Разбиране на механичната хлабина във въртящи се машини
Определение: Какво е механична хлабавост?
Механична хлабавост е състояние, при което компонентите във въртящи се машини имат прекомерни хлабини, неадекватно закрепване, износени сглобки или структурно влошаване, което позволява неволно относително движение между части, които трябва да бъдат здраво свързани. Това създава нелинейни... вибрация поведение, характеризиращо се с множество хармоници на скоростта на бягане, неравномерни вариации на амплитудата и разлики в посоката на вибрациите, които не следват нормалните модели.
Разхлабеността е често срещан проблем с машините, който не само причинява прекомерни вибрации директно, но и предотвратява ефективната диагностика и коригиране на други проблеми като... дисбаланс или несъответствие. Трябва да бъде идентифицирано и коригирано, преди други усилия за намаляване на вибрациите да могат да бъдат успешни.
Видове механична хлабавост
Тип A: Ротационна хлабина (хлабина на лагера)
Прекомерна хлабина между лагера и вала или корпуса:
- Лагер към вал: Износена повърхност на вала, неадекватно пресоване, повреден отвор на лагера
- Лагер-корпус: Износен отвор на корпуса, хлабава капачка на лагера, неадекватно пресоване
- Вътрешен лагер: Прекомерно хлабина на лагера от износване
- Симптом: 1×, 2×, 3× хармоници; по-високи в радиални посоки
Тип Б: Структурна разхлабеност (пиедестал/фундамент)
Недостатъчно закрепване на невъртящи се компоненти:
- Разхлабени пиедестали: Анкерните болтове не са затегнати, фугиращата смес е повредена
- Монтаж на свободна основа: Разхлабени или липсващи болтове за монтаж на оборудването
- Напукана рамка или основа: Структурни повреди, позволяващи движение
- Симптом: Множество хармоници (често до 5× или повече); непостоянен, нелинеен отговор
Тип C: Разхлабване на компонентите
Свободно сглобени компоненти:
- Разхлабени работни колела: Работно колело е хлабаво на вала, шпонката е износена или липсва
- Разхлабени съединители: Разхлабени главини на съединителите на валовете
- Разхлабени шайби/зъбни колела: Задвижваните компоненти са разхлабени на вала
- Разхлабени капаци/предпазители: Тракане на ламаринени панели
- Симптом: Хармоници и подхармоници; възможни 1/2×, 1/3× компоненти
Вибрационен подпис
Честотни характеристики
Разхлабеността създава отличителни честотни модели:
- Множество хармоници: Силен 1×, 2×, 3×, 4× и по-висок (за разлика от дисбаланса, който е предимно 1×)
- Субхармоници: Може да се видят компоненти 1/2×, 1/3× (хлабина тип C)
- Нехармонично съдържание: Пикове при нецелочислени кратни на скоростта на бягане
- Повишено ниво на шум: Увеличение на широколентовия достъп от случайни въздействия
Амплитудно поведение
- Високо общо ниво: Обща вибрация, непропорционална на движещите сили
- Нелинейно: Вибрацията не се увеличава предвидимо със скоростта или натоварването
- Нестабилно: Амплитудата варира значително между измерванията
- Разлики в посоката: Може да е 2-5 пъти по-високо в едната посока, отколкото в перпендикулярната посока
Фазови характеристики
- Нестабилен Фаза: Фазовият ъгъл се променя хаотично между измерванията
- Голямо фазово разсейване: ±30-90° отклонение при една и съща скорост
- Балансиране на пораженията: Непредсказуемата фаза прави балансиращите изчисления ненадеждни
Характеристики на времевата вълнова форма
- Неправилна, несинусоидална форма на вълната
- Отрязани или изрязани върхове (въздействия върху ограничения)
- Случайни импулсивни събития
- Загуба на периодична структура
Често срещани местоположения и причини
Свързани с лагери
- Износени повърхности на шиите на вала, позволяващи клатене на лагера
- Износени или повредени отвори на корпуса на лагера
- Неадекватно сглобяване с интерференция (грешен избор на толеранс)
- Болтовете на капаците на лагерите са разхлабени или неправилно затегнати
- Разцепени лагерни корпуси с износени свързващи повърхности
Основа и монтаж
- Разхлабени анкерни болтове (най-често срещана структурна разхлабеност)
- Влошена или липсваща фугираща смес под пиедесталите
- Напукани бетонни основи
- Разхлабени болтове за монтаж на оборудване към основната плоча
