Warum werden bei großen Anlagen Schwingungsverschiebungen gemessen

Es liegt wohl am Stromerzeugungssystem – bei Turbinen wird der Verschiebungsgrad gemessen

Dieser Beitrag wurde zuletzt von gjn1970 am 24.05.2016 um 14:43 bearbeitet.

1. Standards für die Vibration von Lagern
Standards für die Vibration von Lagern (Doppelamplitude, in mm):
Gut – Ausreichend – Nicht ausreichend
1500 U/min: ≤0,03 ≤0,05 ≤0,07
3000 U/min: ≤0,02 ≤0,025 ≤0,05
≥5000 U/min: ≤0,01 ≤0,025 ≤0,05

2. Für Generatoren mit einer Drehzahl von 3000 U/min gelten folgende ISO 3945-Standards bezüglich der Vibration:
Vibrationsintensität Vf (in mm/s) | Unterstützungsart | Starre Unterstützung | Flexible Unterstützung
0,45 A (Gut) | A (Gut) | 0,71 | 1,12 | 1,8
B (Zufriedenstellend) | B (Zufriedenstellend) | 2,8 | 4,5 | 7,1
C (Unzufriedenstellend) | C (Unzufriedenstellend) | 11,2 | 18
D (Sofortige Abschaltung) | D (Sofortige Abschaltung) | 28 | 45 | 71

Der Zusammenhang zwischen der Vibrationsintensität Vf (in mm/s) und der maximalen Schwingungsamplitude Sp-p (in mm) lautet:
Sp-p = 2√2 · Vf/ω
Dabei ist die Winkelgeschwindigkeit ω = 2πf, wobei f die Frequenz ist. Daher ist es egal, ob die Schwingungsgeschwindigkeit oder die Verschiebung des Lagers gemessen wird – beides hat dieselbe Bedeutung

Körperschwingungen dienen zur Messung der Schwingungsverschiebung, Geschwindigkeit und Beschleunigung. Bei großen Anlagen wird in der Regel die Schwingung der Achsen gemessen; die Einheiten sind dabei immer μmm

Jede Messung hat ein Ziel – eine Messung ohne Ziel ist sinnlos. Bei großen Anlagen konzentrieren wir uns hauptsächlich auf die Bewegungsbahn des Rotors innerhalb des Stators, um zu beurteilen, ob dadurch Reibungen zwischen Rotator und Stator entstehen können. Dazu sind Abstandsmaße notwendig; am besten werden dazu Eddy-Current-Sensoren verwendet.

In den Unterlagen zur Zustandsüberwachung wird empfohlen, die Schwingungsverschiebung im Niedrigfrequenzbereich (0–100 Hz) zu messen, die Schwingungsgeschwindigkeit im Mittelfrequenzbereich (100–1000 Hz) und die Schwingungsaufprallkraft im Hochfrequenzbereich (1 kHz–10 kHz). Im Allgemeinen ist diese Aussage nicht falsch. Denn bei derselben Schwingungsintensität ist die Geschwindigkeit je niedriger, desto weniger empfindlich ist sie – genauso wie die Beschleunigung. Die Verschiebung hingegen ist relativ empfindlich. Ebenso gilt: Bei derselben Schwingungsintensität ist die Beschleunigung empfindlicher als die Frequenz, die Geschwindigkeit ist etwas weniger empfindlich, während die Verschiebung überhaupt nicht empfindlich ist. Deshalb ist es besser, die Beschleunigung zur Messung heranzuziehen. Warum werden bei den drei Kompressoren in meiner Fabrik die Schwingungsverschiebungen gemessen? Ihre Drehzahlen liegen bei 14738 U/min (245,6 Hz), 5550 U/min (92,5 Hz) bzw. 16465 U/min (274,42 Hz). Welcher Parameter – Verschiebung, Geschwindigkeit oder Beschleunigung – zur Überwachung des Betriebszustands verwendet werden soll, hängt tatsächlich von der Art der Lager sowie vom Versagenstyp des Geräts ab. Zum Beispiel bei Schiebelagern – diese werden in der Regel eingesetzt, wenn das Produkt aus Drehzahl und Nenndurchmesser der Welle größer als 500.000 oder 350.000 ist. In solchen Fällen wird in der Regel die Verschiebung herangezogen; dabei spielt die Drehfrequenz nur eine geringe Rolle ； Bei Walzenlagern, insbesondere was die radiale Vibration der Walzenlager betrifft, werden häufig Geschwindigkeit oder Beschleunigung verwendet. Bei der Messung der axialen Schwingungen einer Welle wird hingegen meist die Verschiebung verwendet.

Je höher die Drehzahl der Anlage ist, desto höher sind die Anforderungen an die Ausgeglichenheit. Deshalb muss der Verschiebungswert gemessen werden. Andernfalls entstehen erhebliche Sicherheitsrisiken!

Die Vibration des Achsen und die Verschiebung der Achse sind zwei verschiedene Begriffe. Die Überwachung der Achsenvibration dient dazu, die radiale Vibration der Achse zu messen. Der Kompressorrotor wird in der Regel einer axialen Kraft ausgesetzt, wobei die Axiallagern diese Kraft tragen müssen. Unter normalen Bedingungen weisen die Schublagern keine Abnutzung auf. Es wird nur zusammengedrückt. Aber wenn es zu Kraftverschleiß oder anderen Schäden kommt, wird die axiale Verschiebung des Rotors größer. Es ist notwendig, die Polizei zu rufen und den Betrieb einzustellen. In diesem Fall ist die Überwachung der Achsverschiebung besonders wichtig. Daher muss nicht in jedem Drehzahlbereich die Achsverschiebung gemessen werden, und auch nicht in jedem Drehzahlbereich muss die Achsvibration überwacht werden. Es ist am besten, wenn beides vorhanden ist

Ich habe eine Frage bezüglich der Zustandsüberwachung eines Zyklokompressors. Ich habe Zweifel an den neuen Überwachungsdaten. Es handelt sich um monatliche Daten – es gibt Unterschiede in den Werten vor und nach den Stillständen des Geräts. Insbesondere weisen die von dem Überwachungssystem angezeigten Werte starke Schwankungen auf; sie sind zähnezackig geformt. Der Kompressor funktioniert jedoch weiterhin einwandfrei. Ich hoffe, dass jemand mit Erfahrung mir helfen kann, das zu erklären: Sind diese Daten normal? Es wurden während der Stillstände keine Reparaturen durchgeführt – warum ändern sich dann die Werte? Dies ist eine Kurve, die die zeitliche Veränderung der vertikalen Verschiebung des Kolbenstängels darstellt; in der Querrichtung ist es ähnlich. Es handelt sich um eine Echtzeit-Überwachung der Beschleunigung des Kolbenkopfes. Die Luftmenge sowie die Betriebsbedingungen sind im Grunde stabil. Bei dem Kompressor wurden ebenfalls keine Veränderungen festgestellt. Doch warum sieht die Kurve so aus? Zudem ändert sich die Kurve im Moment, während der Anlagenteil weiterhin in Betrieb ist, nicht. Antriebsdrehzahl des Maschinenmotors: 1000. Zweistufige Überdrucksteigerung – vom 8 MPa auf 28 MPa. Ausstoßmenge: 2 Millionen pro Tag. Wie sollte man sich diese Kurvencharts ansehen?