ทำความเข้าใจเกี่ยวกับพล็อตวงโคจรของเพลาในการวิเคราะห์การสั่นสะเทือน
ก วงโคจรเพลา เป็นแผนภาพที่แสดงเส้นทางที่ติดตามโดยจุดศูนย์กลางทางเรขาคณิต (geometric centre) ของเพลา (shaft) หมุนเวียนในช่วงหนึ่งหรือมากกว่าหนึ่งรอบ เป็นมุมมองสองมิติของการเคลื่อนไหวของเพลาภายใน ระยะห่างของตลับลูกปืนโดยปราศจากการติดต่อ (non-contact) หัววัดระยะใกล้ ห่างจากกัน 90 องศา — โดยทั่วไปในรูปแบบ X-Y — และเขียนสัญญาณการกระจัด (displacement) ของพวกมันพร้อมกันเทียบกับกันและกัน แทนที่จะเทียบกับเวลา
1. เหตุใดแผนภาพ Orbit จึงมีประโยชน์มากเช่นนี้
A standard รูปคลื่นเวลา หรือ สเปกตรัม FFT shows การสั่นสะเทือน ในทิศทางเดียว แผนภาพ Orbit รวมสองทิศทางตั้งฉากกันเพื่อให้ภาพที่สมบูรณ์ของการเคลื่อนไหวแบบไดนามิก (dynamic motion) ของเพลา ช่วยให้ผู้วิเคราะห์สามารถเห็นภาพรูปร่างและทิศทางของการเคลื่อนไหวที่แท้จริง แทนที่จะอนุมาน มิติพิเศษนี้ให้เบาะแสที่มีค่าอย่างไม่มีค่าสำหรับการวินิจฉัยความผิดพลาดที่หลากหลาย ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไม orbit จึงเป็นรากฐานของ rotor-dynamic วิเคราะห์ — โดยเฉพาะสำหรับเครื่องจักรความเร็วสูงที่ปลอดภัยขึ้น พร้อมด้วยแบริ่งที่ใช้น้ำมัน ตลับลูกปืนแบบวารสารเช่น เทอร์บाইน คอมเพรสเซอร์ และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่
เนื่องจากเซ็นเซอร์วัดการเคลื่อนที่โดยตรงในแบริ่ง วงโคจรจึงแสดงให้เห็นด้วยว่าเพลาอยู่ที่ใดภายในช่องว่างของมัน ไม่ใช่แค่ว่ามันเคลื่อนที่ไปไกลแค่ไหน — ข้อมูลที่ เครื่องวัดความเร่ง ไม่สามารถให้ได้เลย การเพิ่ม เครื่องวัดรอบ หรือ คีย์เฟเซอร์ ทำการประทับแต่ละรอบของการหมุนลงบนวงโคจร โดยยึดมัน เฟส และทำให้ทิศทางการหมุนตัวชัดเจนไม่คลุมเครือ
2. วิธีการตีความรูปร่างวงโคจร
รูปร่าง ขนาด และทิศทางของวงโคจรเป็นตัวบ่งชี้โดยตรงถึงแรงที่กระทำต่อโรเตอร์ นักวิเคราะห์ผู้เชี่ยวชาญสามารถวินิจฉัยสภาพของเครื่องจักรได้ง่ายๆ เพียงดูจากรูปร่างของวงโคจร
วงโคจรแบบวงกลมหรือวงรี
วงโคจรวงกลมหรือรูปวงรีแบบง่ายๆ ที่อยู่กึ่งกลางแบริ่ง โดยทั่วไปบ่งชี้ถึงโรเตอร์ที่ประพฤติตัวดีซึ่งครอบงำด้วยความถี่เดียว — ส่วนใหญ่เป็น ความไม่สมดุลวงโคจรจะเป็นวงกลมหากความแข็งของการรองรับแบริ่งเท่ากันทั้งสองทิศทาง (ไอโซทรอปิก) และเป็นรูปวงรีหากความแข็งแตกต่างกันในแนวนอนและแนวตั้ง (แอนไอโซทรอปิก) ซึ่งพบได้บ่อยมากในทางปฏิบัติเพราะว่าเครื่องจักรส่วนใหญ่แข็งกว่าในแนวตั้งกว่าแนวนอน
วงโคจรบิดเบี้ยว รูปเลข 8 หรือรูปกล้วย
เมื่อวงโคจรบิดเบี้ยวจากวงรีแบบง่าย ความถี่หลายความถี่จะส่งผลต่อการเคลื่อนที่ของเพลา:
- ก โคจรแบบ “กล้วย” หรือรูปจันทร์เสี้ยว มักเกี่ยวข้องกับ การจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง, where both 1× and 2× frequencies are present.
