Diagnostiske metoder

4.1. Statisk deteksjon (følermålere og måleur)

Den vanligste metoden under planlagt justeringsarbeid.

  1. Løsne alle maskinens festebolter.
  2. Sett inn et følermålersett mellom hver fot og rammen. Noter avstandene.
  3. For hver fot med et mellomrom som overstiger 0,05 mm, velg kalibrerte shims.
  4. Stram alle boltene med en momentnøkkel.
  5. Gjenta målingen med en måleur: monter basen på rammen, plasser indikatorspissen på foten og løsne bolten. Tillatt forskyvning er ikke mer enn 0,05 mm (50 µm).
Begrensning

Denne metoden oppdager ikke indusert myk fot som oppstår under driftsbelastning (temperatur, trykk, rørbelastning).

4.2. Dynamisk deteksjon (boltløsning på en løpemaskin)

Denne metoden oppdager myk fot direkte under driftsforhold – ved temperatur, trykk og rørbelastning.

  1. Monter en vibrasjonssensor (akselerometer) på maskinhuset nær støtten.
  2. Koble instrumentet til vibrasjonshastighets-RMS-overvåkingsmodus i sanntid. Et bærbart tokanals vibrometer, som f.eks. Balanset-1A kan brukes, noe som muliggjør samtidig overvåking av vibrasjonsnivå og fasevinkel ved rotasjonsfrekvensen.
  3. Løsne hver fastholdingsbolt sekvensielt (til fingerstramning), og følg endringen i RMS.
  4. Stram bolten umiddelbart etter kontroll og gå videre til neste.
  5. Bolten hvis løsning resulterer i en betydelig reduksjon i vibrasjon, indikerer myk fot på det stedet.
Kriterium

En reduksjon i vibrasjonshastighet RMS på mer enn 20% Når man løsner en enkelt bolt, er det et avgjørende bevis på myk fot.

Sikkerhetsadvarsel

Arbeid med festemidler på løpeutstyr innebærer økt risiko. Streng overholdelse av arbeidsmiljøkrav er obligatorisk, inkludert bruk av gnistfrie verktøy i farlige områder og riktig autorisasjon for arbeid på strømførende utstyr.

4.3. Analyse av kryssfasevibrasjoner

Den mest informative instrumentelle metoden, som muliggjør identifisering av myke føtter uten å løsne festene på løpeutstyr.

Nødvendig utstyr

  • Tokanals vibrasjonsanalysator med kryssfasefunksjon
  • To akselerometre
  • Fasereferansesensor (turteller) og en reflekterende markør på rotoren

Tokanals vibrometer Balanset-1A gir samtidig måling av vibrasjonsamplitude ved 1× og fasevinkelen på to kanaler med ±2° nøyaktighet, noe som gjør den egnet for kryssfaseanalyse i felten. En fotoelektrisk fasereferansesensor (0–360° område) er inkludert som standardutstyr.

  1. Monter akselerometre på to maskinstøtter i samme retning (f.eks. vertikalt).
  2. Fest markøren til rotoren og rett turtellersensoren mot markøren.
  3. Utfør kryssfasemålingen: instrumentet bestemmer vibrasjonsfasevinkelforskjellen mellom to punkter ved 1× rotasjonsfrekvens.
Diagnostisk kriterium

Hvis faseforskjellen er omtrent 180° Med en samtidig signifikant amplitudeforskjell mellom de to støttene, er dette et karakteristisk tegn på myk fot. Støtten med høyere amplitude indikerer problemstedet.

Differensialdiagnostikk

MangelFaseforskjell mellom støtterAmplitude
Myk fot≈ 180°Betydelig forskjell mellom støttene
Ubalanse≈ 0° (i fase)Sammenlignbare nivåer
Feiljustering0° eller 180°Avhenger av feiljusteringstype
Kryssfaseanalyse: Ubalanse (0°) vs. myk fot (180°)
Ubalanse — fase ≈ 0° (støttebevegelse i fase) CH1 CH2 Δφ ≈ 0° RAMME MASKIN Myk fot — fase ≈ 180° (motfasestøttebevegelse) CH1 CH2 Δφ ≈ 180° RAMME MASKIN SF

CH1 / CH2Δφ ≈ 0°Δφ ≈ 180° Signaler i fase indikerer vanligvis ubalanse, mens signaler i motfase peker på myk fot. For en endelig konklusjon, verifiser amplituder, 1×/2×-spekteret og boltløsningstesten.

Fordelen med kryssfasemetoden er at den fungerer under normal maskindrift og ikke krever at noen festemidler løsnes.

5. Rørindusert myk fot

Rørbelastning på pumpe- eller kompressorutstyr er en av de viktigste – men oftest oversette – årsakene til overdreven vibrasjon og ustabil justering.

