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

ما هو الاحتكاك في الآلات الدوارة؟

نُشر بواسطة admin على

فهم الاحتكاك في الآلات الدوارة

التعريف: ما هو الفرك؟

فرك هو التلامس الاحتكاكي وحركة الانزلاق النسبية بين المكونات الدوارة والثابتة في الآلات. يُبرز هذا المصطلح جانب الاحتكاك المستمر في اتصال الدوار بالثابت, ، مما يميزه عن التلامس الخفيف المتقطع أو الصدمات. يُولّد الاحتكاك قوى احتكاك، ويُنتج حرارة كبيرة من خلال عمل الاحتكاك، ويُنشئ اهتزاز أنماط تتميز بالدوران العكسي، والمكونات دون المتزامنة، والتأثيرات الحرارية.

غالبًا ما يتم استخدام مصطلح "الاحتكاك" بالتبادل مع "احتكاك الدوار"، على الرغم من أن الاحتكاك يركز أحيانًا على جوانب الاحتكاك والحرارة الخاصة بالتلامس، بينما قد يشمل احتكاك الدوار جميع أشكال التلامس بما في ذلك الكشط الخفيف أو الصدمات.

ميكانيكا الاحتكاك والفرك

نموذج احتكاك كولومب

يتبع الاحتكاك مبادئ الاحتكاك الجاف (احتكاك كولومب):

  • قوة الاحتكاك: F = µ × N، حيث µ هو معامل الاحتكاك و N هي القوة العمودية
  • اتجاه: يعارض دائمًا الحركة النسبية بين الأسطح
  • المعاملات النموذجية: فولاذ على فولاذ µ ≈ 0.3-0.5؛ فولاذ على مادة الختم µ ≈ 0.2-0.4
  • توليد الحرارة: كل عمل الاحتكاك يتحول إلى حرارة

القوى المماسية والعمودية

أثناء الفرك:

  • القوة العمودية: يدفع شعاعيًا إلى الداخل على الدوار
  • قوة الاحتكاك: يعمل بشكل مماسي، معاكسًا للدوران
  • القوة المحصلة: تميل التركيبة إلى إبطاء الدوار وانحرافه للخلف
  • زيادة عزم الدوران: يؤدي الاحتكاك إلى تبديد الطاقة، مما يؤدي إلى زيادة متطلبات عزم الدوران

أنماط الاهتزاز المميزة

دوامة للخلف

الميزة الأكثر تميزًا للفرك هي الدوران للخلف (العكس):

  • قوة الاحتكاك تخلق مكونًا مماسيًا يدفع الحركة المدارية للخلف
  • رمح مدار يدور عكس اتجاه دوران العمود
  • التردد عادة ما يكون غير متزامن (أقل من 1 × السرعة)
  • الترددات الشائعة: 0.5×، 0.33×، 0.25× (الرتب الكسرية)
  • شكل المدار غالبًا ما يكون غير منتظم أو مشوه

خصائص الطيف

  • القمم الفرعية المتزامنة: قمم متعددة أقل من 1×، غالبًا عند التوافقيات الكسرية
  • المكون المتزامن: 1 × قد تزيد من قوى الاحتكاك
  • التوافقيات العليا: 2×، 3×، 4× من الاحتكاك غير الخطي
  • ضوضاء النطاق العريض: مستوى ضوضاء مرتفع عبر الطيف
  • طيف غير مستقر: تظهر القمم أو تختفي أو تغير التردد

ميزات شكل الموجة الزمنية

  • الأحداث أو الارتفاعات المفاجئة عند بدء الاتصال
  • قص أو تسوية عند انحرافات الذروة
  • شكل موجة غير منتظم وغير جيبي
  • أنماط الإيقاع من ترددات متعددة موجودة

التأثيرات الحرارية للفرك

توليد الحرارة

الاحتكاك يحول الطاقة الميكانيكية إلى حرارة:

  • معدل: القوة المبددة = قوة الاحتكاك × سرعة الانزلاق
  • ضخامة: فرك خفيف: 10-100 واط؛ فرك شديد: كيلووات
  • تركيز: الحرارة المركزة في منطقة اتصال صغيرة
  • ارتفاع درجة الحرارة: يمكن أن تتجاوز درجات الحرارة المحلية 500 درجة مئوية في الحالات الشديدة

