Döner Makinelerde Radyal Titreşimi Anlamak
Tanım: Radyal Titreşim Nedir?
Radyal titreşim Dönen bir şaftın dönme eksenine dik olarak, bir dairenin yarıçapları gibi merkezden dışarı doğru uzanan hareketidir. "Radyal" terimi, şaft merkez hattından yayılan ve hem yatay (yan yana) hem de dikey (yukarı-aşağı) hareketi kapsayan herhangi bir yönü ifade eder. Radyal titreşim, aşağıdakilerle eş anlamlıdır: yanal titreşim veya enine titreşimdir ve en sık ölçülen ve izlenen biçimini temsil eder titreşim dönen makinelerde.
Pratik uygulamalarda, radyal titreşim genellikle her yatak konumunda iki dik yönde (yatay ve dikey) ölçülerek milin eksenine dik hareketinin tam bir resmi elde edilir.
Ölçüm Talimatları
Yatay Radyal Titreşim
Yatay titreşim yandan yana yönde ölçülür:
- Mil eksenine dik ve zemine/zemine paralel
- Genellikle en erişilebilir ölçüm konumu
- Tipik olarak yer çekimi, temel sertliği asimetrisi ve yatay zorlama fonksiyonlarının etkilerini gösterir
- Çoğu titreşim izleme programı için standart ölçüm yönelimi
Dikey Radyal Titreşim
Dikey titreşim yukarı-aşağı yönde ölçülür:
- Mil eksenine dik ve zemine/zemine dik
- Rotorun yerçekimi ve ağırlığından etkilenir
- Rotor ağırlığının asimetrik sertlik yaratması nedeniyle genellikle yataydan daha yüksek genliğe sahiptir
- Dikey yönelimli makinelerdeki (dikey pompalar, motorlar) sorunları tespit etmek için kritiktir
Genel Radyal Titreşim
Toplam radyal titreşim, yatay ve düşey bileşenlerin vektörel toplamı olarak hesaplanabilir:
- Radyal Toplam = √(Yatay² + Dikey²)
- Yönden bağımsız olarak gerçek hareket büyüklüğünü temsil eder
- Tek sayı şiddet değerlendirmeleri için kullanışlıdır
Radyal Titreşimin Birincil Nedenleri
Radyal titreşim, mil eksenine dik etki eden kuvvetler tarafından üretilir:
1. Dengesizlik (Baskın Neden)
Dengesizlik Döner makinelerde radyal titreşimin en yaygın kaynağıdır:
- Mil hızında (1X) dönerek merkezkaç kuvveti oluşturur
- Kuvvet büyüklüğü dengesiz kütle, yarıçap ve hızın karesiyle orantılıdır
- Dairesel veya eliptik üretir şaft yörüngesi
- Düzeltilebilir dengeleme prosedürler
2. Hizalama bozukluğu
Mil hizasızlığı bağlı makineler arasında hem radyal hem de eksenel titreşim:
- Öncelikle 2X (devir başına iki kez) radyal titreşim
- Ayrıca 1X, 3X ve daha yüksek harmonikler üretir
- Yüksek eksenel titreşim, radyal titreşime eşlik eder
- Yataklar arasındaki faz ilişkileri, hizalama bozukluğu türü için teşhis
3. Mekanik Arızalar
Çeşitli mekanik problemler karakteristik radyal titreşim desenleri üretir:
- Rulman Arızaları: Yatak arıza frekanslarında yüksek frekanslı darbeler
- Eğik veya Kambur Şaft: Dengesizliğe benzer 1X titreşim, ancak yavaş yuvarlanmada bile mevcuttur
- Geveşeklik: Doğrusal olmayan davranışa sahip çoklu harmonikler (1X, 2X, 3X)
- Çatlaklar: Başlatma/kapatma sırasındaki değişikliklerle 1X ve 2X titreşim
- Ovuşturma: Alt-senkron ve senkron bileşenler
4. Aerodinamik ve Hidrolik Kuvvetler
Pompalarda, fanlarda ve kompresörlerde oluşan proses kuvvetleri radyal zorlamaya neden olur:
- Bıçak geçiş sıklığı (bıçak sayısı × RPM)
- Asimetrik akıştan kaynaklanan hidrolik dengesizlik
- Girdap dökülmesi ve akış türbülansı
- Devridaim ve tasarım dışı çalışma
5. Rezonans Koşulları
Yakınında çalışırken kritik hızlar, radyal titreşim önemli ölçüde artar:
- Doğal frekans, zorlayıcı frekansla örtüşüyor
- Genlik yalnızca sistem tarafından sınırlandırılır sönümleme
- Felaket düzeyinde titreşim seviyeleri potansiyeli
- Tasarımda yeterli ayırma boşlukları gerektirir
Ölçüm Standartları ve Parametreleri
Ölçüm Birimleri
Radyal titreşim üç ilişkili parametre ile ifade edilebilir:
- Yer değiştirme: Gerçek hareket mesafesi (mikrometre, µm, mil). Düşük hızlı makineler ve yakınlık probu ölçümleri için kullanılır.
