Шта су радијалне 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 радијалне 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 радијална вибрација у ротирајућим машинама?

Објавио admin на

Разумевање радијалних вибрација у ротирајућим машинама

Дефиниција: Шта је радијална вибрација?

Радијалне вибрације је кретање ротирајућег вратила нормално на његову осу ротације, које се протеже ка споља од центра попут полупречника круга. Термин “радијално” се односи на било који правац који зрачи од средишње линије вратила, обухватајући и хоризонтално (са стране на страну) и вертикално (горе-доле) кретање. Радијална вибрација је синоним за бочне вибрације или попречне вибрације и представља најчешће мерени и праћени облик вибрација у ротационим машинама.

У практичним применама, радијалне вибрације се обично мере у два нормална смера - хоризонталном и вертикалном - на свакој локацији лежаја како би се добила потпуна слика кретања вратила нормално на његову осу.

Упутства за мерење

Хоризонталне радијалне вибрације

Хоризонталне вибрације се мере у бочном смеру:

  • Нормално на осу вратила и паралелно са земљом/подом
  • Често најприступачнија локација за мерење
  • Типично показује ефекте гравитације, асиметрије крутости темеља и функција хоризонталног притиска
  • Стандардна оријентација мерења за већину програма за праћење вибрација

Вертикалне радијалне вибрације

Вертикалне вибрације се мере у смеру горе-доле:

  • Нормално на осу вратила и нормално на тло/под
  • Под утицајем гравитације и тежине ротора
  • Често већа амплитуда него хоризонтална због тежине ротора што ствара асиметричну крутост
  • Критично за откривање проблема у вертикално оријентисаним машинама (вертикалне пумпе, мотори)

Укупне радијалне вибрације

Укупна радијална вибрација може се израчунати као векторски збир хоризонталних и вертикалних компоненти:

  • Радијални укупно = √(Хоризонтално² + Вертикално²)
  • Представља стварну величину кретања без обзира на смер
  • Корисно за процене озбиљности на основу једног броја

Примарни узроци радијалних вибрација

Радијалне вибрације настају силама које делују нормално на осу вратила:

1. Неравнотежа (доминантни узрок)

Неравнотежа је најчешћи извор радијалних вибрација у ротирајућим машинама:

  • Ствара центрифугалну силу која се окреће брзином вратила (1X)
  • Величина силе пропорционална маси неуравнотежености, радијусу и брзини на квадрат
  • Производи кружни или елиптични облик орбита вратила
  • Може се исправити кроз балансирање процедуре

2. Неусклађеност

Неусклађеност вратила између спојених машина ствара и радијалне и аксијалне вибрације:

  • Првенствено 2X (два пута по обртају) радијалне вибрације
  • Такође генерише 1X, 3X и више хармонике
  • Високе аксијалне вибрације прате радијалне вибрације
  • Фазни односи између лежајева дијагностикују за тип неусклађености

3. Механички дефекти

Разни механички проблеми производе карактеристичне радијалне обрасце вибрација:

  • Дефекти лежајева: Високофреквентни удари на фреквенцијама квара лежајева
  • Савијена или лучна осовина: 1X вибрација слична неравнотежи, али присутна чак и при спором котрљању
  • Лабавост: Вишеструки хармоници (1X, 2X, 3X) са нелинеарним понашањем
  • Пукотине: 1X и 2X вибрација са променама током покретања/гашења
  • Трљања: Субсинхроне и синхроне компоненте

4. Аеродинамичке и хидрауличне силе

Процесне силе у пумпама, вентилаторима и компресорима стварају радијално дејство:

  • Фреквенција проласка лопатица (број лопатица × обртаји у минути)
  • Хидраулична неравнотежа услед асиметричног протока
  • Ослобађање вртлога и турбуленција протока
  • Рециркулација и рад ван пројектних стандарда

5. Резонантни услови

Приликом рада у близини критичне брзине, радијалне вибрације се драматично појачавају:

  • Природна фреквенција се поклапа са фреквенцијом присиљавања
  • Амплитуда је ограничена само системом пригушење
  • Потенцијал за катастрофалне нивое вибрација
  • Захтева одговарајуће маргине раздвајања у дизајну

Стандарди и параметри мерења

Мерне јединице

Радијалне вибрације могу се изразити помоћу три повезана параметра:

  • Померање: Стварна удаљеност кретања (микрометри, µm, mils). Користи се за мерења машина мале брзине и сонде за мерење близине
  • Брзина: Брзина промене померања (mm/s, in/s). Најчешћа за опште индустријске машине, основа за ISO стандарде
  • Убрзање: Брзина промене брзине (m/s², g). Користи се за високофреквентна мерења и детекцију дефеката лежајева

Међународни стандарди

Серија ISO 20816 даје ограничења јачине радијалних вибрација:

  • ИСО 20816-1: Опште смернице за процену вибрација машина
  • ИСО 20816-3: Специфични критеријуми за индустријске машине > 15 kW
  • Зоне озбиљности: А (добро), Б (прихватљиво), Ц (незадовољавајуће), Д (неприхватљиво)
  • Место мерења: Типично на кућиштима лежајева у радијалним правцима

