Titreşim Analizinde Şaft Yörüngesi Grafiğini Anlama
A şaft yörüngesi dönen bir şaft'ın geometrik merkezinin bir veya daha fazla devir sırasında izlediği yolu gösteren bir grafiktir. Şaftın rulman boşluğu içindeki hareketinin iki boyutlu bir görünümüdür. yatak boşluğu, sanki doğrudan şaftın ucundan aşağı bakıyormuşsunuz gibi. Bu güçlü teşhis, bir çift temassız sensör monte edilerek oluşturulur. yakınlık probları 90 derece aralıklarla - tipik olarak bir X-Y konfigürasyonunda - ve eş zamanlı yer değiştirme sinyallerini zamana karşı değil birbirlerine karşı çizerek.
1. Yörünge Çizimi Neden Bu Kadar Kullanışlıdır?
Bir standart zaman dalga şekli veya FFT spektrumu gösterir titreşim tek bir yöndeki hareketi gösterir. Yörünge grafiği, şaft'ın dinamik hareketinin tam bir resmini vermek için birbirine dik iki yönü birleştirir; böylece analistler hareketin gerçek şeklini ve yönünü sadece çıkarsamak yerine doğrudan görselleştirebilir. Bu ek boyut, çok çeşitli arızaların teşhisi için paha biçilmez ipuçları sağlar; bu nedenle yörünge rotor-dinamik analizi - özellikle akışkan film ile donatılmış yüksek hızlı, kritik makineler için kaymalı yataklar, türbinler, kompresörler ve büyük jeneratörler gibi.
Problar doğrudan rulmana karşı yer değiştirmeyi ölçtüğü için, yörünge aynı zamanda şaftın sadece ne kadar hareket ettiğini değil, boşluğu içinde nereye oturduğunu da ortaya çıkarır - gövdeye monte edilmiş bir bilgi ivmeölçer basitçe sağlayamaz. Bir ekleme takometre veya Keyphasor işareti, her bir devri yörüngeye damgalayarak, yörüngenin faz ve presesyon yönünü kesin hale getirir.
2. Yörünge Şekilleri Nasıl Yorumlanır
Yörüngenin şekli, boyutu ve yönü, rotora etki eden kuvvetlerin doğrudan göstergeleridir. Yetenekli bir analist, bir makinenin durumunu yalnızca yörüngenin şekline bakarak teşhis edebilir.
Dairesel veya Eliptik Yörünge
Yatağı merkez alan basit dairesel veya eliptik bir yörünge, tipik olarak tek bir frekansın hakim olduğu, iyi işleyen bir rotora işaret eder - çoğunlukla balanssızlık. Yatak desteği sertliği her iki yönde de aynı ise (izotropik) yörünge dairesel, sertlik yatay ve dikey olarak farklı ise (anizotropik) eliptik olacaktır ki bu pratikte çok yaygındır çünkü çoğu makine dikey olarak yataydan daha serttir.
Çarpık, 8 Rakamı veya Muz Şeklindeki Yörünge
Yörünge basit bir elipsten sapıyorsa, şaft'ın hareketini birden fazla frekans etkiliyordur:
- A "muz" veya hilal şeklindeki yörünge sıklıkla şununla ilişkilendirilir hizasızlık, Burada hem 1× hem de 2× frekansları mevcuttur.
- A 8 rakamı şekli güçlü bir 2× bileşenin klasik bir işaretidir ve şaftın yanlış hizalandığının ders kitabı göstergesidir. İç halkalı bir şekil-8 genellikle daha ciddi bir duruma veya bir sürtünmenin varlığına işaret eder.
Kıvrımlı veya Keskin Köşeli Yörüngeler
Yöndeki ani değişiklikler, düz noktalar veya yörüngedeki "kıvrımlar", aşağıdakinin güçlü bir kanıtıdır: rotor-stator sürtünmesi. Bu, şaft'ın hareketinin durağan bir bileşenle temas ettiğinde anlık olarak kısıtlandığını gösterir; örneğin bir rulman, bir salmastra, veya makine kasası.
Son Derece Düzensiz Yörüngeler
Düzensiz, kararsız veya “gürültü” ile dolu görünen bir yörünge ciddi mekanik gevşeklik, gibi akışkan kaynaklı kararsızlıklar yağ girdabı veya kamçılanma, veya bir pompa veya kompresördeki türbülanslı akış koşulları.
3. Presesyon Yönü: İleri ve Geri
Şaft dönüş yönüne göre yörüngenin izlendiği yön, başlı başına önemli bir teşhis faktörüdür:
- İleri presesyon: yörünge, şaft dönüşü ile aynı yönde izler. Bu, balanssızlık gibi kuvvetler için normal davranıştır.
- Ters presesyon: yörünge, şaft dönüşüne ters yönde izler. Bu anormal bir durumdur ve bir şaft çatlağı, şiddetli bir sürtünme veya sıvı kaynaklı belirli instabilite türleri.
