Förstå axelkast i vibrationsanalys

Definition: Vad är Runout?

Utkörning är en allmän term för defekter i en rotor som producerar en signal en gång per varv (1x), även när rotorn roterar med en mycket låg hastighet där dynamiska krafter som obalans är försumbara. Det är ett mått på den totala variationen eller avvikelsen hos en roterande yta från en perfekt cirkel, i förhållande till axelns verkliga mittlinje. En viktig utmaning inom vibrationsanalys är att runout kan se ut exakt som obalans i vibrationsdata, men det är inte ett massrelaterat problem och kan därför inte åtgärdas genom balansering.

Typer av utmattning: En avgörande skillnad

Det är avgörande att skilja mellan de två huvudtyperna av utmattning:

1. Mekanisk kast

Mekanisk kast är en sann fysisk eller geometrisk ofullkomlighet av axeln. Det betyder att axelns yta inte är perfekt rund eller inte är perfekt centrerad kring sin rotationsaxel. Vanliga orsaker inkluderar:

• Orundhet: Axeltappen är något oval eller har andra formfel från bearbetning.
• Excentricitet: En komponent, som en remskiva eller ett kugghjul, är bearbetad eller monterad något excentriskt i förhållande till axelns mittlinje.
• Böjd eller böjd axel: En permanent böjning i axeln kommer att få dess yta att röra sig in och ut i förhållande till en fast punkt när den roterar.

Mekaniskt kastavstånd kan mätas direkt med en mätklocka medan axeln långsamt roteras för hand.

2. Elektrisk avbrott

Elektriskt avbrott är inte ett fysiskt fel utan snarare en mätfel som uteslutande sker utan kontakt virvelströmsproberDessa sonder fungerar genom att skapa ett magnetfält och känna av förändringar i axelns yta. Om axelns yta har lokala variationer i sina magnetiska eller elektriska egenskaper, kommer sonden att producera en fluktuerande signal även om avståndet mellan axel och sond är helt konstant.

Orsaker till elfel inkluderar:

• Variationer i materialets permeabilitet: En lokal magnetisk punkt på axeln kan skapa en stark 1x-signal. Detta kan hända om axeln av misstag magnetiseras, till exempel av en magnetisk mätare.
• Förändringar i ytfinish: Repor, bucklor eller verktygsmärken i sondens "synyta".
• Inkonsekvent materialsammansättning: Variationer i legerings- eller metallurgiska egenskaper hos axelmaterialet.

Elektriskt avbrott är osynligt för en mätklocka men är en betydande felkälla vid vibrationsövervakning i turbomaskiner.

Varför runout är ett problem för diagnostik och balansering

Signalen som genereras av båda typerna av kast sker vid 1x axelns rotationshastighet, vilket är samma frekvens som obalans. Detta skapar ett stort problem:

• Det kan misstas för obalans: En analytiker kan se en hög 1x vibrationstopp och felaktigt diagnostisera den som obalans, vilket leder till onödiga och ineffektiva balanseringsförsök.
• Det stör balansen: Runout-signalen adderas till den verkliga obalanssignalen. För att utföra en noggrann balansering måste runout-komponenten mätas och vektoriellt subtraheras från den totala vibrationssignalen för att isolera det verkliga dynamiska svaret.

Runout-kompensation: Slow-Roll-vektorn

För att lösa detta problem använder analytiker en teknik som kallas kastkompensationDetta är ett kritiskt steg i analysen av alla maskiner som övervakas med närhetsprober.

1. Långsam rulle: Maskinen drivs med en mycket låg hastighet (vanligtvis 200–500 varv/min), där centrifugalkrafterna från obalans är obetydliga.
2. Mät långsamrullningsvektorn: Den 1x vibrationsvektorn (amplitud och fas) som mäts vid denna låga hastighet beror nästan helt på runout. Detta kallas "långsamrullnings"- eller "runout"-vektorn.
3. Subtrahera vektorn: Denna långsamma rullningsvektor lagras sedan och subtraheras vektoriellt från 1x vibrationsvektorn som mäts vid maskinens höga driftshastighet.

Resultatet är kastkompenserad 1x-vektor, vilket representerar axelns verkliga dynamiska rörelse på grund av obalans och andra rotordynamiska krafter. Detta kompenserade värde är vad som ska användas för noggrann diagnostik och för att beräkna balanskorrigeringsvikter.

← Tillbaka till huvudmenyn