Exemplu de diagnosticare a vibrațiilor motorului pentru echipele din fabrică
Un motor nu trebuie să se zguduie vizibil pentru a-și deteriora rulmenții, cuplajul sau echipamentul antrenat. Acest exemplu de diagnosticare a vibrațiilor unui motor arată cum o echipă de mentenanță poate trece de la o valoare a vibrațiilor în creștere la o decizie practică de reparație, fără să înlocuiască piese în stare bună sau să prelungească oprirea.
Începeți cu condițiile de funcționare, nu cu spectrul
O măsurătoare a vibrațiilor are sens numai dacă este corelată cu condițiile reale de funcționare ale utilajului. Înregistrați turația motorului, sarcina, condițiile procesului, configurația de montaj, tipul cuplajului și punctele în care au fost efectuate măsurătorile. Un motor care funcționează la 1,780 RPM are o frecvență de rotație de aproximativ 29,7 Hz, adică 1,780 de cicluri pe minut. Această turație de funcționare devine punctul de referință pentru interpretarea datelor.
Faceți măsurători la carcasele lagărelor de la capătul de antrenare și de la capătul opus, pe direcțiile orizontală, verticală și axială. Viteza vibrațiilor este, în general, utilă pentru identificarea stării generale a utilajului și a defecțiunilor obișnuite legate de turație. Accelerația și analiza anvelopei de înaltă frecvență sunt mai utile când se suspectează un defect la un rulment. Temperatura, sunetul și inspecția vizuală rămân, de asemenea, importante. Analiza vibrațiilor restrânge cauzele posibile, dar nu trebuie să înlocuiască verificările mecanice de bază.
Valoarea de referință este la fel de importantă ca măsurătoarea actuală. Dacă același motor funcționează în mod normal la o viteză a vibrațiilor de 0.08 inches per second, iar acum valoarea este de 0.31 inches per second, această schimbare merită investigată chiar dacă nu a fost depășită o limită generică de alarmă. Limitele acceptabile variază în funcție de dimensiunea motorului, rigiditatea fundației, criticitatea utilajului și standardul folosit în unitate.
Exemplu de diagnosticare a vibrațiilor unui motor: un motor cuplat la o pompă
Să luăm în considerare un motor de 40 HP, 1,800 RPM, care antrenează o pompă centrifugă printr-un cuplaj flexibil. Pompa rămâne în funcțiune, dar operatorii raportează un zumzet nou, de joasă frecvență, iar echipa de mentenanță constată că vibrația generală la capătul de antrenare al motorului a crescut în decurs de două săptămâni. Curentul motorului, presiunea de refulare și debitul rămân aproape de valorile normale.
Tehnicianul efectuează măsurători în timp ce pompa funcționează la sarcina uzuală a procesului. Viteza generală a vibrațiilor este cea mai mare la carcasa lagărului de la capătul de antrenare al motorului:
| Punct de măsurare | Viteza generală a vibrațiilor | Tipar principal |
|---|---:|---|
| Capătul de antrenare al motorului, orizontal | 0.31 in/s | Turație 1x pronunțată |
| Capătul de antrenare al motorului, vertical | 0.27 in/s | 1x pronunțată și 2x mai mică |
| Capătul de antrenare al motorului, axial | 0.24 in/s | 1x și 2x ridicate |
| Capătul opus celui de antrenare al motorului, orizontal | 0.12 in/s | Turație 1x ușoară |
| Lagărul interior al pompei, axial | 0.22 in/s | 1x și 2x ridicate |
spectrul arată un vârf dominant la turația 1x, de aproximativ 1,780 CPM, și o a doua armonică vizibilă la 2x. Valorile axiale sunt mult mai mari decât cele istorice ale motorului și sunt ridicate de ambele părți ale cuplajului. Datele anvelopei rulmenților nu indică frecvențe distincte de defectare a rulmenților și nu există energie de înaltă frecvență pe un spectru larg care să sugereze o problemă avansată de lubrifiere sau de suprafață a rulmentului.
Primul impuls ar putea fi să suspectăm dezechilibrul rotorului, deoarece domină turația 1x. Însă aceasta ar fi o concluzie incompletă. Dezechilibrul produce, de obicei, cel mai puternic răspuns în direcția radială, cu un vârf 1x clar și o fază stabilă. În acest caz, răspunsul axial și componenta 2x indică mai direct o nealiniere a cuplajului.
După izolarea echipamentului, echipa verifică cuplajul și găsește elemente elastomerice uzate și o acumulare vizibilă de reziduuri de proces în jurul bazei pompei. O verificare a alinierii cu laser confirmă o abatere paralelă de 0.008 inch și o nealiniere unghiulară de 0.006 inch per inch. Cuplajul flexibil compensase abaterea o perioadă, dar elementele uzate nu mai controlau forțele transmise.
Reparația presupune curățarea bazei, corectarea problemei de picior moale la unul dintre picioarele motorului, înlocuirea elementelor cuplajului și efectuarea unei alinieri de precizie după evaluarea conductelor și a dilatării termice. La repornire, viteza vibrațiilor pe orizontală la capătul de antrenare al motorului scade la 0.09 in/s, iar valoarea axială scade la 0.07 in/s. Vârful 2x nu mai este semnificativ.
Acest rezultat confirmă diagnosticul mai sigur decât spectrul inițial, luat singur. După o reparație trebuie întotdeauna efectuate măsurători repetate în condiții de funcționare comparabile. Dacă vibrațiile rămân ridicate, este posibil ca defecțiunea inițială să fi fost doar o parte a problemei.
