ما هو الاهتزاز المحوري في الآلات الدوارة؟ • موازن محمول، محلل اهتزازات "Balanset" لآلات الموازنة الديناميكية، الكسارات، المراوح، آلات التغطية، المثاقب في الحصادات، الأعمدة، أجهزة الطرد المركزي، التوربينات، وغيرها الكثير من الدوارات. ما هو الاهتزاز المحوري في الآلات الدوارة؟ • موازن محمول، محلل اهتزازات "Balanset" لآلات الموازنة الديناميكية، الكسارات، المراوح، آلات التغطية، المثاقب في الحصادات، الأعمدة، أجهزة الطرد المركزي، التوربينات، وغيرها الكثير من الدوارات.

ما هو الاهتزاز المحوري في الآلات الدوارة؟

نُشر بواسطة admin على

فهم الاهتزاز المحوري في الآلات الدوارة

التعريف: ما هو الاهتزاز المحوري؟

الاهتزاز المحوري (وتسمى أيضًا الاهتزاز الطولي أو اهتزاز الدفع) هي الحركة ذهابًا وإيابًا لـ الدوار في اتجاه موازٍ لمحور دورانه. على عكس الاهتزاز الجانبي وهو عبارة عن حركة من جانب إلى جانب عمودية على العمود، ويمثل الاهتزاز المحوري حركة العمود للداخل والخارج على طوله، على غرار حركة المكبس.

على الرغم من أن سعة الاهتزاز المحوري تكون أقل من الاهتزاز الجانبي، إلا أنه يمكن تشخيصه بسهولة لأنواع معينة من أعطال الآلات، وخاصةً عدم المحاذاة, ، مشاكل المحمل الدفعي، والمشكلات المرتبطة بالعملية في المضخات والضواغط.

الخصائص والقياس

الاتجاه والحركة

يحدث الاهتزاز المحوري على طول محور خط الوسط للعمود:

  • الحركة موازية لمحور دوران العمود
  • يتحرك الدوار ذهابًا وإيابًا مثل الحركة الترددية
  • يتم قياسها عادة عند أغلفة المحمل أو أطراف العمود
  • عادة ما تكون السعة أصغر من الاهتزاز الشعاعي ولكنها ذات أهمية تشخيصية كبيرة

إعداد القياس

يتطلب الاهتزاز المحوري تركيب مستشعر محدد:

  • اتجاه المستشعر: مقياس التسارع أو محول السرعة مثبت بشكل موازٍ لمحور العمود
  • المواقع النموذجية: على أغطية نهايات غلاف المحمل، أو أجراس نهاية المحرك، أو غلافات المحمل الدفعي
  • مجسات القرب: يمكن قياس الموضع المحوري مباشرةً عند تركيبه في مواجهة سطح نهاية العمود
  • أهمية: غالبًا ما يتم تجاهلها ولكنها ضرورية لتشخيص الآلات بالكامل

الأسباب الرئيسية للاهتزاز المحوري

1. عدم المحاذاة (السبب الأكثر شيوعًا)

عدم محاذاة العمود, ، وخاصة عدم المحاذاة الزاوية، هو السبب الرئيسي للاهتزاز المحوري:

  • الأعراض: اهتزاز محوري عالي 1X أو 2X عند سرعة التشغيل
  • الآلية: يؤدي الإزاحة الزاوية بين الأعمدة المقترنة إلى إنشاء قوى محورية متذبذبة تنتقل عبر الوصلة
  • مؤشر التشخيص: سعة الاهتزاز المحوري > 50% من الاهتزاز الشعاعي تشير بقوة إلى عدم المحاذاة
  • علاقة الطور: الاهتزاز المحوري عند أطراف المحرك وغير المحرك عادةً ما يكون خارج الطور بمقدار 180 درجة

2. عيوب المحمل الدفعي

تتسبب المشاكل المتعلقة بمحامل الدفع التي تتحكم في موضع العمود المحوري في حدوث اهتزاز محوري مميز:

  • تآكل أو تلف المحمل الدفعي
  • تحميل مسبق غير كافٍ لمحمل الدفع
  • فشل المحمل الدفعي مما يسمح بحدوث لعب محوري مفرط
  • مشاكل التزييت الخاصة بمحامل الدفع

3. القوى الهيدروليكية أو الديناميكية الهوائية

إن القوى العملية في المضخات والضواغط والتوربينات تخلق قوى محورية:

  • تجويف المضخة: يؤدي انهيار فقاعة البخار إلى خلق قوى صدمة محورية
  • اختلال توازن المكره: التدفق غير المتماثل يخلق دفعًا محوريًا متذبذبًا
  • اضطراب التدفق المحوري: في الضواغط المحورية والتوربينات
  • الارتفاع: يؤدي ارتفاع ضغط الضاغط إلى حدوث اهتزاز محوري عنيف
  • إعادة التدوير: التشغيل خارج التصميم مما يؤدي إلى عدم استقرار التدفق

4. الارتخاء الميكانيكي

تسمح الخلوصات الزائدة بالحركة المحورية:

  • أسطح تحمل الدفع البالية
  • مكونات الاقتران السائبة
  • عدم كفاية ضبط المحور في تصميم المحمل
  • الفواصل أو الحشوات البالية

5. مشاكل الاقتران

يؤدي تآكل الوصلة أو التثبيت الخاطئ إلى توليد اهتزاز محوري:

  • أسنان اقتران التروس البالية التي تسمح بالطفو المحوري
  • وصلات مرنة مثبتة بشكل غير صحيح
  • أخطاء طول فاصل الاقتران
  • زوايا المفصل العالمي التي تنشئ مكونات القوة المحورية

6. مشاكل النمو الحراري

يمكن أن يؤدي التمدد الحراري التفاضلي إلى إحداث قوى محورية:

  • التمدد الحراري للأنابيب يدفع/يسحب المعدات
  • النمو الحراري غير المتساوي بين الآلات المقترنة
  • استقرار الأساس يؤثر على المحاذاة المحورية

الأهمية التشخيصية

تشخيص عدم المحاذاة

الاهتزاز المحوري هو المؤشر الرئيسي لتشخيص عدم المحاذاة:

  • القاعدة العامة: إذا كان الاهتزاز المحوري > 50% من الاهتزاز الشعاعي، فمن المشتبه به وجود سوء محاذاة
  • محتوى التردد: بشكل أساسي 2X لعدم محاذاة الإزاحة المتوازية؛ 1X و2X لعدم محاذاة الزاوية
  • تحليل المرحلة: فرق الطور بمقدار 180 درجة بين القياسات المحورية عند الأطراف المتقابلة يؤكد عدم المحاذاة
  • تأكيد: اهتزاز محوري عالي ينخفض بشكل كبير بعد تأكيد التشخيص عن طريق المحاذاة الدقيقة

تشخيص المضخات والضاغطات

للمعدات الدوارة التي تتعامل مع السوائل:

  • التجويف: اهتزاز محوري عشوائي عالي التردد ذو خصائص النطاق العريض
  • عدم التوازن الهيدروليكي: اهتزاز محوري 1X من تحميل المكره غير المتماثل
  • طفرة: تذبذب محوري ذو سعة كبيرة وتردد منخفض
  • تردد تمرير الشفرة: يشير المكون المحوري عند تردد مرور الشفرة إلى وجود مشكلات في التدفق

تقييم حالة المحمل

  • قد تشير الزيادة المفاجئة في الاهتزاز المحوري إلى تدهور المحمل الدفعي
  • الاهتزاز المحوري مع ترددات عيب المحمل الدفعي يؤكد وجود مشكلة في المحمل
  • يشير التعويم المحوري المفرط الذي يتم قياسه باستخدام مجسات القرب إلى تآكل المحمل

المستويات والمعايير المقبولة

المبادئ التوجيهية العامة

في حين أن المعايير مثل ISO 20816 تتناول في المقام الأول الاهتزاز الشعاعي، فإن حدود الاهتزاز المحوري يتم التعبير عنها عادةً على النحو التالي:

  • بالنسبة إلى الشعاعي: يجب أن يكون المحوري < 50% من الاهتزاز الشعاعي في ظل الظروف العادية
  • الحدود المطلقة: عادةً ما تكون حدود الاهتزاز الشعاعي لفئة الآلة 25-50%
  • مقارنة خط الأساس: زيادات قدرها 50-100% من تحقيق مذكرة الأساس

المعايير الخاصة بالمعدات

  • API 610 (مضخات الطرد المركزي): يحدد حدود الاهتزاز الشعاعي والمحوري
  • API 617 (ضواغط الطرد المركزي): يتضمن معايير قبول الاهتزاز المحوري
  • الآلات التوربينية: غالبًا ما يتم مراقبتها بشكل مستمر باستخدام أجهزة استشعار الموضع المحوري والاهتزاز

