Fırlanan Maşınlarda Şaft Yayını Anlamaq
Tərif: Şaft Yay nədir?
Mil yayı (həmçinin milin əyilməsi, rotor yayı və ya sadəcə olaraq “yay” adlanır) a rotor mil daimi və ya yarı qalıcı əyrilik inkişaf etdirdi, bu da onun düz mərkəz xəttindən kənara çıxmasına səbəb oldu. Müvəqqətidən fərqli olaraq tükənmə boş komponent və ya eksantrik montaj nəticəsində yarana bilər, milin yayını şaft materialının özünün faktiki deformasiyasını təmsil edir.
Mil yay istehsal edir vibrasiya səthi olaraq bənzər simptomlar balanssızlıq, lakin şərti yolla düzəldilə bilməz balanslaşdırma prosedurlar. Bu, əyilmiş şaftı balanslaşdırmağa vaxt itirməmək üçün düzgün diaqnozu vacib edir.
Şaft Yayının növləri
Səbəbinə və müddətinə görə mil yayı təsnif edilə bilər:
1. Daimi Mexanik Yay
Bu, şaft materialının plastik (daimi) deformasiyasıdır:
- Mexanik yüklənmə və ya təsir
- Baxım zamanı düzgün qaldırma və ya idarə etmə
- Rotorun düşməsi
- Əməliyyat zamanı həddindən artıq əyilmə gərginliyi
- İstehsal qüsurları və ya düzgün olmayan istilik müalicəsi
Mil əyildikdən (daimi deformasiyaya uğradıqdan sonra), mil istirahətdə olduqda və bütün yüklər çıxarıldıqda belə yay qalır.
2. Termal Yay (Keçid)
Həmçinin çağırılır termal yay or isti yay, bu, şaftın qeyri-bərabər istiləşməsi nəticəsində yaranan müvəqqəti vəziyyətdir. Qızdırılan tərəf sərin tərəfdən daha çox genişlənir və müvəqqəti əyri yaradır. Səbəblərə aşağıdakılar daxildir:
- Asimmetrik istilik mənbələri (bir tərəfdən isti proses mayesi, digər tərəfdən soyuducu hava)
- Milin bir tərəfini qızdıran sürtünmə sürtünməsi
- Yerli istilik yaradan rotor sürtünmələri
- Xarici avadanlıqlarda günəş istiləşməsi
- Böyük turbinlər üçün düzgün olmayan istiləşmə prosedurları
Termal yay adətən şaft bərabər şəkildə soyuduqda və ya istilik tarazlığına çatdıqda yox olur. Bununla belə, təkrarlanan termal yay dövrləri nəhayət, daimi setə səbəb ola bilər.
3. Qalıq Stress Yayı
Qaynaq, istilik müalicəsi və ya istehsal proseslərindən yaranan daxili qalıq gərginliklər, xüsusilə iş temperaturu və ya gərginliyin azaldılmasına səbəb olan mexaniki yüklərə məruz qaldıqda milin zamanla yavaş-yavaş əyilməsinə səbəb ola bilər.
Mil Yayının Səbəbləri
Kök səbəblərini başa düşmək şaftın əyilməsinin qarşısını almağa və düzəldici tədbirlərə rəhbərlik etməyə kömək edir:
Mexanik səbəblər
- Həddindən artıq yükləmə: Dizayn həddini aşan yüklərdə işləmə
- Yanlış Saxlama: Düzgün dəstək olmadan şaftların üfüqi şəkildə saxlanması, zamanla çökməyə səbəb olur
- Səhv rəftar: Təyin olunmuş qaldırma nöqtələri əvəzinə şaftla qaldırma
- Qəza və ya Zərbə: Düşmə, toqquşma və ya xarici obyektin zədələnməsi
- Rulman tutması: Tutulan rulman milin hərəkət momenti altında əyilməsinə səbəb ola bilər
Termal səbəblər
- Qeyri-bərabər istilik: Şaftın ətrafı ətrafında temperaturun qeyri-bərabər paylanması
- Sürətli Temperatur Dəyişiklikləri: Başlanğıc və ya bağlanma zamanı termal şok
- Qaynar nöqtələr: Sürtünmə, sürtmə və ya proses şəraitindən lokallaşdırılmış istilik
- Qeyri-adekvat istiləşmə: Soyuq turbinləri və ya böyük maşınları çox tez işə salmaq
- Söndürmə Prosedurları: İsti şaftın soyumadan əvvəl fırlanmasını dayandırmasına icazə verilməsi (termal sallanma)
Material və İstehsal səbəbləri
- Keyfiyyətsiz material: Daxiletmələr, boşluqlar və ya maddi qeyri-homogenliklər
- Yanlış istilik müalicəsi: Söndürmə və ya istiləşmə nəticəsində yaranan qalıq gərginliklər
- Qaynaq təhrifi: Qalıq gərginliklər yaradan asimmetrik qaynaq
- Emal gərginlikləri: İstehsal zamanı yaranan gərginliklər
Mil yayı necə vibrasiyaya səbəb olur
Əyilmiş mil iki mexanizm vasitəsilə vibrasiya yaradır:
1. Həndəsi balanssızlıq
Əyilmiş mil fırlandıqda, onun əyri mərkəz xətti konus və ya digər dairəvi olmayan yolu süpürür. Rotorun kütlə paylanması mükəmməl balanslaşdırılmış olsa belə, əyilmiş həndəsə mərkəzdənqaçma qüvvələri yaradan eksantrik fırlanan kütlə yaradır və 1X vibrasiya (valın fırlanma tezliyində vibrasiya) yaradır.
