Zrozumienie osi wału w monitorowaniu drgań

Definicja: Jakie jest położenie osi wału?

W kontekście monitorowania maszyn z sondy zbliżeniowe, ten położenie osi wału to średnie, czyli ustalone położenie geometrycznego środka wału w jego luzie łożyska płynowego. Podczas gdy pomiary drgań (składowa AC sygnału) opisują szybki ruch dynamiczny wału *wokół* tego średniego położenia, pomiar osi wału (składowa DC sygnału) opisuje *miejsce* położenia tego średniego położenia. Śledzenie zmian tego położenia DC w czasie dostarcza kluczowych informacji na temat obciążenia łożyska, jego osiowania i zużycia w dłuższej perspektywie.

Jak mierzy się położenie osi wału?

Położenie osi wału mierzy się za pomocą napięcia stałego z pary sond zbliżeniowych XY (dwie sondy zamontowane pod kątem 90 stopni). Oto jak to działa:

1. Napięcie przerwy sondy: Sterownik każdej sondy zbliżeniowej generuje ujemne napięcie stałe, które jest wprost proporcjonalne do odstępu między końcówką sondy a powierzchnią wału. Na przykład, typowa kalibracja to -200 mV/mil, co oznacza, że napięcie staje się bardziej ujemne w miarę oddalania się wału od sondy.
2. Zerowanie pozycji: Aby ustalić punkt odniesienia, napięcia szczeliny stałoprądowej są zazwyczaj „zerowane” lub rejestrowane, gdy wał znajduje się w stanie spoczynku u dołu łożyska.
3. Śledzenie średniej pozycji: Gdy maszyna się uruchamia i osiąga prędkość roboczą i temperaturę roboczą, wał unosi się na hydrodynamicznym filmie olejowym. System sond zbliżeniowych stale monitoruje średnie napięcia prądu stałego z sond X i Y.
4. Wyznaczanie pozycji: Poprzez zestawienie napięć stałych X i Y względem siebie, system monitorujący może wyświetlić średnie położenie wału na wykresie 2D, który przedstawia luz łożyskowy.

Wartość diagnostyczna wykresu osi wału

A wykres osi wału, który pokazuje ścieżkę średniego położenia wału przy zmianie prędkości lub obciążenia maszyny, jest skutecznym narzędziem diagnostycznym dla turbosprężarek.

1. Potwierdzenie prawidłowej pracy łożyska

Podczas rozruchu, sprawny wirnik w łożysku filmu olejowego unosi się i porusza poziomo w miarę tworzenia się hydrodynamicznego klina olejowego. Ścieżka, którą pokonuje na wykresie osiowym, powinna być płynna i powtarzalna przy każdym uruchomieniu maszyny. Ten wykres potwierdza, że łożyska generują odpowiednią siłę nośną i że wirnik jest prawidłowo ustawiony.

2. Diagnozowanie zużycia łożysk

Z biegiem czasu, w miarę zużycia łożyska, wał będzie stopniowo osiadał w coraz niższym luzie. Nakładając dzisiejsze położenie osi wału na położenie sprzed roku, analityk może wyraźnie dostrzec ten trend i przewidzieć, kiedy łożysko będzie wymagało wymiany, na długo zanim zacznie powodować silne wibracje.

3. Wykrywanie zmian w wyrównaniu lub obciążeniu

Położenie wału w łożysku jest określone przez siły na niego działające. Jeśli ustawienie współosiowości maszyny ulegnie zmianie (na przykład z powodu rozszerzalności cieplnej lub naprężenia rur), siły działające na łożyska ulegną zmianie, co z kolei spowoduje przesunięcie osi wału. Nagła zmiana położenia osi wału podczas pracy w stanie ustalonym jest wyraźnym wskaźnikiem znacznej zmiany sił działających na wirnik i uzasadnia natychmiastowe zbadanie sprawy.

4. Identyfikacja niestabilności łożysk

W pewnych warunkach wał może nie przyjąć stabilnej pozycji i zacząć się obracać w łożysku. Ten stan, znany jako wir olejowy lub „bicz”, jest widoczny jako duży, niestabilny ruch na wykresie osiowym.

Pozycja linii środkowej a orbita

Ważne jest rozróżnienie pomiędzy dwoma wykresami uzyskanymi z sond zbliżeniowych:

• The Wykres osi wału używa Napięcie stałe Aby pokazać *średnią* pozycję wału. Służy do analizy powolnych zmian w czasie (trendy) lub podczas rozruchu/zatrzymania.
• The Wykres orbity wału używa Napięcie prądu przemiennego aby pokazać *dynamiczny ruch* wału wokół jego średniej osi. Służy do diagnozowania konkretnych usterek, takich jak niewyważenie i niewspółosiowość.

Razem te dwa wykresy przedstawiają pełny i szczegółowy obraz stanu i zachowania wirnika w jego łożyskach.

← Powrót do indeksu głównego