Hva er aksial vibrasjon i roterende maskineri? • Bærbar balanseringsenhet, vibrasjonsanalysator "Balanset" for dynamisk balansering av knusere, vifter, mulchere, skruer på skurtreskere, aksler, sentrifuger, turbiner og mange andre rotorer Hva er aksial vibrasjon i roterende maskineri? • Bærbar balanseringsenhet, vibrasjonsanalysator "Balanset" for dynamisk balansering av knusere, vifter, mulchere, skruer på skurtreskere, aksler, sentrifuger, turbiner og mange andre rotorer

Hva er aksial vibrasjon i roterende maskineri?

Publisert av admin på

Forstå aksial vibrasjon i roterende maskineri

Definisjon: Hva er aksial vibrasjon?

Aksial vibrasjon (også kalt longitudinell vibrasjon eller skyvevibrasjon) er den frem-og-tilbakegående bevegelsen til en Rotor i en retning parallell med rotasjonsaksen. I motsetning til lateral vibrasjon som er sideveis bevegelse vinkelrett på akselen, representerer aksial vibrasjon akselen som beveger seg inn og ut langs lengden, lik bevegelsen til et stempel.

Selv om aksialvibrasjon vanligvis har lavere amplitude enn lateral vibrasjon, er den svært diagnostisk for visse typer maskinfeil, spesielt feiljustering, problemer med aksiallager og prosessrelaterte problemer i pumper og kompressorer.

Kjennetegn og måling

Retning og bevegelse

Aksial vibrasjon oppstår langs akselens senterlinjeakse:

  • Bevegelsen er parallell med akselens rotasjonsakse
  • Rotoren beveger seg frem og tilbake som en frem- og tilbakegående bevegelse
  • Måles vanligvis ved lagerhus eller akselender
  • Amplitude vanligvis mindre enn radial vibrasjon, men svært signifikant diagnostisk

Måleoppsett

Aksial vibrasjon krever spesifikk sensormontering:

  • Sensororientering: Akselerometer eller hastighetstransduser montert parallelt med akselaksen
  • Typiske steder: På lagerhusets endehetter, motorens endeklokker eller aksiallagerhus
  • Nærhetsprober: Kan måle aksial posisjon direkte når den er montert mot akselenden
  • Betydning: Ofte oversett, men kritisk for fullstendig maskindiagnose

Primære årsaker til aksial vibrasjon

1. Feiljustering (vanligste årsak)

Feiljustering av akselen, spesielt vinkelfeiljustering, er den viktigste årsaken til aksial vibrasjon:

  • Symptom: Høy 1X eller 2X aksial vibrasjon ved kjørehastighet
  • Mekanisme: Vinkelforskyvning mellom koblede aksler skaper oscillerende aksialkrefter som overføres gjennom koblingen
  • Diagnostisk indikator: Aksial vibrasjonsamplitude > 50% av radial vibrasjon tyder sterkt på feiljustering
  • Faseforhold: Aksial vibrasjon i driv- og ikke-drivende ender, vanligvis 180° ute av fase

2. Defekter i aksiallager

Problemer med aksiallager som styrer aksial akselposisjon forårsaker karakteristisk aksial vibrasjon:

  • Slitasje eller skade på aksiallager
  • Utilstrekkelig forspenning på aksiallageret
  • Svikt i aksiallageret gir overdreven aksial slakk
  • Smøreproblemer spesifikke for aksiallagre

3. Hydrauliske eller aerodynamiske krefter

Prosesskrefter i pumper, kompressorer og turbiner skaper aksiale krefter:

  • Pumpekavitasjon: Dampboblekollaps skaper aksiale sjokkkrefter
  • Ubalanse i impeller: Asymmetrisk strømning skaper oscillerende aksial skyvekraft
  • Aksial strømningsturbulens: I aksialkompressorer og turbiner
  • Bølgende: Kompressorstøt skaper voldsom aksial vibrasjon
  • Resirkulering: Drift utenfor design som forårsaker strømningsinstabilitet

4. Mekanisk løshet

For store avstander tillater aksial bevegelse:

  • Slitte aksiallagerflater
  • Løse koblingskomponenter
  • Utilstrekkelig aksial sikring i lagerdesign
  • Slitte avstandsstykker eller shims

5. Koblingsproblemer

Slitasje eller feilmontering av koblingen genererer aksial vibrasjon:

  • Slitte girkoblingstenner som tillater aksial flyt
  • Feilmonterte fleksible koblinger
  • Lengdefeil på koblingsavstandsstykke
  • Universalleddvinkler som skaper aksiale kraftkomponenter

6. Problemer med termisk vekst

Differensiell termisk ekspansjon kan indusere aksiale krefter:

  • Termisk ekspansjon i rør som skyver/trekker på utstyr
  • Ujevn termisk vekst mellom koblede maskiner
  • Fundamentsetninger som påvirker aksialjusteringen

Diagnostisk betydning

Diagnose av feiljustering

Aksial vibrasjon er nøkkelindikatoren for å diagnostisere feiljustering:

  • Tommelfingerregel: Hvis aksial vibrasjon > 50% av radial vibrasjon, mistenker du feiljustering
  • Frekvensinnhold: Hovedsakelig 2X for parallell forskyvningsforskyvning; 1X og 2X for vinkelforskyvning
  • Faseanalyse: 180° faseforskjell mellom aksiale målinger i motsatte ender bekrefter feiljustering
  • Bekreftelse: Høy aksial vibrasjon som reduseres betydelig etter at presisjonsjustering bekrefter diagnosen

Pumpe- og kompressordiagnostikk

For roterende utstyr som håndterer væsker:

  • Kavitasjon: Høyfrekvent, tilfeldig aksial vibrasjon med bredbåndskarakteristikker
  • Hydraulisk ubalanse: 1X aksial vibrasjon fra asymmetrisk impellerbelastning
  • Overspenning: Stor amplitude, lavfrekvent aksial oscillasjon
  • Bladpasseringsfrekvens: Aksialkomponent ved bladpasseringsfrekvens indikerer strømningsproblemer

Vurdering av lagertilstand

  • Plutselig økning i aksial vibrasjon kan tyde på forringelse av axiallageret
  • Aksialvibrasjon med frekvenser for defekte axiallager bekrefter lagerproblemet
  • For stor aksial flyt målt med nærhetsprober indikerer lagerslitasje

Akseptable nivåer og standarder

Generelle retningslinjer

Mens standarder som ISO 20816 primært omhandler radial vibrasjon, uttrykkes aksiale vibrasjonsgrenser vanligvis som:

  • Relativt til radial: Aksial skal være < 50% radial vibrasjon under normale forhold
  • Absolutte grenser: Typisk 25–50% av de radiale vibrasjonsgrensene for maskinklassen
  • Grunnleggende sammenligning: Økninger på 50-100% fra grunnlinjen for etterforskning av ransakelsesordre

Utstyrsspesifikke standarder

  • API 610 (sentrifugalpumper): Spesifiserer både radiale og aksiale vibrasjonsgrenser
  • API 617 (sentrifugalkompressorer): Inkluderer akseptkriterier for aksial vibrasjon
  • Turbomaskineri: Overvåkes ofte kontinuerlig med aksiale posisjons- og vibrasjonssensorer

Korrigerings- og avbøtende metoder

For feiljustering

  1. Presisjonsakseljustering: Bruk laserjusteringsverktøy for å korrigere vinkel- og parallellforskyvning
  2. Myk fotkorreksjon: Sørg for at alle monteringsføtter sitter flatt før justering
  3. Hensyn til termisk vekst: Ta hensyn til driftstemperaturutvidelse i justeringen
  4. Røravlastning: Eliminer rørkrefter som trekker utstyr ut av justering

For problemer med aksiallager

  • Skift ut slitte aksiallagerkomponenter
  • Kontroller riktig forspenning og klaring av aksiallageret
  • Sørg for tilstrekkelig smøring av aksiallagerflatene
  • Kontroller at aksiallageret er riktig montert og at det er plassert riktig mellomlegg.

For prosessrelaterte aksialkrefter

  • Eliminer kavitasjon: Øk innløpstrykket, reduser væsketemperaturen, sjekk for blokkeringer i innløpet
  • Optimaliser driftspunktet: Betjene pumper og kompressorer innenfor designområdet
  • Balanse av hydrauliske krefter: Bruk balansehull eller bakre skovler på impeller
  • Kontroll mot overspenning: Implementer effektiv overspenningsvern for kompressorer

For mekaniske problemer

  • Skift ut slitte koblinger og koblingskomponenter
  • Stram løse mekaniske forbindelser
  • Bekreft riktige dimensjoner på avstandsstykke og shim
  • Sørg for riktig montering av koblingen i henhold til produsentens spesifikasjoner

Beste praksis for måling

Sensorinstallasjon

  • Fast montering: Bruk bolter eller lim i stedet for magneter for aksiale målinger når det er mulig.
  • Bekreft retning: Sørg for at sensoren er helt parallell med akselaksen (ikke i en vinkel)
  • Begge ender: Mål aksial vibrasjon i både driv- og ikke-drivende ender for fasesammenligning
  • Nærhetsprober: For kritisk utstyr, installer permanente aksiale posisjonssensorer

Datainnsamling

  • Samle alltid inn aksiale data sammen med horisontale og vertikale radiale målinger
  • Registrer faseforhold mellom aksiale målinger på forskjellige steder
  • Sammenlign aksiale og radiale amplitudeforhold
  • Trend aksial vibrasjon over tid for å oppdage utviklende problemer

Sammenligning av aksial vs. radial vibrasjon

Viktige forskjeller

Aspekt Radial (lateral) vibrasjon Aksial vibrasjon
Retning Vinkelrett på akselaksen Parallelt med akselaksen
Typisk amplitude Høyere Lavere (vanligvis < 50% av radial)
Primære årsaker Ubalanse, bøyd aksel, lagerfeil Feiljustering, problemer med aksiallager, prosesskrefter
Diagnostisk verdi Generell maskintilstand Spesielt for feiljustering og skyvekraftproblemer
Overvåkingsprioritet Primærfokus Sekundær, men kritisk for diagnose

Bransjeapplikasjoner

Aksial vibrasjonsovervåking er spesielt viktig for:

  • Sentrifugalpumper: Hydrauliske krefter og kavitasjonsdeteksjon
  • Kompressorer: Overvåking av aksiallager og overspenningsdeteksjon
  • Turbiner: Aksialkraft på turbinblad og tilstanden til aksiallageret
  • Tilkoblet utstyr: Justeringsverifisering og koblingstilstand
  • Prosessutstyr: Overvåking av strømningstilstand

Selv om aksialvibrasjon ofte overskygges av den mer fremtredende radiale vibrasjonen, anerkjenner erfarne vibrasjonsanalytikere dens kritiske diagnostiske verdi. Mange maskinproblemer som man kan overse ved å undersøke radialvibrasjon alene, avsløres tydelig av aksiale vibrasjonsmønstre, noe som gjør det til en viktig del av omfattende programmer for tilstandsovervåking av maskiner.

← Tilbake til hovedindeksen

Kategorier:
WhatsApp