Діагностика зігнутого вала
A зігнутий вал — це стан, при якому машина ротор була остаточно — пластично — деформована, внаслідок чого її геометрична центральна лінія більше не пролягає прямо. Це призводить до вібрація підпис, який на перший погляд дуже схожий на дисбаланс або невідповідність, але він має одну характерну особливість, яка вирізняє його серед інших: сильні осьові коливання на робочих обертах. Розпізнавши цей відбиток пальця — і підтвердивши його за допомогою фазовий аналіз — саме це заважає інженеру марнувати години, намагаючись усунути несправність, яку таким чином усунути неможливо.
1. Природа зігнутого вала
Вигин вала виникає внаслідок того, що матеріал вала піддається навантаженню, яке перевищує межу пружності, внаслідок чого після зняття навантаження вал не повертається у вихідне положення. Це може бути спричинено кількома механізмами:
- Термічне напруження: гарячий ротор — наприклад, ротор турбіни, який охолоджувався нерівномірно, або ротор, який не обертався на приводі, — може під час охолодження набути постійного вигину. Це відрізняється від тимчасового тепловий лук яка зникає, коли температура вирівнюється.
- Механічні пошкодження: падіння ротора, сильний удар або необережне поводження під час транспортування чи капітального ремонту.
- Несправність симпатичної нервової системи: Тривала експлуатація в умовах значного дисбалансу або неправильного центрування може призвести до перевантаження вала аж до його руйнування, що спричинить виникнення нових несправностей.
Варто розрізняти справжнє пластичне викривлення та таке, що піддається відновленню вал лука: термодеформований або деформований під дією сили тяжіння лук може випрямитися під час використання або після відпочинку, тоді як вигнутий стрижень залишається деформованим і його необхідно виправити механічним шляхом або замінити.
2. Вібраційна сигнатура зігнутого вала
Головною особливістю є пік з великою амплітудою на 1× the робоча швидкість. Вигин діє як велика розподілена точка ваги, тому під час обертання вала він створює навантаження один раз за оберт відцентрова сила дуже схожий на симптом дисбалансу. Відмінними ознаками є:
- Висока осьова вібрація: найголовніша ознака. Під час обертання викривленого вала він змушує закріплені на ньому деталі — муфти, підшипники, корпус ротора — рухатися вперед-назад уздовж осі вала. Коли осьова вібрація якщо це значення перевищує приблизно 50 % від радіального (горизонтального або вертикального) рівня, це є явною ознакою викривлення вала або значного розбіжності осей.
- Подібні радіальні коливання: як і у випадку з дисбалансом, 1× радіальна вібрація is high.
- Домінантна частота 1×: "У нас тут є спектр зазвичай переважає пік 1×, хоча може з’являтися й компонент 2× — особливо коли вигин розташований поблизу центру стрижня.
Оскільки радіальна картина настільки точно імітує дисбаланс, саме осьові показники та фазові співвідношення, описані нижче, дають змогу остаточно підтвердити діагноз.
3. Відмінність викривленого вала від перекосу
Вигнутий вал та розцентрування вала можуть виглядати майже однаково за амплітудою, оскільки обидва викликають осьові коливання. Щоб їх розрізнити, потрібно фазовий аналіз, використовуючи часові співвідношення а тахометр це стає можливим завдяки посиланням.
- Процедура: виміряти радіальне та осьове фаза вимірювання на внутрішньому та зовнішньому підшипниках — загалом чотири показники.
- Показник вигнутого вала: якщо вал вигнутий, показання осьової фази, отримані в одній і тій же радіальній точці (наприклад, у верхній частині кожного підшипника), будуть приблизно зсув фаз на 180° один з одним. Коли носова частина штовхає один кінець ротора вперед, інший кінець відтягується назад.
- Показник розбіжності: у випадку класичного кутового розбіжності ці ж значення осьової фази, як правило, становлять приблизно in phase (відстань між ними майже 0°).
Вимірювання фазних значень по всьому з'єднанню дає додаткові, часто вирішальні, докази, що дозволяють розрізнити ці два типи несправностей. А калькулятор фазового кута це зручно для об’єднання та порівняння цих векторних показників під час оцінки.
4. Відмінність погнутого вала від дисбалансу
Обидва випадки спричиняють сильну радіальну вібрацію 1×, але чиста дисбаланс створює дуже незначні осьові коливання. Отже, високий пік 1× у поєднанні з Значний осьовий зсув вказує не лише на дисбаланс, а й на вигин вала або розбіжність осей.
Під час виправлення також спостерігається практична, майже діагностична поведінка. Вигнутий вал неможливо виправити за допомогою балансування: adding коригувальні ваги може зменшити вібрацію на одному підшипнику, одночасно збільшивши її на іншому, оскільки вигин є розподіленою деформацією, а не окремою локалізованою масою. Якщо ротор виявляється важко або взагалі неможливо збалансувати — показники не збігаються до прийнятного рівня залишковий дисбаланс — така неприємна поведінка сама по собі є вагомим доказом викривлення валу, а не простого дисбалансу.
5. Підтвердження та практичні вимірювання
Остаточне підтвердження має механічний характер: закріпіть ротор на V-подібних блоках або між токарними центрами та проведіть по валу щупом з циферблатним індикатором, щоб виміряти його вибіг (загальне значення показника). Значне, повторюване биття, яке досягає максимуму в одному кутовому положенні, свідчить про фізичне викривлення, після чого вал необхідно випрямити або замінити. А калькулятор радіального биття вала допомагає пов’язати виміряний показник TIR із фактичною ексцентричністю осі.
Однак перед тим, як розбирати машину, несправність зазвичай спочатку виявляють на працюючому обладнанні. Портативний двоканальний аналізатор, такий як Балансет-1а дозволяє техніку одночасно виміряти амплітуду та фазу 1× у радіальному та осьовому напрямках на обох підшипниках, а саме на власних підшипниках машини, що працюють на робочій швидкості — саме той чотириточковий фазовий набір, який необхідний для того, щоб відрізнити викривлення вала від неспіввісності та підтвердити, що ротор дійсно не піддається балансуванню. Такі виміри на місці дозволяють перетворити неоднозначний симптом високого 1× на впевнений діагноз ще до початку будь-якого демонтажу.