5.1. Forekomstmekanisme

Hvis rørledningen er koblet til en maskinflens under belastning (uten fri passform), påføres rørkraften konstant på maskinhuset. Under driftstrykk og temperatur øker denne kraften på grunn av termisk ekspansjon. Røret "vugger" maskinen, noe som fører til:

  • Periodiske endringer i akseljustering
  • Økt vibrasjon ved 1× og 2× rotasjonsfrekvens
  • For tidlig slitasje av lagre og mekaniske tetninger
  • Ustabile avlesninger ved forsøk på justering
Indusert myk fot: Maskinbelastning fra rør
FUNDAMENT RAMME PUMPE (kompressor) RØR (suging) RØR (utladning) — under belastning! F (belastning) deformasjon flens 4-punkts sjekk 12 6 9 3

DeformasjonskraftDeformasjon Røde piler viser rørets strekkraft som trekker maskinen ut av geometrien sin. Sirkelen 12–3–6–9 viser rekkefølgen for måling av flensavstander på fire punkter før justering.

5.2. Inspeksjon av rørledningens tilstand

Før akseljustering er inspeksjon av flensvinkel og forskyvning obligatorisk.

  1. Koble rørledningen fra maskinflensen.
  2. Mål avstandene mellom rørflensen og maskinflensen på fire punkter: klokken 12, 3, 6 og 9.
  3. Bestem vinkelmessigheten (forskjell i gap i motsatte punkter) og forskyvningen (parallell avvik mellom flensens senterlinjer).

Toleranser

  • Ideell vinkel og offsetverdi: 0 mm
  • Praktisk mulig med nøye montering: 0,01–0,02 mm
  • Verdier som overstiger 0,05 mm krever obligatorisk korrigering før justering

5.3. Rørmontering

Målet er å oppnå en spenningsfri flensforbindelse uten å påføre ytre krefter. Metodene inkluderer:

  • Justering av rørstøtter og oppheng
  • Trimming eller forlenging av spolestykker
  • Bruk av ekspansjonsfuger
  • Korrigering av mellomliggende støtteposisjoner
Bransjens virkelighet

I følge data fra feltpraksis, Opptil 80% av driftsorganisasjonene forsømmer verifisering av rørbelastning, og fortsetter å lete etter vibrasjonsårsaken andre steder. Dette arbeidet er arbeidskrevende, men uten det vil enhver justering – selv presisjonsjustering – være ustabil.

6. Krav til fotkontaktområde

Maskinfotens minste kontaktflate med såleplaten (fundamentrammen) må være minst 80% av fotsåleområdet.

Når kontaktområdet er mindre enn 80%:

  • Lasten er ujevnt fordelt, noe som skaper lokale spenningskonsentrasjoner
  • Shims deformeres og er innrykket i punktkontaktsoner
  • Boltstramming gir ikke stabil fiksering – justeringen "driver" over tid
  • Risikoen for utmattingssvikt i foten eller såleplaten øker

Inspeksjonsmetoder

  • Visuell inspeksjon: kontaktmerker, oksidasjon, riper på fot- og rammeoverflater
  • Preussisk blå (markeringspasta): Påfør et tynt lag på såleplaten, trykk foten ned, vurder kontaktmønsteret
  • Sett med følermålere: mål rundt fotens omkrets med bolten løsnet

Hvis kontakten er mindre enn 80%, må planheten i lagerflatene gjenopprettes: skraping, fresing eller sliping av såleplaten og/eller fotsålen.

7. Prosedyre for korrigering av myke føtter

Anbefalt arbeidsrekkefølge når det oppdages myk fot:

1

Forbered lagerflater

  • Rengjør såleplater og fotflater for smuss, maling, rust og gammelt pakningsmateriale
  • Sjekk planheten med en rettskinne og et søkermålsett
  • Maskinbearbeid overflatene om nødvendig (sliping, skraping)
2

Bekreft kontaktområde

  • Sørg for at kontakten mellom fot og såleplate er minst 80%
  • Fjern alle komprimerbare (fjærende) materialer i kontaktsonen
3

Mål hull

  • Løsne alle festeboltene
  • Mål mellomrom med følermålere eller en måleur på hver fot
  • Velg kalibrerte shims i rustfritt stål. Ikke mer enn 3 shims per fot (for å unngå en "myke" effekt)
4

Sjekk rørbelastningen

  • Koble fra rørledningene
  • Mål flensvinkel og forskyvning på fire punkter
  • Hvis toleransene overskrides, må dette korrigeres for å oppnå en spenningsfri forbindelse.
5

Endelig stramming og verifisering

  • Stram alle boltene med en momentnøkkel i et kryssmønster
  • Kontroll av måleur: forskyvning ≤ 0,05 mm ved løsning av en bolt
  • Testkjøring og verifisering av vibrasjonsnivåer
6

Utfør akseljustering

Akseljustering bør utføres først etter at den myke foten er fullstendig korrigert og rørene er montert. Ellers vil justeringsresultatene bli ustabile.

