Inzicht in asafwijking bij trillingsanalyse

Definitie: Wat is Runout?

Uitloop Is een algemene term voor onvolkomenheden in een rotor die een signaal per omwenteling (1x) produceren, zelfs wanneer de rotor op een zeer lage snelheid draait en dynamische krachten zoals onbalans verwaarloosbaar zijn. Het is een meting van de totale variatie of afwijking van een roterend oppervlak ten opzichte van een perfecte cirkel, ten opzichte van de werkelijke hartlijn van de as. Een belangrijke uitdaging bij trillingsanalyse is dat slingering er in de trillingsdata precies hetzelfde uit kan zien als onbalans, maar het is geen massagerelateerd probleem en kan daarom niet worden opgelost door balanceren.

Soorten uitloop: een cruciaal onderscheid

Het is van cruciaal belang om onderscheid te maken tussen de twee hoofdtypen uitloop:

1. Mechanische slingering

Mechanische slingering is een echte fysieke of geometrische onvolkomenheid van de as. Dit betekent dat het asoppervlak niet perfect rond is of niet perfect gecentreerd is ten opzichte van de rotatieas. Veelvoorkomende oorzaken zijn:

• Onrondheid: De astap is licht ovaal of heeft andere vormafwijkingen als gevolg van de bewerking.
• Excentriciteit: Een onderdeel, zoals een katrol of tandwiel, wordt iets excentrisch ten opzichte van de middellijn van de as gemonteerd.
• Gebogen of gebogen schacht: Een permanente bocht in de schacht zorgt ervoor dat het oppervlak ten opzichte van een vast punt naar binnen en buiten beweegt terwijl de schacht roteert.

Mechanische slingering kan direct worden gemeten met een meetklok terwijl de as langzaam met de hand wordt rondgedraaid.

2. Elektrische uitval

Elektrische uitval is geen fysiek defect, maar eerder een meetfout die uitsluitend voorkomt bij contactloos wervelstroom-nabijheidssondesDeze probes werken door een magnetisch veld te creëren en veranderingen in het oppervlak van de schacht te detecteren. Als het oppervlak van de schacht lokale variaties in de magnetische of elektrische eigenschappen vertoont, zal de probe een fluctuerend signaal produceren, zelfs als de afstand tussen de schacht en de probe perfect constant is.

Oorzaken van elektrische uitval zijn onder meer:

• Variaties in materiaalpermeabiliteit: Een lokale magnetische plek op de as kan een sterk 1x-signaal creëren. Dit kan gebeuren als de as per ongeluk wordt gemagnetiseerd, bijvoorbeeld door een meetklok met magnetische basis.
• Veranderingen in oppervlakteafwerking: Krassen, deuken of gereedschapssporen in het ‘kijkgebied’ van de sonde.
• Inconsistente materiaalsamenstelling: Variaties in de legering of metallurgische eigenschappen van het schachtmateriaal.

Elektrische slingering is met een meetklok niet zichtbaar, maar vormt een belangrijke bron van fouten bij het bewaken van trillingen in turbomachines.

Waarom uitloop een probleem is voor diagnostiek en balancering

Het signaal dat door beide soorten slingering wordt gegenereerd, treedt op bij 1x de draaisnelheid van de as, wat dezelfde frequentie is als onbalans. Dit levert een groot probleem op:

• Het kan verward worden met onevenwicht: Een analist kan een hoge 1x trillingspiek zien en dit ten onrechte diagnosticeren als onbalans, wat kan leiden tot onnodige en ineffectieve pogingen om te balanceren.
• Het verstoort het evenwicht: Het slingersignaal wordt toegevoegd aan het werkelijke onbalanssignaal. Om een nauwkeurige balans uit te voeren, moet de slingercomponent worden gemeten en vectorieel worden afgetrokken van het totale trillingssignaal om de werkelijke dynamische respons te isoleren.

Uitloopcompensatie: de slow-roll-vector

Om dit probleem op te lossen, gebruiken analisten een techniek genaamd compensatie van de uitloopDit is een cruciale stap in de analyse van elke machine die met nabijheidssondes wordt bewaakt.

1. Langzaam rollen: De machine wordt op een zeer lage snelheid bediend (meestal 200-500 toeren per minuut), waarbij de centrifugale krachten door onbalans verwaarloosbaar zijn.
2. Meet de slow-roll-vector: De 1x-trillingsvector (amplitude en fase) die bij deze lage snelheid wordt gemeten, is bijna volledig te wijten aan slingering. Dit wordt de "slow-roll"- of "runout"-vector genoemd.
3. Trek de vector af: Deze langzame rolvector wordt vervolgens opgeslagen en vectorieel afgetrokken van de 1x trillingsvector die wordt gemeten bij de hoge bedrijfssnelheid van de machine.

Het resultaat is de runout-gecompenseerde 1x vector, die de werkelijke dynamische beweging van de as weergeeft als gevolg van onbalans en andere rotordynamische krachten. Deze gecompenseerde waarde moet worden gebruikt voor nauwkeurige diagnose en voor het berekenen van balanscorrectiegewichten.

← Terug naar hoofdindex