- Повредени или удължени отвори за болтове
Въртящи се компоненти
- Вентилаторът или работното колело са хлабави на вала (износена шпонка, хлабави винтове)
- Съединителни главини с недостатъчно пресоване
- Разхлабени или липсващи винтове за закрепване на ролките
- Компонентите на ротора са разхлабени на вала
Структурни
- Напукани рамки или корпуси на машини
- Пукнатини от умора в заварките
- Разхлабени структурни болтове
- Влошено свързване или лепила
Методи за откриване
Анализ на вибрациите
- FFT анализ: Търсете множество хармоници (1×, 2×, 3×, 4×, 5×+)
- Тестване за кохерентност: Ниската кохерентност между измерванията показва нелинейно поведение
- Сравнение на посоката: Големи разлики между хоризонтално и вертикално
- Реакция на външно възбуждане: Машина за докосване, наблюдавайте необичайна реакция
Физическа проверка
Визуална проверка
- Търсете пролуки, пукнатини, корозия, повреди
- Проверете за следи от движение
- Наблюдавайте моделите на износване на боята на интерфейсите
- Търсете метални стружки, показващи трене
Тестване с докосване
- Ударете предполагаеми хлабави компоненти с чук
- Слушайте за тракащи или тъпи звуци вместо за плътно звънене
- Усетете за прекомерно движение или вибрации
- Сравнете с известни добри компоненти
Проверка на въртящия момент
- Проверете всички болтове с динамометричен ключ
- Проверете спрямо спецификациите
- Търсете счупени, повредени или корозирали крепежни елементи
- Проверете за оголени нишки
Тестване с натискане/издърпване
- Приложете сила към съмнителни компоненти
- Наблюдавайте за движения, които не би трябвало да се случват
- Използвайте индикатори за измерване на играта
- Сравнете с нови или правилно закрепени компоненти
Процедури за корекция
За хлабина на лагера
- Смяна на лагер: Ако самият лагер е износен
- Ремонт на вал: Възстановете износения вал с хромирано покритие или заваряване, преработете го до желания размер
- Ремонт на жилища: Увеличете размера на корпуса на машината, използвайте по-голям лагер или нанесете метален спрей/заварка.
- Подобряване на прилягането: Използвайте подходящи сглобки с интерферентно прилягане съгласно спецификациите на производителя
- Капачки на лагери: Затегнете или сменете, ако е износено
За структурна разхлабеност
- Затегнете всички крепежни елементи: Затегнете до спецификацията, като използвате правилния модел
- Смяна на повредени болтове: Монтирайте нови болтове с правилния клас и размер
- Фондация за ремонт: Отстранете старата фугираща смес, почистете повърхностите, излейте нова фугираща смес
- Пукнатини по заварките: Поправете пукнатини в рамките или пиедесталите, ако е подходящо
- Добавяне на армировка: Укрепване или подпори за слаби конструкции
За хлабина на компонентите
- Затегнете отново закрепващите винтове с подходящ въртящ момент и обезопасете резбата
- Сменете износените шпонки и шпонкови канали
- Използвайте подходящи сглобки с пресоване за компоненти с пресоване
- Компоненти на щифт или ключ, които са се разхлабили многократно
- Сменете повредените компоненти
Стратегии за превенция
Фаза на проектиране
- Посочете подходящи размери и количества крепежни елементи
- Проектирайте правилни сглобки с интерференция
- Осигуряване на адекватна структурна твърдост
- Избягвайте концентрации на напрежение, които водят до напукване
- Посочете подходящите класове и материали за крепежни елементи
Фаза на инсталиране
- Използвайте калибрирани динамометрични ключове
- Следвайте правилната последователност на затягане
- Използвайте уплътнители за резби, където е уместно
- Уверете се, че повърхностите са чисти и равни преди сглобяване
- Проверете дали пасванията отговарят на спецификациите
- Извършвайте проверки за контрол на качеството
Фаза на поддръжка
- Периодична проверка на въртящия момент (годишно или съгласно графика за мониторинг на вибрациите)
- Тенденция на вибрациите за откриване на развиваща се хлабина
- Визуални проверки по време на прекъсвания
- Затегнете отново, ако е необходимо
- Справяйте се с вибрациите своевременно, преди да причинят разхлабване
Диагностични предизвикателства
Маскиране на други проблеми
- Разхлабеността може да маскира или имитира други недостатъци