2. Yastıqlara Yükləmə Momenti
Əyrilik rulmanlara ötürülən əyilmə momentləri yaradır, daşıyıcı yüklərin dəyişməsinə və vibrasiyaya səbəb olur.
Mil Yayının aşkarlanması
Effektiv problemlərin aradan qaldırılması üçün şaft yayınını həqiqi kütlə balanssızlığından ayırmaq çox vacibdir:
Simptomların müqayisəsi: Yay və Balanssızlıq
| Xarakterik | Balanssızlıq | Mil Yayı |
|---|---|---|
| Vibrasiya Tezliyi | 1X qaçış sürəti | 1X qaçış sürəti |
| Faza əlaqəsi | Davamlı, hər zaman eyni | İstiləşmə zamanı dəyişə bilər |
| Yavaş Roll Vibrasiyası | İndiki (sürət² ilə mütənasib) | Çox aşağı sürətlə belə indiki və tez-tez əhəmiyyətlidir |
| Balanslaşdırmaya cavab | Düzgün balanslaşdırma ilə vibrasiya azalır | Minimum və ya heç bir təkmilləşmə; pisləşə bilər |
| Termal Həssaslıq | Temperatur ilə nisbətən sabitdir | İstiləşmə/soyutma zamanı əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir |
| Qaçış Ölçüsü | Rotor istirahətdə olduqda aşağı | İstirahətdə belə yüksək qaçış (daimi yay) |
Diaqnostik Testlər
1. Yavaş Rollun Ölçməsi
Şaftı çox yavaş fırladın (adətən 5-10% işləmə sürəti) və ölçün tükənmə yaxınlıq zondu və ya dial göstəricisi ilə. Yavaş yuvarlananda yüksək axın, balanssızlığı deyil (sürətin kvadratına mütənasib qüvvə yaradır) şaftın yayını və ya mexaniki tükənməni göstərir.
2. Fazanın bağlanması
Vibrasiya monitorinqi faza bucağı maşın sönən kimi. Həqiqi balanssızlıq sürətdən asılı olmayaraq sabit fazanı saxlayır. Əyilmiş mil, xüsusən də soyuduqca faza dəyişiklikləri göstərə bilər.
3. Termal Yay Testi
Şübhəli termal yay üçün işə salma və istiləşmə zamanı vibrasiyaya nəzarət edin. Termal yay adətən maşın isindikcə artan vibrasiya göstərir, sonra istilik tarazlığına çatdıqca sabitləşə və ya azala bilər.
4. Maşından kənar işin yoxlanılması
Rotoru çıxarın, onu V-bloklar və ya torna dəzgahında dəstəkləyin və siferblat göstəricisi ilə radial tükənməni ölçərkən onu yavaş-yavaş fırladın. Əhəmiyyətli tükənmə (adətən > 0,001″ və ya 25 µm) daimi yayını təsdiqləyir.
5. Vizual Təftiş
Böyük şaftlar üçün, mil uzunluğunun vizual olaraq aşağı salınması və ya optik üsullardan istifadə (lazer düzülməsi) açıq yayını aşkar edə bilər.
Korreksiya üsulları
Müvafiq düzəliş yayın şiddətindən və növündən asılıdır:
Daimi Mexanik Yay üçün
1. Milin düzəldilməsi
Yüngüldən orta səviyyəyə qədər yay üçün (adətən < 0,005" və ya 125 µm), mil bəzən hidravlik preslərdən istifadə etməklə soyuq və ya isti düzəldilə bilər. Bunun üçün xüsusi avadanlıq və ixtisaslı texniklər tələb olunur. Mil dəstəklənir və onu plastik şəkildə yenidən düzə doğru deformasiya etmək üçün diqqətlə yüklənir.