Стандарди специфични за индустрију

  • АПИ 610: Граничне вредности радијалних вибрација центрифугалних пумпи
  • АПИ 617: Критеријуми вибрација центрифугалних компресора
  • АПИ 684: Поступци анализе динамике ротора за предвиђање радијалних вибрација
  • НЕМА МГ-1: Ограничења вибрација електромотора

Технике праћења и дијагностике

Рутинско праћење

Стандардни програми за праћење вибрација мере радијалне вибрације:

  • Прикупљање на основу руте: Периодична мерења у фиксним интервалима (месечно, квартално)
  • Трендови укупног нивоа: Праћење укупне амплитуде вибрација током времена
  • Границе аларма: Постављено на основу ISO или стандарда специфичних за опрему
  • Поређење: Тренутна наспрам основне, хоризонтална наспрам вертикалне

Напредна анализа

Детаљна анализа радијалних вибрација пружа дијагностичке информације:

  • FFT анализа: Фреквентни спектар који приказује компоненте вибрација
  • Временски таласни облик: Вибрациони сигнал током времена открива транзијенте и модулацију
  • Фазна анализа: Временски односи између тачака мерења
  • Анализа орбите: Обрасци кретања средишње линије вратила
  • Анализа коверте: Високофреквентна демодулација за детекцију дефеката лежајева

Континуирано праћење

Критична опрема често има стално праћење радијалних вибрација:

  • Сонде за мерење близине за директно мерење кретања вратила
  • Трајно монтирани акцелерометри на кућиштима лежајева
  • Трендови у реалном времену и алармирање
  • Интеграција аутоматског система заштите

Хоризонталне и вертикалне разлике

Типични односи амплитуде

Код многих машина, вертикалне радијалне вибрације премашују хоризонталне:

  • Ефекат гравитације: Тежина ротора ствара статички отклон, што утиче на вертикалну крутост
  • Асиметрична крутост: Темељне и носеће конструкције су често хоризонтално чвршће
  • Типичан однос: Вертикалне вибрације 1,5-2× хоризонталне су уобичајене
  • Ефекат уравнотежене тежине: Корективни тегови постављени на дну ротора (лако доступни) преференцијално смањују вертикалне вибрације

Дијагностичке разлике

  • Неравнотежа: Може се јаче показати у једном правцу у зависности од локације неравнотеже
  • Лабавост: Често показује нелинеарност израженију у вертикалном правцу
  • Проблеми са фондацијом: Вертикалне вибрације су осетљивије на пропадање темеља
  • Неусклађеност: Може се приказивати другачије у хоризонталном и вертикалном положају на основу типа неусклађености

Однос према динамики ротора

Радијалне вибрације су кључне за динамика ротора анализа:

Критичне брзине

  • Радијалне природне фреквенције одређују критичне брзине
  • Прва критична брзина обично одговара првом радијалном режиму савијања
  • Кембелови дијаграми предвидети понашање радијалних вибрација у односу на брзину
  • Маргине раздвајања од критичних брзина спречавају прекомерне радијалне вибрације

Облици режима

  • Сваки радијални вибрациони режим има карактеристичан облик отклона
  • Први начин: једноставно савијање лука
  • Други режим: S-крива са чворном тачком
  • Виши модови: све сложенији обрасци

Разматрања балансирања

  • Балансирање циља смањење радијалних вибрација на 1X фреквенцији
  • Influence coefficients повезати корекционе тежине са променама радијалних вибрација
  • Оптималне локације равни корекције на основу облика радијалног мода

Методе корекције и контроле

За неравнотежу

За механичке проблеме

  • Прецизно поравнање за исправљање неусклађености
  • Замена лежајева због дефекта лежајева
  • Затезање лабавих компоненти
  • Поправка темеља због структурних проблема
  • Исправљање или замена вратила за савијена вратила

За проблеме са резонанцом

  • Промене брзине како би се избегли критични опсези брзине
  • Модификације крутости (пречник вратила, промене положаја лежаја)
  • Побољшања пригушења (пригушивачи са стискајућим филмом, избор лежајева)
  • Масовне промене померају природне фреквенције

Значај предиктивног одржавања

Праћење радијалних вибрација је камен темељац програма предиктивног одржавања:

  • Рано откривање грешака: Промене у радијалним вибрацијама претходе кваровима недељама или месецима
  • Трендови: Постепено повећање указује на развој проблема
  • Дијагноза грешке: Садржај фреквенције идентификује специфичне типове кварова
  • Процена озбиљности: Амплитуда указује на озбиљност и хитност проблема
  • Распоред одржавања: Одржавање засновано на стању, а не на времену
  • Уштеде: Спречава катастрофалне кварове и оптимизује интервале одржавања

Као примарно мерење вибрација у ротирајућим машинама, радијалне вибрације пружају битне информације о стању опреме, што их чини неопходним за обезбеђивање поузданог, безбедног и ефикасног рада индустријске ротирајуће опреме.

← Назад на главни индекс

Categories:
WhatsApp