Pochopenie hádzania hriadeľa pri analýze vibrácií

Definícia: Čo je to hádzanie?

Hádzanie je všeobecný termín pre nedokonalosti v rotore, ktoré produkujú signál raz za otáčku (1x), a to aj vtedy, keď sa rotor otáča veľmi nízkou rýchlosťou, kde sú dynamické sily, ako je nevyváženosť, zanedbateľné. Ide o meranie celkovej odchýlky rotujúceho povrchu od dokonalej kružnice vzhľadom na skutočnú stredovú čiaru hriadeľa. Kľúčovou výzvou pri analýze vibrácií je, že hádzanie môže v údajoch o vibráciách vyzerať presne ako nevyváženosť, ale nie je to problém súvisiaci s hmotnosťou, a preto ho nemožno opraviť vyvážením.

Typy hádzania: Kritický rozdiel

Je dôležité rozlišovať medzi dvoma hlavnými typmi hádzania:

1. Mechanické hádzanie

Mechanické hádzanie je skutočné fyzická alebo geometrická nedokonalosť hriadeľa. Znamená to, že povrch hriadeľa nie je dokonale okrúhly alebo nie je dokonale vycentrovaný na svojej osi otáčania. Medzi bežné príčiny patria:

• Nekruhovitosť: Čap hriadeľa je mierne oválny alebo má iné tvarové nedokonalosti spôsobené obrábaním.
• Výstrednosť: Súčiastka, ako napríklad kladka alebo ozubené koleso, je opracovaná alebo namontovaná mierne mimo stredu vzhľadom na stredovú čiaru hriadeľa.
• Ohnutý alebo prehnutý hriadeľ: Trvalé ohnutie hriadeľa spôsobí, že sa jeho povrch pri otáčaní bude pohybovať dovnútra a von vzhľadom na pevný bod.

Mechanické hádzanie je možné merať priamo pomocou číselníkového úchylkomera pri pomalom otáčaní hriadeľa rukou.

2. Elektrický výpadok

Elektrický výpadok nie je fyzická chyba, ale skôr chyba merania ku ktorému dochádza výlučne bezkontaktne sondy na meranie blízkosti vírivých prúdovTieto sondy fungujú tak, že vytvárajú magnetické pole a snímajú zmeny na povrchu hriadeľa. Ak má povrch hriadeľa lokalizované zmeny magnetických alebo elektrických vlastností, sonda bude produkovať kolísavý signál, aj keď je medzera medzi hriadeľom a sondou úplne konštantná.

Medzi príčiny elektrického výpadku patria:

• Zmeny v priepustnosti materiálu: Lokalizovaný magnetický bod na hriadeli môže vytvoriť silný 1x signál. Môže sa to stať, ak je hriadeľ náhodne zmagnetizovaný, napríklad magnetickým úchylkomerom.
• Zmeny v povrchovej úprave: Škrabance, preliačiny alebo stopy po nástroji v „pozorovacej oblasti“ sondy.
• Nekonzistentné zloženie materiálu: Zmeny v zliatine alebo metalurgických vlastnostiach materiálu hriadeľa.

Elektrické hádzanie je pre číselníkový úchylkomer neviditeľné, ale je významným zdrojom chýb pri monitorovaní vibrácií turbínových strojov.

Prečo je hádzanie problémom pri diagnostike a vyvažovaní

Signál generovaný oboma typmi hádzania sa vyskytuje pri 1-násobku otáčok hriadeľa, čo je rovnaká frekvencia ako nevyváženosť. To vytvára závažný problém:

• Môže sa to zamieňať s nevyváženosťou: Analytik môže vidieť vysoký vibračný vrchol 1x a nesprávne ho diagnostikovať ako nevyváženosť, čo vedie k zbytočným a neefektívnym pokusom o vyváženie.
• Narúša to vyváženie: Signál hádzania sa pripočítava k skutočnému signálu nevyváženosti. Na vykonanie presného vyváženia je potrebné zmerať zložku hádzania a vektorovo ju odpočítať od celkového vibračného signálu, aby sa izolovala skutočná dynamická odozva.

Kompenzácia hádzania: Vektor pomalého odvaľovania

Na vyriešenie tohto problému analytici používajú techniku nazývanú kompenzácia hádzaniaToto je kritický krok pri analýze akéhokoľvek stroja monitorovaného pomocou bezdotykových sond.

1. Pomalý valcovanie: Stroj pracuje pri veľmi nízkych otáčkach (zvyčajne 200 – 500 ot./min.), kde sú odstredivé sily z nevyváženosti zanedbateľné.
2. Zmerajte vektor pomalého otáčania: Jednonásobný vektor vibrácií (amplitúda a fáza) meraný pri tejto nízkej rýchlosti je takmer výlučne spôsobený hádzaním. Toto sa nazýva vektor „pomalého odvaľovania“ alebo „hádzania“.
3. Odčítajte vektor: Tento vektor pomalého otáčania sa potom uloží a vektorovo odčíta od vektora vibrácií 1x meraného pri vysokej prevádzkovej rýchlosti stroja.

Výsledkom je vektor 1x s kompenzáciou hádzania, čo predstavuje skutočný dynamický pohyb hriadeľa v dôsledku nevyváženosti a iných dynamických síl rotora. Táto kompenzovaná hodnota by sa mala použiť na presnú diagnostiku a na výpočet korekčných závaží vyváženia.

← Späť na hlavný index