- ก รูปทรงเลข 8 เป็นสัญญาณทั่วไปของส่วนประกอบ 2× ที่รุนแรง ซึ่งเป็นตัวชี้วัดตำรายของความไม่ตรงแกนของเพลา รูปหลาย 8 ที่มีห่วงภายในบ่อยครั้งแสดงให้เห็นถึงสภาวะที่รุนแรงมากขึ้นหรือการปรากฏตัวของการสัมผัส
วงโคจรที่มีมุมหักงอหรือมุมแหลม
การเปลี่ยนแปลงทิศทางที่คมชัด จุดแบน หรือ "จุดหักเห" ในวงโคจรเป็นหลักฐานที่ชัดเจนของ การเสียดสีระหว่างโรเตอร์กับสเตเตอร์แสดงให้เห็นว่าการเคลื่อนที่ของเพลาถูกจำกัดในชั่วขณะขณะที่สัมผัสกับส่วนประกอบที่อยู่นิ่ง เช่น แบริ่ง sealหรือซ่อมแซมเครื่องจักร
วงโคจรที่มีความไม่สม่ำเสมอสูง
วงโคจรที่ไม่ปกติ ไม่เสถียร หรือดูเต็มไปด้วย "สัญญาณรบกวน" สามารถบ่งบอกถึงปัญหาเชิงกล ความหลวมความไม่เสถียรที่เกิดจากของเหลว เช่น กระแสน้ำวนน้ำมัน หรือ แส้หรือสภาวะการไหลแบบปั่นป่วนในปั๊มหรือคอมเพรสเซอร์
3. ทิศทางของการหมุนตัว: ไปข้างหน้าเทียบกับข้างหลัง
ทิศทางที่วงโคจรถูกลากออกมา เทียบกับทิศทางการหมุนของเพลา นั้นเป็นปัจจัยการวินิจฉัยที่สำคัญโดยตัวมันเอง:
- การเคลื่อนล่วงหน้าของแกนหมุน วงโคจรลากไปในทิศทางเดียวกับการหมุนของเพลา นี่คือพฤติกรรมปกติสำหรับแรงเช่นความไม่สมดุล
- การหมุนตัวแบบย้อนกลับ: วงโคจรเคลื่อนที่ตรงข้ามกับการหมุนของเพลา นี่เป็นสภาวะผิดปกติและอาจบ่งบอกถึง รอยแตกของเพลาการสึกหรอที่รุนแรง หรือสถานการณ์ความไม่เสถียรที่เกิดจากของไหลบางประเภท
การจำแนกสองสภาวะนี้ต้องใช้เครื่องหมายเฟสที่ครบรอบการหมุนหนึ่งครั้ง โดยปราศจากเครื่องหมายนี้ วงโคจรจะแสดงรูปร่าง แต่ไม่แสดงทิศทางการเคลื่อนที่ และการแยกแยะทางการวินิจฉัยจึงสูญหาย
4. วงโคจรในการวินิจฉัยภาคสนาม
สัญญาณวัดตำแหน่งแบบถาวรที่ติดตั้งอยู่ถาวรพร้อมระบบการตรวจสอบเป็นวิธีตำราเรียนในการบันทึกวงโคจรบนเครื่องจักรขนาดใหญ่ที่มีความเสี่ยง แต่หลักการพื้นฐาน — สัญญาณการกระจัดสองแกนตั้งฉากกันถูกวาดเทียบกับสัญญาณอ้างอิงเฟส — สามารถเข้าถึงได้เท่ากันโดยวิศวกรสนาม เครื่องมือแบบพกพาสองช่องเช่น บาลานเซ็ต-1A วัดแอมพลิจูดและเฟสแบบซิงโครนัสบนสองระนาบการแก้ไขพร้อมกัน ดังนั้นเมื่อวงโคจรหรือสเปกตรัมยืนยันแล้วว่า ความไม่สมดุล เป็นแรงเด่น ระบบเดียวกันนี้สามารถนำไปยังการ การปรับสมดุลของสนาม และการยืนยันของสภาวะที่แก้ไข เมื่อวงโคจรแสดงการจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง การสึกหรอ หรือความไม่เสถียรแทน การค้นพบนั้นจะเปลี่ยนทิศทางของงานไปยังการจัดตำแหน่งหรือการซ่อมแซมทางกลมากกว่าการสมดุล
5. สิ่งที่พล็อตวงโคจรแสดง
โดยสรุป พล็อตวงโคจรเดียวให้ข้อมูลจำนวนมากในทันที:
- แอมพลิจูดรวมของการสั่นของเพลา
- – รูปร่างการเคลื่อนที่ของเพลา ซึ่งช่วยระบุประเภทของความผิดพลาด
- ทิศทางของการโคจรไปข้างหน้าหรือถอยหลัง
- ตำแหน่งเฉลี่ยของเพลาภายใน间้องเบาริ่ง — แกนศูนย์กลางของเพลา.
เมื่อวิเคราะห์ร่วมกับสเปกตรัม FFT และรูปคลื่นเวลา วงโคจรอนุญาตให้นักวิเคราะห์ได้ผลลัพธ์ที่เชื่อถือได้สูงและมีรายละเอียด การวินิจฉัย ของพฤติกรรมพลวัตของเครื่องจักร — รวม “จำนวนเท่าใด,” “รูปร่างใด,” และ “ทิศทางใด” เข้าไว้ในภาพที่ชี้ขาดเดียว