2. Termal Stress Relief
Qalıq gərginlikləri aradan qaldırmaq üçün şaftı istiliklə müalicə edin, gərginliklə əlaqəli səbəbləri potensial olaraq azaldın və ya aradan qaldırın. Bunun üçün müvafiq soba avadanlığı və prosesə nəzarət tələb olunur.
3. Şaftın dəyişdirilməsi
Şiddətli yay üçün və ya kritik tətbiqlərdə dəyişdirmə çox vaxt ən etibarlı həlldir. Yeni şaftın qiyməti dayanma müddətinə və düzəltmə cəhdlərinin uğursuz olması riskinə qarşı ölçülməlidir.
4. “Yay ətrafında tarazlıq”
Bəzi hallarda, xüsusilə böyük turbinlər üçün, yayın təsirinə qarşı çıxmaq üçün düzəliş çəkiləri hesablana və quraşdırıla bilər. Bu, yayı düzəltmir, lakin vibrasiyanı minimuma endirir. Bu yanaşmanın məhdudiyyətləri var və adətən müvəqqəti həll yoludur.
Termal yay üçün
1. Əməliyyat Prosedurunda Dəyişikliklər
- Yavaş istiləşmə prosedurlarını həyata keçirin
- Termik sarkmanın qarşısını almaq üçün bağlanma zamanı dönmə mexanizminin davamlı işləməsini təmin edin
- Buxar qəbulunu və ya emal mayesinin temperaturunu daha diqqətlə idarə edin
- Simmetrik isitmə/soyutma təmin edin
2. Dizayn Dəyişiklikləri
- İstilik gradientlərini azaltmaq üçün izolyasiya əlavə edin
- Vahid istiləşmə üçün qızdırıcı gödəkçələr quraşdırın
- Temperaturun bərabər paylanmasını təmin etmək üçün soyutma sistemini təkmilləşdirin
3. Dönmə mexanizminin işləməsi
Böyük turbinlər üçün şaftın fırlanması və termal yayının yaranmasının qarşısını almaq üçün isinmə və soyuma zamanı dönmə mexanizmini (yavaş sürətlə fırlanan sürücü) idarə edin.
Qarşısının alınması strategiyaları
Mil yayınının qarşısını almaq onu düzəltməkdən daha asandır:
Dizayn və İstehsalat
- Qalıq stressləri minimuma endirmək üçün müvafiq istilik müalicəsi prosedurlarından istifadə edin
- Tətbiq üçün adekvat şaft sərtliyini dizayn edin
- İstilik mühiti üçün uyğun materialları göstərin
Quraşdırma və Baxım
- Rotorları həmişə təyin olunmuş qaldırma nöqtələrindən istifadə edərək qaldırın, heç vaxt mildən tutmayın
- Ehtiyat rotorları əyilmənin qarşısını almaq üçün lazımi dəstəyi ilə saxlayın
- Müalicə zamanı mexaniki zərbədən çəkinin
- Mil düzlüyünü vaxtaşırı yoxlayın (illik və ya istehsalçının cədvəlinə görə)
Əməliyyat
- İstehsalçının istiləşmə və söndürmə prosedurlarına əməl edin
- Sürətli temperatur dəyişikliklərindən çəkinin
- Başlanğıclar zamanı termal yay əlamətlərinə nəzarət edin
- Vibrasiya fazasındakı hər hansı açıqlanmayan dəyişiklikləri araşdırın
Balanslaşdırma Prosedurlarına Təsir
Əyilmiş şaftı tarazlaşdırmaq cəhdi ümumiyyətlə faydasızdır və əks nəticə verə bilər:
- Effektiv olmayan düzəlişlər: Kütləvi balanssızlıq üçün hesablanmış balans çəkiləri həndəsi yayını düzəldə bilməz
- Problemin maskalanması: Əyilmiş şaftın qismən uğurlu “tarazlanması” vibrasiyanı müvəqqəti azalda bilər, lakin əsas problemi həll olunmamış qoya bilər.
- Boş Zaman: Müvəffəqiyyətsiz bir çox balanslaşdırma iterasiyası yayın yoxlanılması zərurətini göstərir
- Potensial zərər: Əyilmiş şafta böyük düzəldici çəkilər əlavə etmək gərginliyi artıra və daha çox zərər verə bilər
Ən yaxşı təcrübə: Balanslaşdırma prosedurlarına başlamazdan əvvəl, xüsusən də rotorda işləmə, istilik hadisələri və ya izah olunmayan vibrasiya problemləri varsa, həmişə mil yayınını yoxlayın.