Ce vă indică tiparul
Rareori, o singură frecvență a vibrațiilor oferă un răspuns definitiv. Direcția vibrației, armonicile, relația de fază, modificările condițiilor de funcționare și inspecția fizică determină dacă tiparul indică o problemă care necesită intervenție.
Un vârf 1x pronunțat, însoțit de vibrații radiale ridicate, indică adesea un dezechilibru, o excentricitate, un arbore îndoit sau o forță generată de proces. La un utilaj cu cuplare directă, verificați dacă există depuneri pe ventilator, deteriorarea rotorului pompei sau o modificare a echilibrării înainte de a programa echilibrarea. Echilibrarea rotorului cât timp baza este slăbită sau cuplajul este nealiniat poate reduce temporar simptomul, fără să corecteze cauza.
Vibrațiile axiale ridicate la 1x și 2x sunt un semn obișnuit de nealiniere, mai ales la sistemele cu motor și pompă cuplate. Nealinierea unghiulară tinde să mărească forțele axiale. Și abaterea paralelă poate genera vibrații radiale considerabile. Tiparul exact depinde de rigiditatea cuplajului, turația arborelui, starea fundației și gradul de deplasare a utilajului la atingerea temperaturii de funcționare.
Mai multe armonici ale turației, precum 1x, 2x, 3x și cele superioare, indică adesea slăbiri mecanice. Verificați șuruburile de fixare, mortarul fisurat, piciorul moale, ajustajul lagărelor și suporturile structurale. Un motor slăbit poate genera, de asemenea, tipare de vibrații înșelătoare, asemănătoare dezechilibrului sau nealinierii.
Defectele rulmenților se manifestă diferit. Pe măsură ce deteriorarea avansează, pot apărea frecvențele specifice rulmenților și șocurile de înaltă frecvență. Problemele de lubrifiere pot amplifica vibrațiile de înaltă frecvență înainte să apară o frecvență clară de defectare. Totuși, înlocuirea rulmenților doar pentru că un motor vibrează poate irosi timp și piese de schimb dacă problema de fond este alinierea, contaminarea sau o fundație instabilă.
Verificați defecțiunea înainte de a comanda piese
Folosiți datele despre vibrații pentru a formula o ipoteză privind reparația, apoi verificați-o prin controale directe. În exemplul pompei cuplate, verificarea alinierii și a stării cuplajului, testarea piciorului moale și inspecția bazei au fost pașii potriviți. O scanare termică și verificarea curentului motorului au oferit context util, dar niciuna nu ar fi confirmat singură nealinierea.
Dacă vibrațiile se schimbă brusc în funcție de sarcină, investigați mai întâi utilajul antrenat și procesul. O pompă care funcționează mult în afara punctului de eficiență optimă, cavitația, variațiile tensiunii curelei, problemele angrenajelor sau restricțiile de debit de aer pot transmite vibrații înapoi la motor. Dacă vibrațiile sunt prezente și când motorul funcționează decuplat, motorul, montajul, ventilatorul sau rotorul devin cauze mai probabile.
Datele de fază pot oferi un plus de certitudine. De exemplu, dezechilibrul produce de regulă o relație de fază repetabilă la 1x. Slăbirile pot genera o fază instabilă și amplitudini variabile. Analiza de fază necesită puncte de măsurare consecvente și o referință fiabilă a tahometrului, așa că este cel mai utilă când echipa dispune de echipamentele și instruirea necesare pentru a o efectua corect.
Transformați diagnosticul într-un plan pentru reducerea timpului de nefuncționare
Decizia de reparație depinde de gravitate, evoluția tendinței, criticitatea utilajului și redundanța disponibilă. O creștere mică și stabilă a vibrațiilor la un ventilator necritic poate justifica monitorizarea planificată. O tendință axială în creștere rapidă la o pompă de producție fără unitate de rezervă ar trebui să declanșeze o intervenție programată, înainte ca deteriorarea cuplajului să se extindă la rulmenți, etanșări sau arbori.
Înainte de demontarea componentelor, documentați datele de pe plăcuța motorului, dimensiunea carcasei, dimensiunile arborelui, configurația de montaj, numărul de catalog al cuplajului și numerele rulmenților. Pentru echipamentele mai vechi, identificarea exactă este deosebit de valoroasă. Motoarele și piesele MRO asociate pot fi scoase din fabricație cu mult înainte de retragerea din uz a echipamentului de proces pe care îl deservesc.
Când este necesară înlocuirea, confirmați valorile nominale electrice, tipul carcasei, factorul de serviciu, turația, montajul, configurația arborelui și cerințele aplicației, în loc să vă ghidați doar după puterea motorului. Used Industrial Parts ajută echipele de mentenanță să găsească echipamente industriale noi, folosite și scoase din fabricație atunci când este nevoie de un înlocuitor exact sau compatibil, în condiții de presiune din cauza timpului de nefuncționare.
Un program eficient de monitorizare a vibrațiilor nu se încheie odată ce valorile scad. Salvați măsurătorile de după reparație ca nouă valoare de referință, apoi verificați evoluția la următoarea rundă de măsurători. Această înregistrare îi oferă următorului tehnician o cale mai rapidă de la un zgomot neobișnuit sau o valoare ridicată a vibrațiilor până la reparația care menține linia în funcțiune.
