Шта су аксијалне вибрације у ротирајућим машинама? • Преносни балансер, анализатор вибрација "Balanset" за динамичко балансирање дробилица, вентилатора, малчера, пужева на комбајнима, вратила, центрифуга, турбина и многих других ротора Шта су аксијалне вибрације у ротирајућим машинама? • Преносни балансер, анализатор вибрација "Balanset" за динамичко балансирање дробилица, вентилатора, малчера, пужева на комбајнима, вратила, центрифуга, турбина и многих других ротора

Шта је аксијална вибрација у ротирајућим машинама?

Објавио admin на

Разумевање аксијалних вибрација у ротирајућим машинама

Дефиниција: Шта је аксијална вибрација?

Аксијалне вибрације (такође се назива уздужна вибрација или вибрација потиска) је кретање напред-назад ротор у правцу паралелном са његовом осом ротације. За разлику од бочне вибрације што је кретање са стране на страну нормално на вратило, аксијална вибрација представља кретање вратила унутра и напоље дуж своје дужине, слично кретању клипа.

Иако су обично мање амплитуде од бочних вибрација, аксијалне вибрације су веома дијагностичке за одређене врсте кварова машина, посебно неусклађеност, проблеми са аксијалним лежајевима и проблеми везани за процес код пумпи и компресора.

Карактеристике и мерење

Правац и кретање

Аксијалне вибрације се јављају дуж средишње осе вратила:

  • Кретање је паралелно са осом ротације вратила
  • Ротор се креће напред-назад попут клипног кретања
  • Обично се мери на кућиштима лежајева или крајевима вратила
  • Амплитуда је обично мања од радијалне вибрације, али је веома значајна у дијагностици

Подешавање мерења

Аксијалне вибрације захтевају специфичну монтажу сензора:

  • Оријентација сензора: Акцелерометар или претварач брзине монтиран паралелно са осом вратила
  • Типичне локације: На завршним поклопцима кућишта лежајева, звонима на крају мотора или кућиштима аксијалних лежајева
  • Сонде за мерење близине: Може директно мерити аксијални положај када је монтиран окренут ка површини краја вратила
  • Значај: Често занемарено, али кључно за комплетну дијагнозу машина

Примарни узроци аксијалних вибрација

1. Неусклађеност (најчешћи узрок)

Неусклађеност вратила, посебно угаона неусклађеност, је водећи узрок аксијалних вибрација:

  • Симптом: Висока 1X или 2X аксијална вибрација при брзини рада
  • Механизам: Угаони помак између спојених вратила ствара осцилујуће аксијалне силе које се преносе кроз спојницу
  • Дијагностички индикатор: Амплитуда аксијалних вибрација > 50% радијалних вибрација снажно указује на неусклађеност
  • Фазни однос: Аксијалне вибрације на погонским и непогонским крајевима обично су 180° ван фазе

2. Дефекти аксијалног лежаја

Проблеми са аксијалним лежајевима који контролишу аксијални положај вратила узрокују карактеристичне аксијалне вибрације:

  • Хабање или оштећење аксијалног лежаја
  • Недовољно преднапрезање аксијалног лежаја
  • Квар аксијалног лежаја који омогућава прекомерни аксијални зазор
  • Проблеми са подмазивањем специфични за аксијалне лежајеве

3. Хидрауличне или аеродинамичке силе

Процесне силе у пумпама, компресорима и турбинама стварају аксијалне силе:

  • Кавитација пумпе: Колапс мехурића паре ствара аксијалне ударне силе
  • Неравнотежа импелера: Асиметрични ток ствара осцилирајућу аксијално потисну силу
  • Турбуленција аксијалног тока: У аксијалним компресорима и турбинама
  • Растући: Пренапон компресора ствара јаке аксијалне вибрације
  • Рециркулација: Ванпројектни рад који узрокује нестабилност протока

4. Механичка лабавост

Прекомерни зазори омогућавају аксијално кретање:

  • Истрошене површине аксијалних лежајева
  • Компоненте лабавог спајања
  • Неадекватно аксијално ограничење у дизајну лежаја
  • Истрошени одстојници или подлошке

5. Проблеми са спајањем

Хабање или погрешна инсталација спојнице генерише аксијалне вибрације:

  • Истрошени зуби спојнице зупчаника омогућавају аксијално кретање
  • Неправилно инсталиране флексибилне спојнице
  • Грешке дужине одстојника спојнице
  • Углови универзалног зглоба који стварају аксијалне компоненте силе

6. Проблеми термалног раста

Диференцијално термичко ширење може изазвати аксијалне силе:

  • Термичко ширење цеви при гурање/вучењу опреме
  • Неравномерни термички раст између спојених машина
  • Слегање темеља које утиче на аксијално поравнање

Дијагностички значај

Дијагноза неусклађености

Аксијална вибрација је кључни индикатор за дијагностиковање неусклађености:

  • Правило: Ако је аксијална вибрација > 50% или радијална вибрација, посумњајте на неусклађеност
  • Садржај фреквенције: Претежно 2X за паралелно одступање поравнања; 1X и 2X за угаоно одступање
  • Фазна анализа: Фазна разлика од 180° између аксијалних мерења на супротним крајевима потврђује неусклађеност
  • Потврда: Висока аксијална вибрација која се значајно смањује након прецизног поравнања које потврђује дијагнозу