أساليب التصحيح والتخفيف

لعدم المحاذاة

  1. محاذاة العمود بدقة: استخدم أدوات محاذاة الليزر لتصحيح عدم المحاذاة الزاوية والمتوازية
  2. تصحيح القدم الناعمة: تأكد من أن جميع أقدام التركيب مستوية قبل المحاذاة
  3. اعتبارات النمو الحراري: حساب توسع درجة حرارة التشغيل في المحاذاة
  4. تخفيف إجهاد الأنابيب: إزالة قوى الأنابيب التي تسحب المعدات خارج المحاذاة

لمشاكل المحمل الدفعي

  • استبدال مكونات المحمل الدفعي البالية
  • التحقق من التحميل المسبق والمسافة المناسبة لمحمل الدفع
  • تأكد من وجود تشحيم كافٍ لأسطح المحمل الدفعي
  • التحقق من تركيب المحمل الدفعي والحشوات بشكل صحيح

للقوى المحورية المرتبطة بالعملية

  • إزالة التجويف: زيادة ضغط المدخل، وخفض درجة حرارة السائل، والتحقق من انسداد المدخل
  • تحسين نقطة التشغيل: تشغيل المضخات والضواغط ضمن نطاق التصميم
  • موازنة القوى الهيدروليكية: استخدم فتحات التوازن أو الريش الخلفية على المكرهات
  • التحكم في زيادة التيار: تنفيذ منع فعال للزيادة المفاجئة في التيار الكهربائي للضواغط

للمشاكل الميكانيكية

  • استبدال الوصلات ومكونات الوصلات البالية
  • شد الوصلات الميكانيكية المفكوكة
  • التحقق من أبعاد الفاصل والحشوة الصحيحة
  • تأكد من تركيب الوصلة بشكل صحيح وفقًا لمواصفات الشركة المصنعة

أفضل ممارسات القياس

تركيب المستشعر

  • التثبيت الثابت: استخدم المسامير أو المواد اللاصقة بدلاً من المغناطيسات للقياسات المحورية عندما يكون ذلك ممكنًا
  • التحقق من الاتجاه: تأكد من أن المستشعر موازٍ تمامًا لمحور العمود (وليس بزاوية)
  • كلا الطرفين: قياس الاهتزاز المحوري عند طرفي المحرك وغير المحرك لمقارنة الطور
  • مجسات القرب: بالنسبة للمعدات الحرجة، قم بتثبيت أجهزة استشعار موضع محوري دائمة

جمع البيانات

  • قم دائمًا بجمع البيانات المحورية جنبًا إلى جنب مع القياسات الشعاعية الأفقية والرأسية
  • تسجيل علاقات الطور بين القياسات المحورية في مواقع مختلفة
  • مقارنة نسب السعة المحورية إلى السعة الشعاعية
  • اتجاه الاهتزاز المحوري بمرور الوقت للكشف عن المشاكل الناشئة

مقارنة الاهتزازات المحورية والشعاعية

الاختلافات الرئيسية

وجه الاهتزاز الشعاعي (الجانبي) الاهتزاز المحوري
اتجاه عمودي على محور العمود موازية لمحور العمود
السعة النموذجية أعلى أقل (عادةً < 50% من الشعاعي)
الأسباب الرئيسية عدم التوازن، انحناء العمود، عيوب المحمل عدم المحاذاة، مشاكل المحمل الدفعي، قوى العملية
القيمة التشخيصية الحالة العامة للآلات خاص بمشاكل عدم المحاذاة والدفع
أولوية المراقبة التركيز الأساسي ثانوية ولكنها حاسمة للتشخيص

تطبيقات الصناعة

يعد مراقبة الاهتزاز المحوري أمرًا مهمًا بشكل خاص لما يلي:

  • مضخات الطرد المركزي: القوى الهيدروليكية وكشف التجويف
  • الضواغط: مراقبة المحمل الدفعي واكتشاف الارتفاع المفاجئ في التيار
  • التوربينات: قوى ريشة التوربين المحورية وحالة المحمل الدفعي
  • المعدات المقترنة: التحقق من المحاذاة وحالة الاقتران
  • معدات العملية: مراقبة حالة التدفق

في حين أن الاهتزاز المحوري غالبًا ما يُطغى على الاهتزاز الشعاعي الأكثر بروزًا، إلا أن محللي الاهتزازات ذوي الخبرة يُدركون قيمته التشخيصية الحاسمة. فالعديد من مشاكل الآلات التي قد تُغفل عند فحص الاهتزاز الشعاعي وحده، تكشفها بوضوح أنماط الاهتزاز المحوري، مما يجعله عنصرًا أساسيًا في برامج مراقبة حالة الآلات الشاملة.

← العودة إلى الفهرس الرئيسي

فئات:
واتساب