Forstå akselkast i vibrasjonsanalyse

Definisjon: Hva er Runout?

Utløp er en generell betegnelse for ufullkommenheter i en rotor som produserer et signal én gang per omdreining (1x), selv når rotoren roterer med svært lav hastighet der dynamiske krefter som ubalanse er ubetydelige. Det er en måling av den totale variasjonen eller avviket til en roterende overflate fra en perfekt sirkel, i forhold til akselens sanne senterlinje. En sentral utfordring i vibrasjonsanalyse er at runout kan se ut nøyaktig som ubalanse i vibrasjonsdataene, men det er ikke et masserelatert problem og kan derfor ikke fikses ved balansering.

Typer av utløp: En kritisk forskjell

Det er viktig å skille mellom de to hovedtypene av utløp:

1. Mekanisk utløp

Mekanisk kast er en ekte fysisk eller geometrisk ufullkommenhet av akselen. Det betyr at akseloverflaten ikke er perfekt rund eller ikke er perfekt sentrert på rotasjonsaksen. Vanlige årsaker inkluderer:

• Urundhet: Akseltappen er svakt oval eller har andre formfeil fra maskinering.
• Eksentrisitet: En komponent, som en trinse eller et gir, er maskinert eller montert litt utenfor senter i forhold til akselens senterlinje.
• Bøyd eller buet skaft: En permanent bøyning i akselen vil føre til at overflaten beveger seg inn og ut i forhold til et fast punkt mens den roterer.

Mekanisk kastelengde kan måles direkte ved hjelp av en måleur mens akselen sakte roteres for hånd.

2. Elektrisk avløp

Elektrisk avbrudd er ikke en fysisk feil, men snarere en målefeil som utelukkende skjer uten kontakt virvelstrømsnærhetsproberDisse probene fungerer ved å skape et magnetfelt og registrere endringer i akseloverflaten. Hvis akseloverflaten har lokaliserte variasjoner i sine magnetiske eller elektriske egenskaper, vil proben produsere et fluktuerende signal selv om avstanden mellom aksel og probe er helt konstant.

Årsaker til strømbrudd inkluderer:

• Variasjoner i materialets permeabilitet: Et lokalt magnetisk punkt på akselen kan skape et sterkt 1x-signal. Dette kan skje hvis akselen blir magnetisert ved et uhell, for eksempel av en magnetisk måleur.
• Endringer i overflatefinish: Riper, bulker eller verktøymerker i probens «synsområde».
• Inkonsekvent materialsammensetning: Variasjoner i legeringen eller de metallurgiske egenskapene til skaftmaterialet.

Elektrisk avkastning er usynlig for en måleur, men er en betydelig feilkilde i vibrasjonsovervåking av turbomaskiner.

Hvorfor utløp er et problem for diagnostikk og balansering

Signalet som genereres av begge typene kast skjer med 1x akselens kjørehastighet, som er samme frekvens som ubalanse. Dette skaper et stort problem:

• Det kan forveksles med ubalanse: En analytiker kan se en høy 1x vibrasjonstopp og feilaktig diagnostisere den som ubalanse, noe som fører til unødvendige og ineffektive balanseringsforsøk.
• Det forstyrrer balansen: Runout-signalet legger seg til det sanne ubalansesignalet. For å utføre en nøyaktig balansering må runout-komponenten måles og trekkes vektorielt fra det totale vibrasjonssignalet for å isolere den sanne dynamiske responsen.

Runout-kompensasjon: Slow-Roll-vektoren

For å løse dette problemet bruker analytikere en teknikk som kalles kompensasjon for utløpDette er et kritisk trinn i analysen av enhver maskin som overvåkes med nærhetsprober.

1. Sakte rulling: Maskinen drives med svært lav hastighet (vanligvis 200–500 o/min), hvor sentrifugalkreftene fra ubalanse er ubetydelige.
2. Mål sakterullingsvektoren: 1x-vibrasjonsvektoren (amplitude og fase) målt ved denne lave hastigheten skyldes nesten utelukkende utkast. Dette kalles «slow-roll»- eller «utkast»-vektoren.
3. Trekk fra vektoren: Denne sakterullingsvektoren lagres deretter og trekkes vektorielt fra 1x vibrasjonsvektoren målt ved maskinens høye driftshastighet.

Resultatet er utløpskompensert 1x vektor, som representerer den sanne dynamiske bevegelsen til akselen på grunn av ubalanse og andre rotordynamiske krefter. Denne kompenserte verdien er det som skal brukes for nøyaktig diagnostikk og for å beregne balansekorreksjonsvekter.

← Tilbake til hovedindeksen