Pomiar drgań względnych wału: jak mobilny TWave T8 pomaga zdiagnozować silnik
Pomiar drgań względnych wału pokazuje ruch wirnika w łożysku ślizgowym, którego nie widać w drganiach obudowy.
W VIMS wykonujemy go przenośnym rejestratorem TWave T8: 8 kanałów, próbkowanie do 51,2 kS/s, praca przy maszynie albo przy szafie systemu zabezpieczeń. Poniżej wyjaśniamy, kiedy taki pomiar ma sens i co pokazał na przykładzie silnika.
Czym są drgania względne wału i czym różnią się od bezwzględnych?
Drgania względne to ruch wału mierzony względem czujników zamocowanych w obudowie łożyska, najczęściej czujników wiroprądowych (proximity probes). Drgania bezwzględne mierzymy na obudowie, np. akcelerometrem.
W maszynach z łożyskami ślizgowymi film olejowy tłumi przenoszenie drgań na obudowę. Dlatego sam pomiar obudowy może nie pokazać, co dzieje się z wirnikiem. Pomiar względny uzupełnia go o obraz ruchu wału.
| Cecha | Drgania bezwzględne (obudowa) | Drgania względne (wał) |
| Co mierzymy | Ruch obudowy w przestrzeni | Ruch wału względem czujnika |
| Typowy czujnik | Akcelerometr, czujnik prędkości | Czujnik wiroprądowy |
| Jednostka | mm/s, g | µm p-p |
| Co pokazuje | Stan łożysk tocznych, luzy, rezonanse | Orbitę, położenie osi wału, odpowiedź 1X |
| Gdzie najważniejszy | Maszyny z łożyskami tocznymi | Maszyny z łożyskami ślizgowymi |
Kiedy warto zastosować mobilny system pomiarowy?
Problem z drganiami często pojawia się tylko w określonych warunkach: przy danym obciążeniu, po rozgrzaniu maszyny albo w nocy. Krótki pomiar kontrolny może go nie uchwycić. Przenośny zestaw pozwala zorganizować czasowy monitoring i zebrać dane z kluczowych stanów pracy.
Mobilny pomiar sprawdza się szczególnie przy:
- rozruchach i wybiegach maszyn,
- próbach po remoncie,
- ocenie okresowo podwyższonych drgań,
- porównywaniu zachowania maszyny w różnych warunkach eksploatacji.
TWave T8: najważniejsze możliwości
TWave T8 to kompaktowy moduł pomiarowy, który przewozimy w walizce i instalujemy przy maszynie lub przy szafie systemu monitorowania. Po konfiguracji sieci dane są dostępne zdalnie przez przeglądarkę.
- 8 równocześnie próbkowanych kanałów dynamicznych
- częstotliwość próbkowania do 51,2 kS/s
- przebiegi czasowe i widma FFT, demodulacja
- amplituda i faza składowych obrotowych (1X, 2X), śledzenie rzędów
- kaskady widm (waterfall)
- orbity i położenie osi wału (Shaft Centerline)
- rejestracja okresowa i wyzwalana zdarzeniami
Zakres funkcji zależy od wersji i licencji urządzenia.
Jak podłączyć TWave do istniejącego systemu zabezpieczeń?
Nie zawsze trzeba montować nowe czujniki. TWave może pobierać sygnały z istniejącego toru pomiarowego, np. z wyjść buforowanych systemu Bently Nevada 3500. Wymaga to dopasowania wejść, czułości, składowej DC i odniesienia fazowego (znacznika obrotów).
Co pokazują orbita, Shaft Centerline i analiza 1X?
- Orbita to tor ruchu wału w płaszczyźnie dwóch czujników ustawionych pod kątem 90°.
- Shaft Centerline pokazuje zmiany średniego położenia wału w łożysku.
- Amplituda i faza 1X pozwalają śledzić odpowiedź synchroniczną wirnika, czyli składową o częstotliwości obrotów.
Dopiero zestawienie tych danych z widmami i trendami daje solidną podstawę do oceny zachowania wirnika.
Przykład z praktyki: silnik z rosnącą amplitudą 1X
W analizowanym silniku wzrostom amplitudy 1X towarzyszyły zmiany fazy i położenia średniego wału. Zestawienie tych wielkości z warunkami cieplnymi pozwoliło ukierunkować dalszą diagnostykę.
Po ograniczeniu wahań temperatury trend drgań się uspokoił, ale oś wału nadal się przemieszczała. Spokojniejszy trend nie był więc dowodem na usunięcie przyczyny. Kolejny krok to porównanie pełnego sygnału ze składową 1X i sprawdzenie odniesienia obrotów.
Wniosek z tego przypadku: sam kształt orbity nie przesądza o przycieraniu, niewyważeniu ani niestabilności filmu olejowego. Diagnoza wymaga spójnej oceny kilku rodzajów danych.
Dlaczego mobilność ma znaczenie w diagnostyce?
Wartość takiego rozwiązania polega na zebraniu właściwych danych we właściwym czasie. TWave może pojechać z diagnostą na pomiary albo zostać przy maszynie na cały okres obserwacji. Rejestracja wielokanałowa, analiza drgań względnych i historia pomiarów ułatwiają przejście od sygnału „drgania rosną” do planu dalszych działań.
FAQ
Czy pomiar drgań obudowy wystarczy dla maszyn z łożyskami ślizgowymi?
Często nie. Film olejowy tłumi drgania przenoszone na obudowę, dlatego warto uzupełnić go o pomiar drgań względnych wału.
Czy do pomiaru drgań względnych trzeba montować nowe czujniki?
Nie zawsze. TWave T8 może korzystać z wyjść buforowanych istniejącego systemu zabezpieczeń, np. Bently Nevada 3500
Jak długo trwa czasowy monitoring?
Tyle, ile potrzeba, by uchwycić stany pracy, w których pojawia się problem: od jednego rozruchu po kilka dni lub tygodni.
Czy kształt orbity wystarczy do postawienia diagnozy?
Nie. Orbitę należy ocenić razem z Shaft Centerline, amplitudą i fazą 1X, widmami oraz warunkami pracy.
Czy dane można przeglądać zdalnie?
Tak, po konfiguracji i zapewnieniu połączenia sieciowego dane są dostępne przez przeglądarkę.
Potrzebujesz pomiaru drgań względnych w swoim zakładzie?
Zespół VIMS wykonuje mobilne pomiary diagnostyczne i czasowy monitoring maszyn wirnikowych. Napisz na info@vims.pl lub zadzwoń: +48 12 446 40 50.
Autor: Maciej Kloch, Executive Reliability and Asset Management Expert, VIMS.
Możliwości urządzenia wg TWave T8 Series; wykresy na podstawie danych pomiarowych z raportu VIMS.
