Zrozumienie bicia wału w analizie drgań

Definicja: Czym jest wybieg?

Wybieg to ogólne określenie niedoskonałości wirnika, które generują sygnał raz na obrót (1x), nawet gdy wirnik obraca się z bardzo niską prędkością, gdzie siły dynamiczne, takie jak niewyważenie, są pomijalne. Jest to miara całkowitego odchylenia lub odchylenia powierzchni obrotowej od idealnego okręgu względem rzeczywistej linii środkowej wału. Kluczowym wyzwaniem w analizie drgań jest to, że bicie może wyglądać identycznie jak niewyważenie w danych dotyczących drgań, ale nie jest to problem związany z masą i dlatego nie można go naprawić poprzez wyważenie.

Rodzaje wybiegu: istotne rozróżnienie

Istotne jest rozróżnienie dwóch głównych typów bicia:

1. Bicie mechaniczne

Bicie mechaniczne jest prawdą niedoskonałość fizyczna lub geometryczna wału. Oznacza to, że powierzchnia wału nie jest idealnie okrągła lub nie jest idealnie wyśrodkowana na osi obrotu. Typowe przyczyny to:

• Nieokrągłość: Czop wału jest lekko owalny lub ma inne niedoskonałości kształtu powstałe w wyniku obróbki mechanicznej.
• Ekscentryczność: Element, na przykład koło pasowe lub przekładnia, jest obrabiany maszynowo lub montowany nieznacznie poza osią wału.
• Wygięty lub wygięty wał: Trwałe wygięcie wału spowoduje, że jego powierzchnia będzie się poruszać do wewnątrz i na zewnątrz względem stałego punktu podczas obrotu.

Bicie mechaniczne można zmierzyć bezpośrednio za pomocą czujnika zegarowego, powoli obracając wał ręcznie.

2. Wyciek elektryczny

Wyczerpanie elektryczne nie jest wadą fizyczną, lecz raczej błąd pomiaru który występuje wyłącznie w przypadku braku kontaktu sondy zbliżeniowe prądów wirowychSondy te działają poprzez wytwarzanie pola magnetycznego i wykrywanie zmian na powierzchni wału. Jeśli powierzchnia wału wykazuje lokalne wahania właściwości magnetycznych lub elektrycznych, sonda wygeneruje sygnał fluktuujący, nawet jeśli odstęp między wałem a sondą jest idealnie stały.

Przyczyny przebicia przewodu elektrycznego obejmują:

• Zmiany przepuszczalności materiału: Zlokalizowany punkt magnetyczny na wale może generować silny sygnał 1x. Może się to zdarzyć, gdy wał zostanie przypadkowo namagnesowany, na przykład przez czujnik zegarowy z podstawą magnetyczną.
• Zmiany w wykończeniu powierzchni: Zarysowania, wgniecenia lub ślady narzędzi w „obszarze widzenia” sondy.
• Niezgodny skład materiału: Zmiany we właściwościach stopowych lub metalurgicznych materiału wału.

Bicie elektryczne jest niewidoczne dla czujnika zegarowego, ale jest znaczącym źródłem błędów w monitorowaniu drgań turbosprężarek.

Dlaczego bicie jest problemem dla diagnostyki i wyważania

Sygnał generowany przez oba rodzaje bicia występuje z częstotliwością równą 1x prędkości obrotowej wału, czyli taką samą jak niewyważenie. To stwarza poważny problem:

• Można to pomylić z brakiem równowagi: Analityk może zauważyć wysoki szczyt drgań 1x i błędnie zdiagnozować go jako brak równowagi, co może prowadzić do niepotrzebnych i nieskutecznych prób równoważenia.
• Zaburza równowagę: Sygnał wybicia sumuje się z rzeczywistym sygnałem niewyważenia. Aby wykonać dokładne wyważenie, składowa wybicia musi zostać zmierzona i odjęta wektorowo od całkowitego sygnału drgań, aby wyizolować rzeczywistą odpowiedź dynamiczną.

Kompensacja bicia: wektor powolnego toczenia

Aby rozwiązać ten problem, analitycy stosują technikę zwaną kompensacja biciaJest to kluczowy etap analizy każdej maszyny monitorowanej za pomocą sond zbliżeniowych.

1. Powolne toczenie: Maszyna pracuje przy bardzo niskiej prędkości (zwykle 200–500 obr./min), w której siły odśrodkowe wynikające z niewyważenia są nieznaczne.
2. Zmierz wektor powolnego toczenia: Wektor drgań 1x (amplituda i faza) mierzony przy tak niskiej prędkości jest prawie w całości spowodowany wybiegiem. Nazywa się to wektorem „powolnego toczenia” lub „wybiegiem”.
3. Odejmij wektor: Ten wektor powolnego toczenia jest następnie zapisywany i odejmowany od wektora drgań 1x mierzonego przy wysokiej prędkości roboczej maszyny.

Wynik jest taki wektor 1x z kompensacją bicia, która reprezentuje rzeczywisty ruch dynamiczny wału wynikający z niewyważenia i innych sił wirnikodynamicznych. Ta skompensowana wartość powinna być wykorzystywana do dokładnej diagnostyki i obliczania ciężarków korekcyjnych wyważenia.

← Powrót do indeksu głównego