Zrozumienie wykresu orbity wału w analizie drgań

Definicja: Czym jest orbita wału?

A orbita wału to wykres przedstawiający ścieżkę geometrycznego środka obracającego się wału podczas jednego lub kilku obrotów. Jest to dwuwymiarowy widok ruchu wału w obrębie luzu łożyskowego, tak jakbyś patrzył na jego koniec. To potężne narzędzie diagnostyczne zostało stworzone przy użyciu pary czujników bezkontaktowych. sondy zbliżeniowe zamontowane co 90 stopni (zwykle w konfiguracji XY) i wykreślające swoje jednoczesne sygnały przemieszczenia względem siebie.

Dlaczego wykres orbity jest tak przydatny?

Podczas gdy standardowy przebieg czasowy lub widmo FFT przedstawia drgania w jednym kierunku, wykres orbity łączy dwa kierunki, aby zapewnić pełny obraz dynamicznego ruchu wału. Pozwala to analitykom drgań na wizualizację rzeczywistego kształtu i kierunku ruchu wału, co dostarcza cennych wskazówek do diagnozowania szerokiego zakresu usterek maszyn. Orbita jest podstawą analizy wirnikodynamicznej, szczególnie w przypadku szybkoobrotowych maszyn o krytycznym znaczeniu, wyposażonych w łożyska z warstwą cieczy, takich jak turbiny, sprężarki i duże generatory.

Jak interpretować kształty orbit

Kształt, rozmiar i orientacja orbity są bezpośrednimi wskaźnikami sił działających na wirnik. Doświadczony analityk może zdiagnozować stan maszyny, po prostu patrząc na kształt orbity.

Orbita kołowa lub eliptyczna

Prosta orbita kołowa lub eliptyczna, której środek znajduje się w łożysku, jest zazwyczaj wskaźnikiem dobrze zachowującego się wirnika, w którym dominuje jedna częstotliwość, najczęściej brak równowagiOrbita będzie kołowa, jeśli sztywność podpory łożyska będzie taka sama w obu kierunkach (izotropowa) i eliptyczna, jeśli sztywność będzie różna w kierunku poziomym i pionowym (anizotropowa), co jest bardzo powszechne.

Zniekształcona orbita, orbita w kształcie ósemki lub banana

Jeżeli orbita jest zniekształcona względem prostej elipsy, oznacza to, że na ruch wału wpływa wiele częstotliwości.

• A orbita „bananowa” lub półksiężycowata jest często kojarzony z niewspółosiowość, gdzie obecne są częstotliwości 1x i 2x.
• A kształt ósemki jest klasycznym znakiem silnego składnika częstotliwości 2x, co jest podręcznikowym wskaźnikiem niewspółosiowość wałuÓsemka z wewnętrzną pętlą często wskazuje na poważniejszy stan lub obecność otarcia.

Orbity z załamaniami lub ostrymi narożnikami

Nagłe zmiany kierunku, płaskie miejsca lub „załamania” na orbicie są silnym dowodem na tarcie wirnika o stojanOznacza to, że ruch wału jest ograniczany, ponieważ chwilowo styka się on ze nieruchomym elementem, takim jak łożysko, uszczelka lub obudowa maszyny.

Bardzo nieregularne orbity

Nieregularna, niestabilna lub sprawiająca wrażenie „szumnej” orbita może być oznaką poważnego luzu mechanicznego, niestabilności wywołanej przez ciecz (np. wirowanie lub bicie oleju) lub turbulentnych warunków przepływu w pompie lub sprężarce.

Kierunek precesji: do przodu i do tyłu

Kluczowym czynnikiem diagnostycznym jest również kierunek, w którym śledzona jest orbita względem kierunku obrotu wału.

• Precesja do przodu: Orbita przebiega w tym samym kierunku, co obrót wału. Jest to normalne zachowanie sił takich jak niewyważenie.
• Precesja odwrotna: Orbita przebiega w kierunku przeciwnym do obrotu wału. Jest to stan nieprawidłowy i może wskazywać na pęknięcie wału, silne otarcie lub niektóre rodzaje niestabilności wywołanej płynem.

Co pokazuje wykres orbity

Podsumowując, pojedynczy wykres orbity dostarcza mnóstwa informacji:

• Całkowita amplituda drgań wału.

– Kształt ruchu wału, który pomaga zidentyfikować rodzaj usterki.

• Kierunek precesji.
• Średnie położenie wału w luzie łożyskowym.

Analizując orbitę w powiązaniu ze spektrum FFT i przebiegiem czasowym, analitycy mogą uzyskać bardzo pewną i szczegółową diagnozę dynamicznego zachowania maszyny.

← Powrót do indeksu głównego