Hiểu về rung động trục trong máy móc quay

Devices

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

Parts

Optical Sensor (Laser Tachometer)

Bộ dụng cụ cân bằng và chẩn đoán rung động hoàn chỉnh từ Vibromera, bao gồm bốn cảm biến rung động có dây cáp, mô-đun giao diện tín hiệu, máy đo tốc độ laser có chân đế từ tính, cân kỹ thuật số, cáp USB và hộp đựng. Hệ thống được thiết kế để cân bằng rô-to tại hiện trường và theo dõi tình trạng trên thiết bị công nghiệp.

Devices

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

Định nghĩa: Rung trục là gì?

Rung trục (còn gọi là rung động dọc hoặc rung động đẩy) là chuyển động qua lại của một cánh quạt theo hướng song song với trục quay của nó. Không giống như rung động bên là chuyển động sang hai bên vuông góc với trục, dao động dọc trục biểu thị trục chuyển động vào và ra dọc theo chiều dài của nó, tương tự như chuyển động của piston.

Mặc dù thường có biên độ thấp hơn rung động ngang, rung động dọc trục có tính chẩn đoán cao đối với một số loại lỗi máy móc, đặc biệt là sự không thẳng hàng, các vấn đề về ổ trục đẩy và các vấn đề liên quan đến quy trình trong máy bơm và máy nén.

Đặc điểm và Đo lường

Hướng và chuyển động

Rung trục xảy ra dọc theo trục trung tâm của trục:

Chuyển động song song với trục quay của trục
Rotor chuyển động qua lại như một chuyển động tịnh tiến
Thông thường được đo ở vỏ ổ trục hoặc đầu trục
Biên độ thường nhỏ hơn rung động xuyên tâm nhưng có ý nghĩa chẩn đoán rất cao

Thiết lập đo lường

Rung trục yêu cầu lắp đặt cảm biến cụ thể:

Hướng cảm biến: Máy đo gia tốc hoặc bộ chuyển đổi vận tốc được gắn song song với trục trục
Vị trí điển hình: Trên nắp đầu vỏ ổ trục, chuông đầu động cơ hoặc vỏ ổ trục đẩy
Đầu dò tiệm cận: Có thể đo vị trí trục trực tiếp khi lắp đối diện với bề mặt đầu trục
Tầm quan trọng: Thường bị bỏ qua nhưng rất quan trọng để chẩn đoán máy móc hoàn chỉnh

Nguyên nhân chính gây ra rung động trục

1. Không cân chỉnh (Nguyên nhân phổ biến nhất)

Trục không thẳng hàng, đặc biệt là sự sai lệch góc, là nguyên nhân chính gây ra rung động dọc trục:

Triệu chứng: Độ rung trục cao 1X hoặc 2X ở tốc độ chạy
Cơ chế: Độ lệch góc giữa các trục ghép tạo ra lực dọc dao động truyền qua khớp nối
Chỉ số chẩn đoán: Biên độ rung trục > 50% của rung động hướng tâm cho thấy sự sai lệch rõ rệt
Mối quan hệ pha: Rung trục ở đầu truyền động và đầu không truyền động thường lệch pha 180°

2. Lỗi ổ trục đẩy

Các vấn đề với ổ trục đẩy kiểm soát vị trí trục dọc gây ra rung động dọc đặc trưng:

Vòng bi chịu lực bị mòn hoặc hư hỏng
Tải trước ổ trục đẩy không đủ
Hỏng ổ trục đẩy cho phép chơi dọc trục quá mức
Các vấn đề bôi trơn cụ thể đối với ổ trục đẩy

3. Lực thủy lực hoặc khí động học

Lực tác động trong máy bơm, máy nén và tua bin tạo ra lực dọc trục:

Hiện tượng sủi bọt của bơm: Sự sụp đổ của bong bóng hơi tạo ra lực xung kích dọc trục
Sự mất cân bằng của cánh quạt: Dòng chảy không đối xứng tạo ra lực đẩy dọc trục dao động
Dòng chảy nhiễu loạn dọc trục: Trong máy nén trục và tua bin
Đang dâng trào: Sự tăng vọt của máy nén tạo ra rung động dọc trục dữ dội
Tuần hoàn: Hoạt động không đúng thiết kế gây mất ổn định dòng chảy