İkisini birbirinden ayırmak için devir başına bir kez faz işareti gerekir; bu işaret olmadan yörünge şekil gösterir ama hangi anlamda hareket ettiğini göstermez ve teşhis ayrımı kaybolur.
4. Saha Teşhisinde Yörünge
Bir izleme sistemini besleyen kalıcı olarak monte edilmiş yakınlık probları, büyük kritik makinelerde bir yörüngeyi yakalamanın ders kitabı yoludur, ancak temel prensip - bir faz referansı ile birbirine karşı çizilen iki dikey yer değiştirme sinyali - saha mühendisi için eşit derecede kullanılabilir. gibi taşınabilir iki kanallı bir cihaz da kullanılabilir. Balanset-1A aynı anda iki düzlemde eşzamanlı genlik ve faz ölçer, bu nedenle bir yörünge veya spektrum balanssızlık baskın güçtür, aynı düzenek doğrudan yerinde balanslama ve düzeltilmiş durumun doğrulanması. Yörünge bunun yerine yanlış hizalama, sürtünme veya dengesizlik ortaya çıkardığında, bu bulgu çalışmayı dengelemeden ziyade hizalamaya veya mekanik bir düzeltmeye yönlendirir.
Yer Değiştirme Yörüngesi ile Hız Yörüngesi
İkisi aynı ölçüm değildir ve aradaki fark, resimden hangi sonuca varma hakkınız olduğunu belirler. Bir çift yakınlık probu şaft yer değiştirme yatağa göre, böylece grafik muylunun boşluğu içinde nerede durduğunun gerçek bir haritasıdır ve aynı sinyalin DC bileşeni şaft merkez hattı. Yatak muhafazalarına sıkıştırılmış ivmeölçerlere sahip taşınabilir iki kanallı bir analizör iki hız kanalı birbirine karşı, mm/s cinsinden çizer: gördüğünüz şey muhafazanın hareketidir, şaftın konumu değil.
Dönüştürücü değişikliğinden sağ çıkan şey geometridir. Şekil, yönelim ve presesyon yönü, sensör tarafından değil, rotor üzerinde etki eden kuvvetlerin deseni tarafından belirlenir, bu yüzden tanıdık aileler yine ortaya çıkar — 1× baskın olduğunda düzgün bir elips, güçlü bir 2× bileşeni mevcut olduğunda bir hilal veya sekiz rakamı, bir şey sürttüğünde düzleşmiş kenarlar ve bükülmeler. Sağ çıkmayan şey mutlak konumdur: bir hız yörüngesi size ne kadar boşluk kaldığını söyleyemez ve şaft hareketinin mikrometrelerine yeniden ölçeklendirilemez. Arıza ailesini belirlemek için sahada kullanın; şaftın gerçekte nerede çalıştığı sorusu söz konusu olduğunda yakınlık problarına başvurun.
Yörüngenin Balanset Yazılımındaki Yeri
Bir Balanset-1A'da yörünge, ana pencereden F5 tuşuyla açılan titreşim ölçer penceresinin bir sekmesidir; pencere 5.5.0 veya daha yeni cihaz üretici yazılımı gerektirir. “X-Y Orbit” sekmesi, kanal 1'i bir eksende kanal 2'ye karşı 1:1 eksen ölçeğinde çizer, böylece ekrandaki bir daire gerçekten bir dairedir, eşit olmayan eksenlerin bir yapaylığı değildir. Dört kanallı Balanset-4A'da, 3. ve 4. kanallar için ikinci bir yörünge ilkinin altına çizilir.
Grafiğin üzerindeki bir anahtar neyin çizileceğini belirler:
| Mod | Ne Çiziliyor | Doğru Görünüm Ne Zaman Kullanılır |
|---|---|---|
| Senkronize Değil | Devir referansı olmadan ham yörünge | Takometre mevcut değildir veya sinyalin içerdiği her şeyi görmek istiyorsunuz |
| Senkron (ham) | Takometre işaretine hizalanmış, üst üste bindirilmiş en son devirler | Tekrarlanabilirliği değerlendirmek — kararlı, kapalı bir şekil, hareketin her turda tekrarlandığı anlamına gelir |
| 1× | Yalnızca dönme bileşeni: V·o ve F okumalarıyla eşleşen temiz bir elips | Dengeleme öncesinde dengesizlik vektörünü doğrulama |
Bir takometre işareti olmadan, iki senkronize mod senkronize olacak hiçbir şeye sahip değildir, program bunu grafik başlığında belirtir ve “Senkronize Değil” tek dürüst görünüm haline gelir. Bu, bölüm 3'te yapılan noktanın pratik biçimidir: devir başına bir referans yoksa, presesyon yönü de yoktur.
