فهم عدم محاذاة العمود في الآلات الدوارة

التعريف: ما هو عدم المحاذاة؟

عدم محاذاة العمود هي حالة لا تكون فيها خطوط مركز دوران عمودين أو أكثر متصلين على استقامة واحدة عند تشغيل الآلة في ظروف التشغيل العادية. إلى جانب عدم التوازن، يُعدّ هذا من أكثر أسباب الأعطال المبكرة للآلات شيوعًا، مما يؤدي إلى زيادة الاهتزاز وتلف المحامل والأختام، واستهلاك مفرط للطاقة. الهدف من المحاذاة الدقيقة هو محاذاة خطوط مركز دوران العمود بأقصى دقة ممكنة ضمن حدود التفاوتات المحددة.

أنواع عدم المحاذاة

يتم تصنيف عدم المحاذاة إلى نوعين رئيسيين، على الرغم من أنه في معظم الحالات في العالم الحقيقي، يكون هناك مزيج من الاثنين.

1. عدم محاذاة التوازي (أو الإزاحة)

يحدث عدم المحاذاة المتوازية عندما يكون خطا مركز العمودين متوازيين، لكنهما متباعدان بمسافة معينة. يمكن تصور ذلك بكون أحد العمودين أعلى أو أقل (إزاحة رأسية) أو أبعد إلى أحد الجانبين (إزاحة أفقية) من الآخر.

2. عدم محاذاة الزاوية

يحدث سوء المحاذاة الزاوية عندما يكون العمودان بزاوية. يتقاطع خطا مركزيهما عند نقطة الاقتران، لكنهما ليسا على نفس الخط. يؤدي ذلك إلى خلق فجوة في الاقتران تكون أوسع من أحد جانبيها.

3. عدم المحاذاة المشترك

هذا هو السيناريو الأكثر شيوعًا، حيث تعاني الأعمدة من عدم المحاذاة المتوازية والزاوية في نفس الوقت.

توقيع الاهتزاز لعدم المحاذاة

يؤدي عدم المحاذاة إلى إنشاء توقيع اهتزازي مميز للغاية يمكن تحديده في طيف FFT:

• المؤشر الأساسي (2x): العلامة الأكثر شيوعًا وكلاسيكية لعدم المحاذاة هي ذروة اهتزاز عالية السعة عند نفس النقطة بالضبط 2x سرعة الدوران (الترتيب الثاني)يرجع ذلك إلى أن القوى الناتجة عن عدم المحاذاة تجعل الأعمدة والوصلات تخضع لدورتين انحناء لكل دورة.
• اهتزاز محوري عالي: غالبًا ما يؤدي عدم المحاذاة إلى حدوث اهتزازات قوية في محوري الاتجاه (الموازي للعمود). ذروة عالية بمقدار 2x في الاتجاه المحوري هي مؤشر قوي جدًا على عدم المحاذاة.
• التوافقيات الأخرى (1x، 3x، 4x): في حين أن 2x هو المؤشر الأساسي، فإن عدم المحاذاة قد يُثير أيضًا تردد سرعة التشغيل 1x. كما أن عدم المحاذاة الشديد، وخاصةً الإزاحة المتوازية، قد يُولّد أيضًا توافقيات أعلى مثل 3x و4x.
• الترددات الخاصة بالاقتران: يمكن لبعض أنواع الوصلات، عند تعرضها للتآكل أو الضغط بسبب عدم المحاذاة، أن تولد اهتزازات عند تردداتها المميزة.

إن طيف الاهتزاز الذي يظهر ذروة 2x والتي تكون 50% أو أكثر من الذروة 1x، وخاصة عندما تكون مصحوبة باهتزاز محوري عالي، هي حالة نموذجية لعدم المحاذاة.

الأسباب الشائعة لعدم المحاذاة

يمكن أن يكون عدم المحاذاة موجودًا منذ التثبيت الأولي أو يتطور بمرور الوقت.

• التثبيت غير الصحيح: السبب الأكثر شيوعًا هو عدم وجود محاذاة دقيقة أثناء إعداد الماكينة الأولي.
• النمو الحراري: مع ارتفاع درجة حرارة الآلات من درجة حرارة الغرفة إلى درجة حرارة تشغيلها، تتمدد مكوناتها. قد يزداد طول المحرك، أو يتمدد غلاف المضخة، مما يؤدي إلى اختلال محاذاة أعمدة الدوران. يجب أن تأخذ دقة المحاذاة هذا التزايد الحراري في الاعتبار.
• إجهاد الأنابيب: يمكن للقوى الناتجة عن أنابيب المدخل أو المخرج غير المدعمة بشكل صحيح أن تُخرج المضخة أو الضاغط عن مسارهما مع محركهما. وهذه مشكلة شائعة جدًا في الصناعات التحويلية.
• قضايا الأساس: يمكن أن يؤدي الأساس الضعيف أو المتصدع، أو مسامير التثبيت المفكوكة، إلى تحول الماكينة بمرور الوقت.
• قدم ناعمة: حالة حيث لا تستقر إحدى أقدام تثبيت الماكينة بشكل مسطح على اللوحة الأساسية، مما يتسبب في التواء إطار الماكينة أو تشويهه عند تثبيته.

لماذا يعد تصحيح عدم المحاذاة أمرًا بالغ الأهمية

إن تشغيل آلة غير محاذية له عواقب وخيمة:

• فشل المحمل والختم: تنتقل الأحمال الدورية العالية المفروضة على الأعمدة مباشرة إلى المحامل والأختام، مما يؤدي إلى فشلها قبل الأوان.
• فشل الاقتران: تم تصميم الوصلات للتعامل مع كمية صغيرة من عدم المحاذاة، ولكن عدم المحاذاة المفرط سوف يتسبب في تآكلها وفشلها بسرعة.
• إجهاد العمود: يمكن أن يؤدي الانحناء المتكرر للأعمدة إلى حدوث شقوق التعب وفشل العمود في النهاية.
• زيادة استهلاك الطاقة: يتم هدر قدر كبير من الطاقة في شكل حرارة واهتزاز بدلاً من القيام بعمل مفيد.

يعد المحاذاة الدقيقة، باستخدام أدوات مثل مؤشرات الاتصال أو أنظمة المحاذاة بالليزر، حجر الأساس لأي برنامج فعال للموثوقية والصيانة.

← العودة إلى الفهرس الرئيسي