Pochopenie osi hriadeľa pri monitorovaní vibrácií

Definícia: Aká je poloha stredovej osi hriadeľa?

V kontexte monitorovania strojov s bezdotykové sondy, ten poloha stredovej osi hriadeľa je priemerná alebo ustálená poloha geometrického stredu hriadeľa v jeho vôli ložiska s fluidným filmom. Zatiaľ čo merania vibrácií (striedavá zložka signálu) opisujú rýchly dynamický pohyb hriadeľa *okolo* tejto priemernej polohy, meranie stredovej čiary hriadeľa (jednosmerná zložka signálu) opisuje, *kde* sa táto priemerná poloha nachádza. Sledovanie zmien tejto jednosmernej polohy v priebehu času poskytuje kritické poznatky o zaťažení ložiska, zarovnaní a dlhodobom opotrebovaní.

Ako sa meria poloha stredovej čiary hriadeľa?

Poloha stredovej osi hriadeľa sa meria pomocou jednosmerného napätia z dvojice bezdotykových sond XY (dve sondy namontované v uhle 90 stupňov). Funguje to takto:

1. Napätie medzery sondy: Každý budič bezdotykovej sondy vydáva záporné jednosmerné napätie, ktoré je priamo úmerné vzdialenosti medzi hrotom sondy a povrchom hriadeľa. Napríklad bežná kalibrácia je -200 mV/mil, čo znamená, že napätie sa stáva zápornejším, keď sa hriadeľ pohybuje smerom od sondy.
2. Vynulovanie polohy: Na stanovenie referencie sa napätia jednosmernej medzery zvyčajne „vynulujú“ alebo zaznamenajú, keď je hriadeľ v pokoji v spodnej časti ložiska.
3. Sledovanie priemernej pozície: Keď sa stroj rozbehne a dosiahne prevádzkovú rýchlosť a teplotu, hriadeľ sa zdvihne na svojom hydrodynamickom olejovom filme. Systém bezdotykovej sondy nepretržite monitoruje priemerné jednosmerné medzerové napätie zo sond X a Y.
4. Vykreslenie pozície: Vynesením jednosmerných napätí X a Y oproti sebe dokáže monitorovací systém zobraziť priemernú polohu hriadeľa v 2D grafe, ktorý predstavuje vôľu ložiska.

Diagnostická hodnota grafu stredovej čiary hriadeľa

A graf osi hriadeľa, ktorý zobrazuje priebeh priemernej polohy hriadeľa pri zmene rýchlosti alebo zaťaženia stroja, je výkonným diagnostickým nástrojom pre turbínové stroje.

1. Potvrdenie normálnej prevádzky ložiska

Pri spustení sa zdravý rotor v ložisku s fluidným filmom zdvihne a bude sa pohybovať horizontálne, ako sa vyvíja hydrodynamický olejový klin. Dráha, ktorú absolvuje na grafe stredovej čiary, by mala byť hladká a opakovateľná pri každom spustení stroja. Tento graf potvrdzuje, že ložiská generujú správny zdvih a že rotor je správne umiestnený.

2. Diagnostika opotrebovania ložísk

Postupom času, ako sa ložisko opotrebováva, sa vôľa hriadeľa postupne znižuje a znižuje. Prekrytím dnešnej polohy stredovej čiary hriadeľa s polohou spred roka môže analytik jasne vidieť tento trend a predpovedať, kedy bude potrebné ložisko vymeniť, a to dlho predtým, ako začne spôsobovať vysoké vibrácie.

3. Detekcia zmien v zarovnaní alebo zaťažení

Poloha hriadeľa v ložisku je určená silami, ktoré naň pôsobia. Ak sa zmení zarovnanie stroja (napríklad v dôsledku tepelného rastu alebo namáhania potrubia), sily pôsobiace na ložiská sa zmenia, čo následne spôsobí posun polohy stredovej čiary hriadeľa. Náhla zmena polohy stredovej čiary počas ustálenej prevádzky je silným indikátorom významnej zmeny síl pôsobiacich na rotor a vyžaduje si okamžité vyšetrenie.

4. Identifikácia nestability ložísk

Za určitých podmienok sa hriadeľ nemusí usadiť do stabilnej polohy a môže začať precesovať alebo „víriť“ v ložisku. Tento stav, známy ako olejový vír alebo vír, sa prejavuje ako veľký, nestabilný pohyb na grafe stredovej čiary.

Poloha stredovej čiary vs. obežná dráha

Je dôležité rozlišovať medzi dvoma grafmi odvodenými z bezdotykových sond:

• Stránka Graf osi hriadeľa používa Jednosmerné napätie na zobrazenie *priemernej* polohy hriadeľa. Používa sa na analýzu pomalých zmien v čase (trendy) alebo počas spúšťania/vypínania.
• Stránka Graf obežnej dráhy hriadeľa používa Striedavé napätie na zobrazenie *dynamického pohybu* hriadeľa okolo jeho priemernej polohy v stredovej osi. Používa sa na diagnostiku špecifických porúch, ako je nevyváženosť a nesprávne zarovnanie.

Tieto dva grafy spolu poskytujú kompletný a podrobný obraz o stave a správaní rotora v jeho ložiskách.

← Späť na hlavný index