- Предотвратява точното балансиране поради нелинеен отговор
- Марки подравняване трудно или невъзможно
- Може да генерира вибрационни модели, подобни на пукнатини или дефекти на лагери
Прогресивна природа
- Отпуснатостта често започва леко и прогресивно се влошава
- Вибрацията от хлабавост причинява още по-голяма хлабавост (положителна обратна връзка)
- Може да прогресира от леко до тежко за седмици, ако не се коригира
- В крайна сметка причинява вторични повреди на лагери, валове, основи
Връзка с други недостатъци
Разхлабеност срещу дисбаланс
| Функция | Дисбаланс | Разхлабеност |
|---|---|---|
| Основна честота | само 1× | 1×, 2×, 3×, 4×+ хармоници |
| Фазова стабилност | Последователен, повторяем | Нестабилни промени между измерванията |
| Линейност | Вибрация ∝ скорост² | Нелинейно, непредсказуемо |
| Отговор на балансирането | Намалена вибрация | Минимално или никакво подобрение |
| Насочен модел | Подобни хоризонтални/вертикални | Често много по-високо в едната посока |
Разхлабеност срещу неправилно подравняване
- Несъответствие: Предимно 2× с известно 1×, стабилна фаза
- Разхлабеност: Множество хармоници (1× до 5×+), нестабилна фаза
- Комбинация: Несъосността може да причини хлабина, а хлабината влошава ефектите от несъосността
Въздействие върху производителността на машината
Директни ефекти
- Висока вибрация: Прекомерни нива, причиняващи дискомфорт и опасения за безопасността
- Шум: Тракащи, блъскащи или чукащи звуци
- Намалена прецизност: Грешки в позиционирането на вала
- Ускорено износване: Ударното натоварване поврежда компонентите
Вторични щети
- Повреда на лагера: Ударните натоварвания и несъосността от хлабина повреждат лагерите
- Фретиране на вала: Микродвиженията при хлабави сглобки причиняват корозия от трене
- Повреда на крепежния елемент: Болтовете могат да се уморят и да се счупят от променливи натоварвания
- Разпространение на пукнатини: Вибрацията разпространява съществуващите пукнатини
- Влошаване на основите: Продължителните вибрации увреждат бетона и фугиращата смес
Оперативни проблеми
- Предотвратява ефективното балансиране
- Прави невъзможно поддържането на подравняване
- Диагностично объркване, маскиращо други проблеми
- Намалена надеждност на оборудването
Примерен случай
Ситуация: Голям вентилатор с индуцирана тяга, 1200 об/мин, прекомерна вибрация
- Първоначални симптоми: 8 мм/сек обща вибрация (граница на алармата 4,5 мм/сек)
- Спектър: Силни 1×, 2×, 3×, 4× компоненти
- Опити за балансиране: Три опита, без подобрение, фазата е нестабилна
- Разследване: Физическата проверка разкри, че четири от осемте анкерни болта са разхлабени
- Корекция: Всички анкерни болтове са затегнати отново до спецификацията от 400 N·m
- Резултат: Вибрацията спадна веднага до 1,8 мм/с
- Последващи действия: Еднократното балансиране намали вибрациите до 0,8 мм/с (сега системата беше линейна)
- Урок: Винаги проверявайте за хлабина преди балансиране
Най-добри практики
Диагностичен контролен списък
Когато проучвате проблеми с вибрациите, винаги проверявайте за хлабина:
- Анализирайте спектъра за множество хармоници
- Проверете повторяемостта на фазите
- Извършете тестове с почукване на съмнителни компоненти
- Проверете въртящия момент на всички болтове
- Проверете за пукнатини, износване, влошаване на състоянието
- Първо коригирайте хлабавостта преди други диагностики или корекции
Протокол за поддръжка
- Включете проверки на въртящия момент на болтовете в графиците за ПМ
- Документирайте базовите стойности на въртящия момент
- Тенденция за релаксация на въртящия момент с течение на времето
- Използвайте осигурители за резби върху критични крепежни елементи
- Сменете, вместо да затягате многократно, ако отпускането се повтаря
Механичната хлабина е често срещана, но често пренебрегвана причина за вибрации на машините. Характерната ѝ многохармонична сигнатура, нелинейното поведение и смущенията с други диагностични и коригиращи мерки правят проверката и коригирането на хлабината от съществено значение като първа стъпка при всяко отстраняване на неизправности, свързани с вибрациите.
Категории:
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 