4. Sự lỏng lẻo về mặt cơ học

Khoảng hở quá mức cho phép chuyển động dọc trục:

Bề mặt ổ trục đẩy bị mòn
Các thành phần khớp nối lỏng lẻo
Thiết kế ổ trục không đủ khả năng hạn chế trục
Miếng đệm hoặc miếng đệm bị mòn

5. Vấn đề ghép nối

Sự mài mòn hoặc lắp đặt sai khớp nối tạo ra rung động dọc trục:

Răng khớp nối bánh răng bị mòn cho phép chuyển động dọc trục
Khớp nối mềm lắp đặt không đúng cách
Lỗi chiều dài bộ đệm khớp nối
Góc khớp vạn năng tạo thành các thành phần lực dọc trục

6. Các vấn đề về tăng trưởng nhiệt

Sự giãn nở nhiệt khác biệt có thể gây ra lực dọc trục:

Sự giãn nở nhiệt của đường ống đẩy/kéo thiết bị
Sự tăng trưởng nhiệt không đều giữa các máy ghép nối
Nền móng lún ảnh hưởng đến sự liên kết trục

Ý nghĩa chẩn đoán

Chẩn đoán sai lệch

Rung trục là chỉ số quan trọng để chẩn đoán tình trạng mất cân bằng:

Nguyên tắc chung: Nếu độ rung dọc trục > 50% của độ rung hướng tâm, nghi ngờ có sự mất cân bằng
Nội dung tần suất: Chủ yếu là 2X cho độ lệch lệch song song; 1X và 2X cho độ lệch góc
Phân tích pha: Độ lệch pha 180° giữa các phép đo trục ở hai đầu đối diện xác nhận sự không thẳng hàng
Xác nhận: Độ rung trục cao giảm đáng kể sau khi căn chỉnh chính xác giúp xác nhận chẩn đoán

Chẩn đoán máy bơm và máy nén

Đối với thiết bị quay xử lý chất lỏng:

Hiện tượng sủi bọt: Rung động trục ngẫu nhiên, tần số cao với đặc tính băng thông rộng
Mất cân bằng thủy lực: Rung trục 1X từ tải cánh quạt không đối xứng
Sóng dâng: Dao động trục biên độ lớn, tần số thấp
Tần suất đi qua lưỡi dao: Thành phần trục ở tần số cánh quạt cho biết các vấn đề về dòng chảy

Đánh giá tình trạng ổ trục

Sự gia tăng đột ngột độ rung dọc trục có thể cho thấy ổ trục đẩy bị hư hỏng
Rung trục với tần số lỗi ổ trục đẩy xác nhận vấn đề ổ trục
Độ trôi trục quá mức được đo bằng đầu dò tiệm cận cho thấy ổ trục bị mòn

Mức độ và tiêu chuẩn chấp nhận được

Hướng dẫn chung

Trong khi các tiêu chuẩn như ISO 20816 chủ yếu đề cập đến rung động hướng tâm, thì giới hạn rung động hướng trục thường được thể hiện như sau:

So với bán kính: Trục phải là < 50% rung động hướng tâm trong điều kiện bình thường
Giới hạn tuyệt đối: Thông thường là 25-50% của giới hạn rung động hướng tâm cho loại máy
So sánh cơ sở: Tăng 50-100% từ cuộc điều tra lệnh cơ sở

Tiêu chuẩn dành riêng cho thiết bị

API 610 (Máy bơm ly tâm): Chỉ định cả giới hạn rung động hướng tâm và hướng trục
API 617 (Máy nén ly tâm): Bao gồm tiêu chí chấp nhận rung động trục
Máy móc tuabin: Thường được theo dõi liên tục bằng cảm biến vị trí trục và cảm biến rung

Phương pháp khắc phục và giảm thiểu

Đối với sự không thẳng hàng

Căn chỉnh trục chính xác: Sử dụng các công cụ căn chỉnh bằng laser để hiệu chỉnh độ lệch góc và song song
Sửa lỗi chân mềm: Đảm bảo tất cả các chân lắp đều nằm phẳng trước khi căn chỉnh
Cân nhắc về sự phát triển nhiệt: Tính đến sự giãn nở nhiệt độ hoạt động trong sự liên kết
Giảm căng thẳng cho đường ống: Loại bỏ lực đường ống kéo thiết bị ra khỏi vị trí thẳng hàng