Дијагностика пумпе и компресора

За ротирајућу опрему која рукује флуидима:

  • Кавитација: Високофреквентне, случајне аксијалне вибрације са широкопојасним карактеристикама
  • Хидраулични дисбаланс: 1X аксијална вибрација од асиметричног оптерећења импелера
  • Налет: Аксијално осциловање велике амплитуде и ниске фреквенције
  • Фреквенција пролаза сечива: Аксијална компонента на фреквенцији проласка лопатице указује на проблеме са протоком

Процена стања лежајева

  • Нагло повећање аксијалних вибрација може указивати на погоршање аксијалног лежаја
  • Аксијалне вибрације са фреквенцијама дефекта аксијалног лежаја потврђују проблем са лежајем
  • Прекомерно аксијално померање мерено сондама за близину указује на хабање лежаја

Прихватљиви нивои и стандарди

Опште смернице

Док се стандарди попут ISO 20816 првенствено баве радијалним вибрацијама, границе аксијалних вибрација се обично изражавају као:

  • У односу на радијално: Аксијално би требало да буде < 50% радијалних вибрација под нормалним условима
  • Апсолутна ограничења: Типично 25-50% граница радијалних вибрација за класу машине
  • Поређење основних вредности: Повећање од 50-100% у односу на почетну истрагу налога

Стандарди специфични за опрему

  • API 610 (центрифугалне пумпе): Одређује и радијалне и аксијалне границе вибрација
  • API 617 (Центрифугални компресори): Укључује критеријуме прихватања аксијалних вибрација
  • Турбомашине: Често се континуирано прати помоћу аксијалних сензора положаја и вибрација

Методе корекције и ублажавања

За неусклађеност

  1. Прецизно поравнање вратила: Користите алате за ласерско поравнање да бисте исправили угаоно и паралелно неусклађеност
  2. Корекција меког стопала: Уверите се да су све ножице за монтажу равне пре поравнања
  3. Разматрање термалног раста: Узмите у обзир ширење на радној температури приликом поравнања
  4. Растерећење цеви од напрезања: Елиминишите силе цевовода које избацују опрему из поравнања

За проблеме са аксијалним лежајевима

  • Замените истрошене компоненте аксијалног лежаја
  • Проверите правилно преднапрезање и зазоре аксијалног лежаја
  • Обезбедите адекватно подмазивање површина аксијалних лежајева
  • Проверите исправну уградњу и подметање аксијалног лежаја

За аксијалне силе повезане са процесом

  • Уклоните кавитацију: Повећајте улазни притисак, смањите температуру флуида, проверите да ли има блокада на улазу
  • Оптимизујте радну тачку: Радите пумпе и компресоре унутар пројектованог опсега
  • Уравнотежите хидрауличне силе: Користите рупе за балансирање или задње лопатице на импелерима
  • Контрола пренапона: Примените ефикасну заштиту од пренапона за компресоре

За механичке проблеме

  • Замените истрошене спојнице и компоненте спојнице
  • Затегните лабаве механичке спојеве
  • Проверите исправне димензије одстојника и подлошке
  • Обезбедите правилну инсталацију спојнице према спецификацијама произвођача

Најбоље праксе мерења

Инсталација сензора

  • Чврста монтажа: За аксијална мерења користите клинове или лепак уместо магнета кад год је то могуће
  • Проверите оријентацију: Уверите се да је сензор заиста паралелан са осом вратила (не под углом)
  • Оба краја: Измерите аксијалне вибрације на погонском и непогонском крају ради поређења фаза
  • Сонде за мерење близине: За критичну опрему, инсталирајте сталне аксијалне сензоре положаја

Прикупљање података

  • Увек прикупљајте аксијалне податке заједно са хоризонталним и вертикалним радијалним мерењима
  • Забележите фазне односе између аксијалних мерења на различитим локацијама
  • Упоредите односе аксијалних и радијалних амплитуда
  • Праћење тренда аксијалних вибрација током времена ради откривања проблема у развоју

Поређење аксијалних и радијалних вибрација

Кључне разлике

Аспект Радијалне (латералне) вибрације Аксијалне вибрације
Смер Нормално на осу вратила Паралелно са осом вратила
Типична амплитуда Више Ниже (обично < 50% радијалног)
Примарни узроци Неуравнотеженост, савијено вратило, дефекти лежајева Неусклађеност, проблеми са аксијалним лежајевима, процесне силе
Дијагностичка вредност Опште стање машина Специфично за проблеме са неусклађеношћу и потиском
Приоритет праћења Примарни фокус Секундарно, али критично за дијагнозу

Примене у индустрији

Праћење аксијалних вибрација је посебно важно за:

  • Центрифугалне пумпе: Хидрауличне силе и детекција кавитације
  • Компресори: Праћење аксијалних лежајева и детекција пренапона
  • Турбине: Аксијалне силе лопатица турбине и стање аксијалног лежаја
  • Спојена опрема: Провера поравнања и услови спајања
  • Процесна опрема: Праћење стања протока

Иако аксијалне вибрације често бивају у сенци израженијих радијалних вибрација, искусни аналитичари вибрација препознају њихову критичну дијагностичку вредност. Многи проблеми са машинама који би се могли превидети само испитивањем радијалних вибрација јасно се откривају обрасцима аксијалних вибрација, што их чини суштинском компонентом свеобухватних програма за праћење стања машина.

← Назад на главни индекс

Categories:
WhatsApp