- Hız: Yer değiştirme değişim oranı (mm/sn, inç/sn). Genel endüstriyel makineler için en yaygın olanıdır ve ISO standartlarının temelini oluşturur.
- Hızlanma: Hız değişim oranı (m/s², g). Yüksek frekanslı ölçümler ve yatak kusuru tespiti için kullanılır.
Uluslararası Standartlar
ISO 20816 serisi radyal titreşim şiddeti sınırlarını sağlar:
- ISO 20816-1: Makine titreşim değerlendirmesine ilişkin genel yönergeler
- ISO 20816-3: 15 kW'dan büyük endüstriyel makineler için özel kriterler
- Şiddet Bölgeleri: A (iyi), B (kabul edilebilir), C (tatmin edici değil), D (kabul edilemez)
- Ölçüm Yeri: Tipik olarak radyal yönlerdeki yatak yuvalarında
Sektöre Özel Standartlar
- API 610: Santrifüj pompaların radyal titreşim sınırları
- API 617: Santrifüj kompresörlerin titreşim kriterleri
- API 684: Radyal titreşim tahmini için rotor dinamikleri analiz prosedürleri
- NEMA MG-1: Elektrik motoru titreşim sınırları
İzleme ve Tanı Teknikleri
Rutin İzleme
Standart titreşim izleme programları radyal titreşimi ölçer:
- Rota Tabanlı Koleksiyon: Sabit aralıklarla (aylık, üç aylık) periyodik ölçümler
- Genel Düzey Trendi: Toplam titreşim genliğini zaman içinde takip edin
- Alarm Limitleri: ISO veya ekipmana özgü standartlara göre ayarlanır
- Karşılaştırmak: Mevcut ve temel, yatay ve dikey
Gelişmiş Analiz
Ayrıntılı radyal titreşim analizi tanısal bilgi sağlar:
- FFT Analizi: Titreşim bileşenlerini gösteren frekans spektrumu
- Zaman Dalga Formu: Zaman içinde titreşim sinyali, geçici durumları ve modülasyonu ortaya çıkarır
- Faz Analizi: Ölçüm noktaları arasındaki zamanlama ilişkileri
- Yörünge Analizi: Şaft merkez hattı hareket desenleri
- Zarf Analizi: Yatak arızası tespiti için yüksek frekanslı demodülasyon
Sürekli İzleme
Kritik ekipmanlarda genellikle kalıcı radyal titreşim izleme sistemi bulunur:
- Doğrudan şaft hareketi ölçümü için yakınlık probları
- Yatak yuvalarına kalıcı olarak monte edilmiş ivmeölçerler
- Gerçek zamanlı trend ve endişe verici gelişmeler
- Otomatik koruma sistemi entegrasyonu
Yatay ve Dikey Arasındaki Farklar
Tipik Genlik İlişkileri
Birçok makinede, dikey radyal titreşim yatay titreşimi aşar:
- Yerçekimi Etkisi: Rotor ağırlığı statik sapmaya neden olarak dikey sertliği etkiler
- Asimetrik Sertlik: Temel ve destek yapıları genellikle yatay olarak daha serttir
- Tipik Oran: Dikey titreşim yatayın 1,5-2 katıdır
- Denge Ağırlığı Etkisi: Rotorun alt kısmına yerleştirilen düzeltme ağırlıkları (kolay erişim) dikey titreşimi öncelikli olarak azaltır
Tanısal Farklılıklar
- Dengesizlik: Dengesizlik konumuna bağlı olarak bir yönde daha güçlü görünebilir
