Înțelegerea bătăii arborelui în analiza vibrațiilor

Definiție: Ce este Runout?

A alerga afară este un termen general pentru imperfecțiunile unui rotor care produc un semnal de o dată pe rotație (1x), chiar și atunci când rotorul se rotește la o viteză foarte mică, unde forțele dinamice precum dezechilibrul sunt neglijabile. Este o măsurătoare a variației sau deviației totale a unei suprafețe rotative de la un cerc perfect, în raport cu linia centrală reală a arborelui. O provocare cheie în analiza vibrațiilor este că bătaia excesivă poate arăta exact ca un dezechilibru în datele de vibrații, dar nu este o problemă legată de masă și, prin urmare, nu poate fi remediată prin echilibrare.

Tipuri de runout: o distincție critică

Este esențial să se facă distincția între cele două tipuri principale de rătăcire:

1. Bătaie mecanică

Bătaia mecanică este o adevărată imperfecțiune fizică sau geometrică a arborelui. Înseamnă că suprafața arborelui nu este perfect rotundă sau nu este perfect centrată pe axa sa de rotație. Cauzele frecvente includ:

• Ovalizare: Fusul arborelui este ușor oval sau prezintă alte imperfecțiuni de formă cauzate de prelucrare.
• Excentricitate: O componentă, cum ar fi un scripete sau o roată dințată, este prelucrată sau montată ușor descentrată față de linia centrală a arborelui.
• Arbore îndoit sau curbat: O îndoire permanentă a arborelui va face ca suprafața acestuia să se miște spre interior și spre exterior față de un punct fix pe măsură ce se rotește.

Bătaia mecanică poate fi măsurată direct folosind un comparator cu cadran în timp ce arborele se rotește încet manual.

2. Deviație electrică

Defectarea electrică nu este un defect fizic, ci mai degrabă o eroare de măsurare care se întâmplă exclusiv fără contact sonde de proximitate cu curenți turbionariAceste sonde funcționează prin crearea unui câmp magnetic și detectarea modificărilor suprafeței arborelui. Dacă suprafața arborelui prezintă variații localizate ale proprietăților sale magnetice sau electrice, sonda va produce un semnal fluctuant chiar dacă distanța dintre arbore și sondă este perfect constantă.

Cauzele defectului electric includ:

• Variații ale permeabilității materialelor: Un punct localizat de magnetism pe ax poate crea un semnal puternic 1x. Acest lucru se poate întâmpla dacă axul este magnetizat accidental, de exemplu de un comparator cu cadran cu bază magnetică.
• Modificări ale finisajului suprafeței: Zgârieturi, adâncituri sau urme de unelte în „zona de vizualizare” a sondei.
• Compoziție inconsistentă a materialului: Variații ale aliajului sau proprietăților metalurgice ale materialului arborelui.

Bătaia electrică este invizibilă pentru un comparator cu cadran, dar reprezintă o sursă semnificativă de eroare în monitorizarea vibrațiilor turbomașinilor.

De ce bătaia excesivă este o problemă pentru diagnosticare și echilibrare

Semnalul generat de ambele tipuri de bătaie are loc la o viteză de rulare de 1 ori mai mare decât viteza arborelui, adică la aceeași frecvență ca și dezechilibrul. Aceasta creează o problemă majoră:

• Poate fi confundat cu un dezechilibru: Un analist ar putea observa un vârf de vibrație 1x ridicat și l-ar putea diagnostica incorect ca dezechilibru, ceea ce ar putea duce la încercări de echilibrare inutile și ineficiente.
• Interferează cu echilibrul: Semnalul de bătaie liberă se adună la semnalul real de dezechilibru. Pentru a efectua o echilibrare precisă, componenta de bătaie liberă trebuie măsurată și scăzută vectorial din semnalul total de vibrații pentru a izola răspunsul dinamic real.

Compensarea bătăii de vânt: Vectorul de rulare lentă

Pentru a rezolva această problemă, analiștii folosesc o tehnică numită compensare a etanșării excesiveAcesta este un pas critic în analiza oricărei mașini monitorizate cu sonde de proximitate.

1. Rolă lentă: Mașina funcționează la o viteză foarte mică (de obicei 200-500 RPM), unde forțele centrifuge cauzate de dezechilibru sunt nesemnificative.
2. Măsurați vectorul de rulare lentă: Vectorul de vibrație 1x (amplitudine și fază) măsurat la această viteză mică se datorează aproape în întregime bătăii fine. Aceasta se numește vectorul de „rulare lentă” sau „bătăii fine”.
3. Scădeți vectorul: Acest vector de rulare lentă este apoi stocat și scăzut vectorial din vectorul de vibrații 1x măsurat la viteza mare de funcționare a mașinii.

Rezultatul este vector 1x cu compensare a bătăii de mâner, care reprezintă mișcarea dinamică reală a arborelui datorată dezechilibrului și altor forțe rotodinamice. Această valoare compensată este cea care ar trebui utilizată pentru diagnosticare precisă și pentru calcularea ponderilor de corecție a echilibrării.

← Înapoi la indexul principal