Đối với các vấn đề về ổ trục đẩy

Thay thế các bộ phận ổ trục đẩy bị mòn
Xác minh tải trọng trước và khe hở ổ trục đẩy thích hợp
Đảm bảo bôi trơn đầy đủ cho các bề mặt chịu lực đẩy
Kiểm tra lắp đặt ổ trục đẩy và miếng đệm đúng cách

Đối với lực dọc trục liên quan đến quy trình

Loại bỏ hiện tượng sủi bọt: Tăng áp suất đầu vào, giảm nhiệt độ chất lỏng, kiểm tra xem có tắc nghẽn đầu vào không
Tối ưu hóa điểm vận hành: Vận hành máy bơm và máy nén trong phạm vi thiết kế
Lực cân bằng thủy lực: Sử dụng lỗ cân bằng hoặc cánh quạt phía sau trên cánh quạt
Kiểm soát chống đột biến điện áp: Triển khai biện pháp phòng ngừa đột biến điện áp hiệu quả cho máy nén

Đối với các vấn đề cơ khí

Thay thế các khớp nối và linh kiện khớp nối bị mòn
Siết chặt các kết nối cơ học lỏng lẻo
Xác minh kích thước miếng đệm và miếng đệm chính xác
Đảm bảo lắp đặt khớp nối đúng theo thông số kỹ thuật của nhà sản xuất

Thực hành đo lường tốt nhất

Lắp đặt cảm biến

Lắp đặt chắc chắn: Sử dụng đinh tán hoặc chất kết dính thay vì nam châm để đo trục khi có thể
Xác minh hướng: Đảm bảo cảm biến thực sự song song với trục trục (không nghiêng)
Cả hai đầu: Đo độ rung dọc trục ở cả đầu truyền động và đầu không truyền động để so sánh pha
Đầu dò tiệm cận: Đối với thiết bị quan trọng, hãy lắp đặt cảm biến vị trí trục cố định

Thu thập dữ liệu

Luôn thu thập dữ liệu trục cùng với các phép đo bán kính theo chiều ngang và chiều dọc
Ghi lại mối quan hệ pha giữa các phép đo trục tại các vị trí khác nhau
So sánh tỷ lệ biên độ trục và biên độ hướng tâm
Xu hướng rung động trục theo thời gian để phát hiện các vấn đề đang phát triển

So sánh rung động trục và rung động hướng tâm

Sự khác biệt chính

Diện mạo	Rung động xuyên tâm (bên)	Rung trục
Phương hướng	Vuông góc với trục trục	Song song với trục trục
Biên độ điển hình	Cao hơn	Thấp hơn (thường là < 50% của xuyên tâm)
Nguyên nhân chính	Mất cân bằng, trục cong, lỗi ổ trục	Sự không thẳng hàng, vấn đề về ổ trục đẩy, lực quá trình
Giá trị chẩn đoán	Tình trạng máy móc chung	Cụ thể cho các vấn đề về sai lệch và lực đẩy
Ưu tiên giám sát	Tập trung chính	Thứ yếu nhưng quan trọng cho chẩn đoán

Ứng dụng công nghiệp

Việc theo dõi rung động trục đặc biệt quan trọng đối với:

Máy bơm ly tâm: Lực thủy lực và phát hiện hiện tượng sủi bọt
Máy nén: Giám sát ổ trục đẩy và phát hiện đột biến
Tuabin: Lực cánh tua bin trục và điều kiện ổ trục đẩy
Thiết bị kết hợp: Xác minh sự liên kết và điều kiện ghép nối
Thiết bị xử lý: Giám sát tình trạng dòng chảy

Mặc dù rung động dọc trục thường bị lu mờ bởi rung động hướng tâm nổi bật hơn, nhưng các nhà phân tích rung động giàu kinh nghiệm nhận ra giá trị chẩn đoán quan trọng của nó. Nhiều vấn đề máy móc có thể bị bỏ sót nếu chỉ kiểm tra rung động hướng tâm, nhưng lại được phát hiện rõ ràng qua các mẫu rung động dọc trục, khiến nó trở thành một thành phần thiết yếu của các chương trình giám sát tình trạng máy móc toàn diện.

← Quay lại Mục lục chính

Rung trục trong máy móc quay là gì?

Được xuất bản bởi admin trên Tháng 10 28, 2025 Tháng 10 28, 2025