8. Instrumentering

8.1. Verktøy for statisk diagnostikk

  • Kalibrert følermålersett (fra 0,02 mm)
  • Måleur på magnetisk base (gradering 0,01 mm)
  • Rettkant
  • Merkepasta (preussisk blå) for vurdering av kontaktflate
  • Kalibrert momentnøkkel

8.2. Verktøy for dynamisk diagnostikk

Dynamisk mykfotdeteksjon og kryssfaseanalyse krever en bærbar vibrasjonsanalysator med samtidig tokanals måling og faseanalysefunksjoner.

Den Balanset-1A (produsert av VibroMera) er en bærbar vibrometer-balanserer med to kanaler som er egnet for disse oppgavene. Viktige spesifikasjoner relevante for diagnostikk av myke føtter:

Vibrasjonskanaler 2 (samtidig)
Hastighetsområde 250–90 000 o/min
Vibrasjonshastighet RMS 0–80 mm/s
Fase nøyaktighet 0–360°, ±2°
Fasesensor Fotoelektrisk, inkludert
Spektralanalyse FFT-støtte
Strømforsyning USB (7–20 V)
Balansering 1 eller 2 fly

Tokanalsarkitekturen til Balanset-1A muliggjør samtidig måling av amplitude- og fasevibrasjon på to underlag, noe som er en forutsetning for kryssfasediagnostikk av myk fot. Etter korrigering av myk fot brukes det samme instrumentet til rotorbalansering i sine egne lagre – i ett eller to korreksjonsplan – uten demontering av utstyret.

9. Normative referanser

  • GOST R ISO 20816-1-2021 — Vibrasjon. Måling og evaluering av maskinvibrasjon. Del 1. Generelle retningslinjer.
  • GOST R ISO 18436-2-2005 — Tilstandsovervåking og diagnostikk av maskiner. Overvåking og diagnostikk av vibrasjoner. Del 2. Krav til opplæring og sertifisering av personell.
  • ISO 1940-1:2003 — Mekanisk vibrasjon. Krav til balansekvalitet for rotorer i konstant (stiv) tilstand. Del 1: Spesifikasjon og verifisering av balansetoleranser.
  • ISO 10816 / ISO 20816 — En serie standarder for evaluering av maskiners vibrasjonstilstand.

10. Konklusjon

Viktig konklusjon

Myk fot er en systemisk installasjonsfeil hvis korrigering er en obligatorisk forkunnskap for vellykket akseljustering og vibrasjonsreduksjon i roterende utstyr. Å ignorere myk fot gjør senere igangkjøringsarbeid meningsløst: justeringen vil være ustabil, vibrasjonen vil forbli forhøyet, og lagrenes og tetningenes levetid vil reduseres.

Moderne bærbare tokanals vibrometre som Balanset-1A gir en komplett diagnostisk syklus – fra mykfotdeteksjon via kryssfaseanalyse til påfølgende rotorbalansering på stedet. Bruk av instrumentelle diagnostiske metoder i stedet for visuell inspeksjon øker påliteligheten til feildeteksjon betraktelig og reduserer igangkjøringstiden.

Anbefalt igangkjøringsprosess

1
Myk fotsjekk og korrigering
2
Rørmontering
3
Akseljustering
4
Rotorbalansering
5
Siste vibrasjonssjekk ✓
Flytskjema for igangkjøring av roterende utstyr
1. Myk fotsjekk målere + indikator + kryssfase SF funnet? >0,05 mm Ja Riktig SF: shims, rengjøring, maskinering Nei 2. Rørmontering vinkel/forskyvning ≤ 0,02 mm 3. Akseljustering laser / måler 4. Balansering (Balanset-1A) 5. Endelig vibrasjonsmåling ✓ Balanset-1A brukes ved: ▸ trinn 1 — kryssfase ▸ trinn 4 — balansering

Arbeidslogikk""Ja"-grenenSluttkontroll Hovedregel: Fortsett med justering kun etter bekreftet myk fotkorreksjon. Det praktiske kriteriet: fotforskyvning ≤ 0,05 mm under løsning av kontrollbolten og fravær av antifasevibrasjon.

Å følge denne sekvensen er grunnlaget for pålitelig og langsiktig drift av roterende utstyr.


Kilder: materiell for vibrasjonsdiagnostikk og opplæringsprogram for akseljustering; GOST R ISO 20816-1-2021; GOST R ISO 18436-2-2005; ISO 1940-1:2003; teknisk dokumentasjon for VibroMera (Balanset-1A).