تطوير القوس الحراري

حلقة ردود الفعل الحرارية والاهتزازية:

  1. يؤدي الاحتكاك الأولي إلى توليد الحرارة على جانب واحد من العمود
  2. التدفئة غير المتماثلة تخلق القوس الحراري
  3. القوس الحراري يزيد من انحراف العمود
  4. يؤدي الانحراف المتزايد إلى احتكاك أكثر شدة
  5. المزيد من الاحتكاك يولد المزيد من الحرارة
  6. ردود الفعل الإيجابية قد تؤدي إلى الفشل السريع

التأثيرات الحرارية الثانوية

  • تسخين المحمل: الحرارة المنقولة عبر العمود إلى المحامل
  • تدهور الزيت: درجات الحرارة الزائدة تؤدي إلى تحلل مواد التشحيم
  • التغيرات المادية: التحولات الطورية أو التغيرات المعدنية في المناطق المتأثرة بالحرارة
  • الإجهاد الحراري: يمكن أن يؤدي إلى حدوث شقوق في المناطق المعرضة للإجهاد الحراري

طرق الكشف

مراقبة الاهتزازات

  • الإنذارات الفرعية المتزامنة: تنبيه عند الوصول إلى ذروة السرعة عند 0.3-0.5×
  • مراقبة المدار: تحليل المدار الآلي للكشف عن الدوران العكسي
  • التغيرات الطيفية: خوارزميات اكتشاف الظهور المفاجئ للتوافقيات المتعددة
  • قص شكل الموجة: الكشف عن التشوهات غير الجيبية

مراقبة درجة الحرارة

  • أجهزة استشعار درجة حرارة المحمل مع أجهزة إنذار الارتفاع السريع
  • مراقبة درجة الحرارة بالأشعة تحت الحمراء لأجزاء العمود المكشوفة
  • مراقبة الفرق في درجة الحرارة (المحمل العلوي مقابل المحمل السفلي)
  • تنبيهات معدل التغير (على سبيل المثال، > 5 درجات مئوية/الدقيقة)

مؤشرات إضافية

  • زيادة عزم الدوران: يرتفع استهلاك الطاقة بسبب الاحتكاك
  • تقلب السرعة: اختلافات صغيرة في السرعة بسبب عزم الاحتكاك المتغير
  • الانبعاث الصوتي: صوت عالي التردد من الاتصال
  • التفتيش البصري: حطام التآكل، وتغير اللون، والضرر المرئي

إجراءات الاستجابة

الإجراءات الفورية

  1. تقليل الخطورة: قم بتقليل السرعة أو الحمل إذا كان ذلك آمنًا
  2. راقب عن كثب: المراقبة المستمرة للاهتزاز ودرجة الحرارة
  3. الاستعداد للإغلاق: الاستعداد لإغلاق الطوارئ
  4. توقف طارئ: في حالة تصاعد الاهتزاز أو درجة الحرارة
  5. السماح بالتهدئة: قم بتشغيل ترس الدوران أو السماح بالتبريد الطبيعي قبل الفحص

تحقيق

  • فحص الأدلة المادية على الاتصال
  • قياس الخلوص في مواقع الاحتكاك المشتبه بها
  • التحقق من القوس الحراري أو القوس ذو العمود الدائم
  • تحديد السبب الجذري (الاهتزاز المفرط، وعدم كفاية الخلوص، وما إلى ذلك)

الإجراءات التصحيحية

  • زيادة الخلوصات: إزالة المناطق التالفة أو استبدال المكونات
  • معالجة السبب الجذري: موازنة الدوار، المحاذاة الصحيحة، إصلاح مشاكل المحمل
  • استبدال الأجزاء التالفة: الأختام ومكونات المحمل وأقسام العمود حسب الحاجة
  • التحقق من الموافقات: تأكد من وجود الموافقات الكافية في جميع المواقع قبل إعادة التشغيل

يُعد الاحتكاك أحد أخطر الأعطال المرتبطة بالاهتزازات في الآلات الدوارة. ويتطلب تفاقمه السريع من خلال ردود الفعل الحرارية رصدًا فوريًا واستجابة سريعة وتصحيحًا شاملًا لمنع الأعطال الكارثية في المعدات الحيوية.

← العودة إلى الفهرس الرئيسي

فئات:
واتساب