Yörünge Yanındaki Sayıları Okumak
Grafiğin yanındaki kutucuklar her ölçüm düzlemi için üç değer taşır ve birlikte, şekilleri yorumlamaya başlamadan önce mevcut en hızlı mantık kontrolüdür:
- V·s — çalışma bandı boyunca geniş bantlı RMS hız, mm/s cinsinden.
- V·o — yalnızca 1× bileşeni, dönüş frekansında, mm/s cinsinden.
- F — the faz bu 1× bileşeninin, derece cinsinden.
Dönme bileşeni yapısı gereği toplamın bir parçasıdır, bu nedenle V·o hiçbir zaman V·s'yi aşamaz ve aralarındaki oran, yörüngeye bakmadan önce onu tahmin etmenizi sağlar. V·o, V·s'ye yakın olduğunda, enerjinin neredeyse tamamı 1×'tedir, yörünge temiz bir elipse dönüşür ve balanssızlık baskın kuvvettir. V·o belirgin şekilde daha küçük olduğunda, fark harmonikler ve geniş bantlı gürültüdür — ve elipsi bölüm 2'de açıklanan hilallere, sekiz rakamlarına ve bükülmelere dönüştüren tam olarak bu artıktır. V·o ≈ V·s ile birlikte bildirilen kötü şekilde bozulmuş bir yörünge bir çelişkidir ve kontrol edilecek ilk şey enstrümantasyondur.
Her düzlemin altında bir kararlılık çubuğu bulunur: okuma hâlâ kayarken gri, son on iki akış değeri üzerindeki varyasyon katsayısı 'un altına düştüğünde yeşil, yayılma 'yi aştığında turuncu. Bu çubuk turuncuyken yakalanan bir yörünge bir tanı değildir — henüz oturmamış bir makinenin fotoğrafıdır.
Şekli Spektruma Göre Doğrulamak
Yörünge size bir şeyin elipsi bozduğunu söyler; spektrum size hangi mertebenin sorumlu olduğunu söyler. Aynı pencerenin “Wave Spectrum” sekmesi üstte dalga formunu, altta hız spektrumunu gösterir; kesikli kılavuzlar en yakın yüksek çubuğa değil, ölçülen dönüş hızının tam katlarına yerleştirilir — böylece işaretçisini kaçıran bir pik, şaft hızının bir harmoniği hiç değildir ve bunun yerine rulmanlara, dişli kavramaya veya kanat geçişine aittir. Bir hilal veya sekiz rakamı yörüngesinin yanındaki baskın bir 2× şuna işaret eder: hizasızlık; 0.43× ile 0.48× arasında bir pik, kayan, kararsız bir yörünge altında şunun imzasıdır: yağ girdabı; düzleşmiş yörünge kenarlarıyla geniş bantlı içerik şuna işaret eder: sürtünme.
Grafiğin altındaki seçici, spektrumu hız ve ivme arasında değiştirir. Yörünge hakkında akıl yürütürken kullanılması gereken eksen hızdır, çünkü yörüngenin kendisi hız kanallarından çizilir.
Bir Rezonans Boyunca Yörüngeyi İzlemek
Bir yörünge tek bir hızda alınan bir anlık görüntüdür ve şekil birkaç yüz RPM ötede tamamen değişebilir. Bunun yerine “Yavaşlama” sekmesi tüm serbest dönüşü kaydeder: 1× genlik ve faz, düşen hıza karşı, devir başına yumuşatmasız bir ham değerle, 100 ile 2000 RPM arasında herhangi bir yere ayarlanabilen ve varsayılan olarak 300 olan bir durma eşiğine kadar kaydedilir. Bir rezonans, kendini kabaca 180° faz dönüşü eşliğinde bir genlik piki olarak duyurur — bir Campbell diyagramı bir uyarma hattının bir doğal frekans eğrisini nerede kestiğini tahmin eder. Tam yavaşlama raporu, çalışma hızında yakalanan X-Y yörüngesini bu eğrilerle birlikte saklar, böylece şekil ve rezonans haritası tek bir belgede toplanır.
5. Yörünge Çiziminin Gösterdikleri
Özetle, tek bir yörünge grafiği bir bakışta çok sayıda bilgi sunar:
- Şaft titreşiminin genel genliği.
- – Arıza tipini belirlemeye yardımcı olan şaftın hareket şekli.
- Presesyonun yönü, ileri veya geri.
- Milin rulman boşluğu içindeki ortalama konumu - onun şaft merkez hattı.
FFT spektrumu ve zaman dalga formu ile birlikte analiz edildiğinde, yörünge bir analistin son derece güvenli ve ayrıntılı bir sonuca ulaşmasını sağlar tanı bir makine'nin dinamik davranışının — “ne kadar”, “ne biçimde” ve “hangi yönde” boyutlarını tek bir belirleyici görüntüde birleştiren bir özeti.
