Diagnostiek van overmatige trillingen in roterende apparatuur: van spectrumanalyse tot het vaststellen van de oorzaak

1. Probleembeschrijving en reikwijdte

Deze tip is bedoeld voor het diagnosticeren van overmatige trillingen in roterende apparatuur. Trillingen kunnen van verschillende aard zijn: harmonisch, gepulseerd of snijdend. Het kan voorkomen in verschillende soorten apparatuur: elektromotoren, pompen, compressoren, turbines. Trillingen worden bepaald met behulp van een trillingsmeter of een thermische camera. Afhankelijk van het trillingsniveau wordt dit geclassificeerd als kritisch (meer dan 12 mm/s), gemiddeld (5–12 mm/s) of klein (tot 5 mm/s). Kritische trillingen kunnen leiden tot snelle lagerslijtage, schade aan de behuizing of uitval van apparatuur.

2. Voorlopige veiligheidsmaatregelen

Stop de apparatuur vóór de diagnose. Gebruik een Lockout and Signout (LOTO)-systeem om een gevaarlijke stroomaansluiting te elimineren. Ontkoppel de bedrading, open de lagerconstructies en krijg toegang tot de interne onderdelen van de apparatuur. Gebruik speciale beschermingsmiddelen: handschoenen, bril, manicure, middelen om te beschermen tegen hoge temperaturen en hoge druk.

3. Noodzakelijke diagnostische hulpmiddelen

4. Voorlopig overzicht

5. Systematisch diagnostisch schema

1. Meet de trilling in drie vlakken (X, Y, Z) op een afstand van 10-20 mm van het lager.
   1. Als de trilling meer dan 12 mm/s bedraagt:
      1. Meet het trillingsspectrum.
         1. Als de harmonische frequentie wordt gedetecteerd:
            1. Balans diagnose.
               1. Controleer het niveausaldo.
                  1. Als het saldo onjuist is:
                     1. Voer de balans uit.
                     2. Controleer de trillingen na de reparatie.

6. Matrix voor het vaststellen van oorzaken

7. Analyse van redenen

7.1. Nalatigheid

Reden: Nalatigheid bij het balanceren van roterende apparatuur. Tijdens het balanceren moet het centrale moment minder dan 0,1% van de massa van het roterende element bedragen. Onzorgvuldigheid leidt tot harmonische trillingen in de overeenkomstige frequentie.

Diagnose: gebruik trillingsspectrumanalyse om harmonische frequenties te detecteren. Als de trilling toeneemt van 1 tot 10 kHz, kan dit een teken zijn van onzorgvuldigheid.

Mogelijke schade: onzorgvuldigheid veroorzaakt snelle slijtage van lagers, uitval van apparatuur en energieverlies.

7.2. Verkeerde centrering

Reden: De excentriciteit tussen de assen in de roterende apparatuur voldoet niet aan de toegestane normen (tot 0,1 mm). Dit resulteert in trillingen met een frequentie die een veelvoud is van de rotatiefrequentie.

Diagnose: Meet de slingering met een meetinstrument. Als de excentriciteit groter is dan 0,1 mm, kan dit de oorzaak van trillingen zijn.

Mogelijke schade: Onjuist centrifugeren leidt tot snelle slijtage van lagers, uitval van apparatuur en energieverlies.

7.3. Overtreding van lagers

Reden: Lagers verliezen hun slijtage-eigenschappen of er treden interne defecten op. Trillingen kunnen optreden als gevolg van oneffen oppervlakken of scheuren.

Diagnose: Meet de temperatuur van de lagers met een thermische camera. Als de temperatuur hoger is dan 40°C, kan dit een teken zijn van een defect.

Mogelijke schade: lagerstoringen leiden tot defecten aan apparatuur, lagerslijtage en energieverlies.

7.4. Resonantie

Reden: Resonantie treedt op wanneer de rotatiefrequentie van de apparatuur samenvalt met de equivalente frequentie van de apparatuurelementen. Dit resulteert in trillingen op verschillende frequenties, waardoor de trilling toeneemt.

Diagnose: gebruik trillingsspectrumanalyse om resonantiefrequenties te identificeren. Als de trilling optreedt op een frequentie die samenvalt met de rotatiefrequentie, kan dit een teken zijn van resonantie.

Potentiële schade: resonantie leidt tot uitval van apparatuur, lagerslijtage en energieverlies.

8. Stapsgewijze oplossingsprocedures

8.1. Balanceren

1. Balanceer de roterende apparatuur met een balanceergereedschap.
2. Meet na het balanceren nogmaals de trilling.
3. Controleer of de trilling niet groter is dan 5 mm/s.

8.2. Centreren

1. Meet de excentriciteit van de roterende apparatuur.
2. Centreer de as in het juiste vlak.
3. Meet de trilling opnieuw na het centrifugeren.

8.3. Reparatie van lagers

1. Meet de temperatuur van de lagers.
2. Maak de oude lagers los en installeer de nieuwe.
3. Meet na correctie nogmaals de trilling.

8.4. Correctie van resonantie

1. Gebruik trillingsspectrumanalyse om de resonantiefrequentie te identificeren.
2. Verander de rotatiefrequentie van de apparatuur of verwijder de knooppunten die resonantie veroorzaken.
3. Meet na correctie nogmaals de trilling.

9. Preventieve maatregelen

10. Vervangende onderdelen en componenten

Ga naar de UNITEC-D e-Catalog voor details over beschikbare componenten.

11. Koppelingen

• Certificaten: CE, UkrSEPRO
• Normen: DSTU 3109-96, EN 13445, ISO 10816
• Extra links: Reparatiehandleiding voor roterende apparatuur, UNITEC-D onderhoudsgidsen