Розуміння аналізу вибігу
Визначення: Що таке аналіз вибігу?
Аналіз руху на вибіг є систематичним вібрація вимірювання та оцінка під час уповільнення обладнання від робочої швидкості до зупинки після відключення живлення, запис амплітуди, фаза, та спектральний вміст у всьому діапазоні швидкостей. Аналіз даних про вибіг за допомогою Діаграми Боде і водоспади розкриває критичні швидкості, власні частоти, демпфування характеристики та динамічна поведінка ротора, необхідні для введення обладнання в експлуатацію, усунення несправностей та періодичної перевірки стану.
Аналіз вибігу тісно пов'язаний з аналіз передпочаткового етапу але пропонує переваги природного гальмування без двигуна (простіше, безпечніше) та високих робочих температур (порівняно з холодним запуском). Це стандартне випробування для приймання турбомашин та цінна періодична діагностика, що виконується під час планових зупинок.
Процедура випробування
Підготовка
- Встановити акселерометри на всіх місцях розташування підшипників
- Підключитися тахометр для швидкості та фазового опорного сигналу
- Налаштування збору даних для безперервного запису
- Встановлення умов запуску (діапазон швидкості, тривалість)
Виконання
- Стабілізувати: Обладнання на стабільній робочій швидкості
- Розпочати запис: Розпочати збір даних
- Відключити живлення: Вимкнення живлення двигуна, відключення подачі палива до турбіни тощо.
- Монітор: Слідкуйте за вібрацією під час гальмування
- Запис завершено: Продовжуйте зупинятися або дотримуйтесь мінімальної швидкості, яка вас цікавить
- Зберегти дані: Архів повного набору даних про виліт
Тривалість
- Залежить від інерції ротора та тертя
- Малі двигуни: 30-60 секунд
- Великі турбіни: 10-30 хвилин
- Довші вибіги забезпечують більше точок даних (краща роздільна здатність)
Аналіз даних
Генерація графіка Боде
- Витяг амплітуди коливань на кожній швидкості (з фільтра відстеження)
- Витяг фазового кута на кожній швидкості
- Побудуйте графік залежності обох від швидкості
- Критичні швидкості проявляються як амплітудні піки з фазовими переходами
Ділянка водоспаду
- Обчислюйте FFT через регулярні інтервали швидкості
- Об'єднання спектрів для створення 3D-дисплея
- Синхронні за швидкістю компоненти (1×, 2×) відстежуються по діагоналі
- Компоненти фіксованої частоти (власні частоти) з'являються вертикально
- Критичні швидкості, видимі як перехрестя
Аналіз орбіти
- З безконтактними зондами XY
- Вал орбіта зміни через критичні швидкості
- Напрямок прецесії та еволюція форми
- Розширена характеристика динаміки ротора
Отримана інформація
Місця критичної швидкості
- Точна кількість обертів за хвилину, де виникають резонанси
- Перша, друга, третя критичні швидкості, якщо вони в межах діапазону
- Перевірка проти проектних розрахунків
- Оцінка запасу розділення
Ступінь резонансу
- Амплітуда піку вказує на коефіцієнт посилення
- Високі піки (> 5-10× базова лінія) вказують на низьке затухання
- Гострі вершини більше хвилюють, ніж широкі вершини
- Оцініть, чи прийнятна вібрація під час перехідного періоду
Кількісна оцінка демпфування
- Розрахувати за піковою різкістю (метод Q-фактора)
- Або від швидкості затухання у часовій області
- Коефіцієнт демпфування зазвичай становить 0,01-0,10 для машин
- Менше затухання = вищі резонансні піки
Застосування
Введення в експлуатацію нового обладнання
- Перевірка першого запуску
- Перевірте відповідність критичних швидкостей прогнозованим значенням (±10-15%)
- Підтвердіть достатні межі розділення
- Встановити базову основу для майбутнього порівняння
- Вимога до приймальних випробувань
Усунення несправностей високої вібрації
- Визначте, чи працює машина на швидкості, близькій до критичної
- Визначте раніше невідомі резонанси
- Оцінити вплив модифікацій (зміни підшипників, додана маса)
- Порівняйте до/після вибігу
Періодична оцінка стану здоров'я
- Щорічний вибіг під час планових зупинок
- Порівняйте з базовим показником введення в експлуатацію
- Виявлення критичних змін швидкості (що вказує на механічні зміни)
- Контроль деградації демпфування
Переваги над розбігом
Безпілотне уповільнення
- Природний вибіг від тертя та вітру
- Відсутність ускладнень системи керування
- Простіше виконання
Повільніші зміни швидкості
- Довший час на кожній швидкості (краща роздільна здатність даних)
- Більше точок даних завдяки критичним швидкостям
- Покращене вимірювання демпфування
Випробування на гарячому стані
- Обладнання за робочої температури
- Підшипники з робочими зазорами
- Більш репрезентативна фактична операційна динаміка
Практичні міркування
Безпека
- Контролюйте вібрацію під час руху накатом
- Якщо надмірно, розгляньте варіант екстреного гальмування замість проїзду крізь нього
- Персонал, звільнений від обладнання
- Системи безпеки функціональні
Якість даних
- Забезпечити стабільне уповільнення (не нестабільне)
- Адекватна частота дискретизації для найвищих частот
- Гарний сигнал тахометра на всьому протязі
- Достатні середні значення на кожній швидкості
Повторюваність
- Виконайте кілька вибігів для перевірки
- Порівняйте результати для узгодженості
- Варіації вказують на зміну умов або проблеми з вимірюваннями
Аналіз вибігу – це фундаментальний метод діагностики динаміки ротора, який забезпечує комплексну характеристику динамічної поведінки машин шляхом вимірювання під час природного гальмування. Отримані графіки Боде та каскаду виявляють критичні швидкості, оцінюють затухання та дозволяють порівнювати їх з проектними прогнозами або історичними базовими рівнями, що робить випробування вибігу важливими для перевірки введення в експлуатацію, періодичної оцінки стану та усунення несправностей, пов'язаних з резонансом, в обертовому обладнанні.