Förstå axelomloppsdiagrammet i vibrationsanalys

Definition: Vad är en axelbana?

A axelomloppsbana är ett diagram som visar banan för en roterande axels geometriska centrum under ett eller flera varv. Det är en tvådimensionell vy av axelns rörelse inom dess lagerspel, som om du tittade på axelns ände. Detta kraftfulla diagnostiska verktyg skapas genom att använda ett par beröringsfria närhetsprober monterade 90 grader isär (vanligtvis i en XY-konfiguration) och plottar deras samtidiga förskjutningssignaler mot varandra.

Varför är omloppsbana-diagrammet så användbart?

Medan en standardtidsvågform eller FFT-spektrum visar vibrationer i en enda riktning, kombinerar bandiagrammet två riktningar för att ge en komplett bild av axelns dynamiska rörelse. Detta gör det möjligt för vibrationsanalytiker att visualisera den faktiska formen och riktningen på axelns rörelse, vilket ger ovärderliga ledtrådar för att diagnostisera en mängd olika maskinfel. Banan är en hörnsten i rotordynamisk analys, särskilt för höghastighetsmaskiner utrustade med vätskefilmslager, såsom turbiner, kompressorer och stora generatorer.

Hur man tolkar banformer

Formen, storleken och orienteringen av banan är direkta indikatorer på de krafter som verkar på rotorn. En skicklig analytiker kan diagnostisera en maskins tillstånd genom att helt enkelt titta på banans form.

Cirkulär eller elliptisk bana

En enkel cirkulär eller elliptisk bana, centrerad i lagret, indikerar vanligtvis en välfungerande rotor som domineras av en enda frekvens, oftast obalansOmloppsbanan blir cirkulär om lagerstödets styvhet är densamma i båda riktningarna (isotropisk) och elliptisk om styvheten är olika i horisontell och vertikal riktning (anisotropisk), vilket är mycket vanligt.

Förvrängd, åttåttformad eller bananformad bana

När banan är förvrängd från en enkel ellips, indikerar det att flera frekvenser påverkar axelns rörelse.

• A "banan"- eller halvmåneformad bana är ofta förknippad med feljustering, där både 1x- och 2x-frekvenserna förekommer.
• A figur 8-form är ett klassiskt tecken på en stark 2x frekvenskomponent, vilket är en vanlig indikator på axelfeljusteringEn 8:a med en inre ögla tyder ofta på ett allvarligare tillstånd eller förekomst av en skav.

Banor med veck eller skarpa hörn

Skarpa riktningsförändringar, platta fläckar eller "knycklar" i omloppsbanan är starka bevis på en rotor-till-stator-gnidningDetta indikerar att axelns rörelse begränsas när den får momentan kontakt med en stationär komponent, såsom ett lager, en tätning eller maskinhöljet.

Mycket oregelbundna banor

En bana som är oregelbunden, instabil eller verkar vara fylld med "brus" kan vara ett tecken på allvarlig mekanisk glapp, vätskeinducerad instabilitet (som oljevirvel eller visp) eller turbulenta flödesförhållanden i en pump eller kompressor.

Precessionsriktning: Framåt vs. Bakåt

Riktningen i vilken banan spåras i förhållande till axelns rotationsriktning är också en viktig diagnostisk faktor.

• Framåtriktad precession: Banan roterar i samma riktning som axelns rotation. Detta är det normala beteendet för krafter som obalans.
• Omvänd precession: Orbiten rör sig i motsatt riktning mot axelns rotation. Detta är ett onormalt tillstånd och kan vara en indikator på en axelspricka, en kraftig skav eller vissa typer av vätskeinducerad instabilitet.

Vad ett omloppsbanadiagram visar

Sammanfattningsvis ger ett diagram över en enda omloppsbana en mängd information:

• Den totala amplituden för axelvibrationen.

– Formen på axelns rörelse, vilket hjälper till att identifiera förkastningstypen.

• Precessionens riktning.
• Axelns genomsnittliga position inom lagerspelet.

Genom att analysera omloppsbanan i samband med FFT-spektrumet och tidsvågformen kan analytiker uppnå en mycket säker och detaljerad diagnos av en maskins dynamiska beteende.

← Tillbaka till huvudmenyn