- Geveşeklik: Genellikle dikey yönde daha belirgin doğrusal olmayanlık gösterir
- Temel Sorunlar: Dikey titreşim temel bozulmasına karşı daha hassastır
- Hizalama bozukluğu: Hizalama bozukluğu türüne bağlı olarak yatay ve dikey olarak farklı görünebilir
Rotor Dinamikleriyle İlişkisi
Radyal titreşim merkezidir rotor dinamikleri analiz:
Kritik Hızlar
- Radyal doğal frekanslar belirler kritik hızlar
- İlk kritik hız genellikle ilk radyal bükme moduna karşılık gelir
- Campbell diyagramları radyal titreşim davranışını hıza göre tahmin edin
- Kritik hızlardan ayırma marjları aşırı radyal titreşimi önler
Mod Şekilleri
- Her radyal titreşim modunun karakteristik sapma şekli vardır
- Birinci mod: basit ark bükme
- İkinci mod: Düğüm noktası olan S eğrisi
- Daha yüksek modlar: giderek karmaşıklaşan desenler
Dengeleme Hususları
- Dengeleme hedefleri 1X frekansta radyal titreşimin azaltılmasını sağlar
- Etki katsayıları düzeltme ağırlıklarını radyal titreşim değişikliklerine bağla
- Radyal mod şekillerine dayalı optimum düzeltme düzlemi konumları
Düzeltme ve Kontrol Yöntemleri
Dengesizlik İçin
- Saha dengeleme taşınabilir analizörler kullanarak
- Tek düzlemli veya iki düzlemli dengeleme prosedürler
- Kritik bileşenler için hassas atölye dengelemesi
Mekanik Sorunlar İçin
- Yanlış hizalamayı düzeltmek için hassas hizalama
- Rulman arızalarında rulman değişimi
- Gevşek bileşenlerin sıkılması
- Yapısal sorunlar için temel onarımları
- Eğilmiş millerin düzeltilmesi veya değiştirilmesi
Rezonans Sorunları İçin
- Kritik hız aralıklarından kaçınmak için hız değişiklikleri
- Sertlik değişiklikleri (mil çapı, yatak konum değişiklikleri)
- Sönümleme iyileştirmeleri (sıkıştırmalı film sönümleyicileri, yatak seçimi)
- Doğal frekansları değiştirmek için kitlesel değişiklikler
Öngörücü Bakımda Önem
Radyal titreşim izleme, öngörücü bakım programlarının temel taşıdır:
- Erken Arıza Tespiti: Radyal titreşimdeki değişiklikler arızalardan haftalar veya aylar önce meydana gelir
- Trend: Yavaş yavaş artışlar gelişen sorunlara işaret ediyor
- Arıza Teşhisi: Frekans içeriği belirli arıza türlerini tanımlar
- Şiddet Değerlendirmesi: Genlik, sorunun ciddiyetini ve aciliyetini gösterir
- Bakım Planlaması: Zaman bazlı bakım yerine durum bazlı bakım
- Maliyet Tasarrufu: Felaket niteliğindeki arızaları önler ve bakım aralıklarını optimize eder
Döner makinelerde birincil titreşim ölçümü olan radyal titreşim, ekipman durumu hakkında önemli bilgiler sağlar ve endüstriyel döner ekipmanların güvenilir, emniyetli ve verimli çalışmasını sağlamak için vazgeçilmezdir.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 