Разбиране на триенето на ротора във въртящи се машини
Определение: Какво е Rotor Trib?
Триене на ротора (наричан още триене или контакт ротор-статор) е състояние, при което въртящите се компоненти на машината осъществяват периодичен или непрекъснат контакт с неподвижни части, като уплътнения, корпуси на лагери или стени на корпуса. Този контакт създава сили на триене, генерира топлина и произвежда отличителни... вибрация модели, които могат бързо да ескалират до катастрофален провал, ако не бъдат незабавно разгледани.
Триенето на ротора е особено опасно, защото контактът може да създаде положителна обратна връзка: вибрацията причинява триене, триенето генерира топлина, топлината причинява термична дъга, термичната дъга увеличава вибрациите, което причинява по-силно триене. Тази спирала може да унищожи машината за минути, ако не бъде спряна.
Видове триене на ротора
1. Леко разтриване (периодичен контакт)
- Кратък, случаен контакт по време на цикли на пиково отклонение
- Може да се случи само при определени скорости или работни условия
- Произвежда хаотични, периодични вибрационни пикове
- Често при уплътнения или лабиринтни пролуки
- Може да се толерира за кратко, но показва проблем, изискващ корекция
2. Частично разтриване (непрекъснат лек контакт)
- Непрекъснат контакт, но с лека сила на триене
- Роторът поддържа въртене, докато остъргва неподвижна повърхност
- Генерира непрекъснати субсинхронни или синхронни вибрации
- Произвежда топлина и износва отломки
- Може да прогресира до силно триене, ако не се коригира
3. Силно триене (пълен пръстеновиден контакт)
- Роторът е в контакт със статора по цялата или голяма част от обиколката
- Много високи сили на триене
- Бързо повишаване на температурата (стотици градуси за минути)
- Силни вибрации, често хаотични
- Може да доведе до блокиране на ротора или катастрофална повреда
- Изисква незабавно аварийно изключване
Често срещани места за разтриване
- Лабиринтни уплътнения: Тесните хлабини правят триенето на уплътненията често срещано явление
- Фиксиращи лагери: Аварийни лагери, проектирани да захващат вала при тежки събития
- Уплътнения на балансиращите бутала: В многостъпални компресори и помпи
- Междустепенни диафрагми: В турбините
- Корпус на лагера: Тежки случаи, при които валът е в контакт с капака на лагера
- Втулки на вала: Защитни ръкави на местата на уплътненията
Причини за триене на ротора
Прекомерна вибрация
- Тежко дисбаланс причинявайки голямо отклонение на вала
- Несъответствие създаване на движение на вала
- Работи в критична скорост с резонансно усилване
- Нестабилност на ротора (маслен камшик, парен вихър)
Недостатъчен клирънс
- Неправилен монтаж, оставящ недостатъчен радиален хлабина
- Термично увеличение, намаляващо хлабините по време на загряване
- Износване на лагери, което позволява прекомерно движение на вала
- Слягане на фундамента, приближаващо неподвижните части до ротора
Преходни събития
- Преминаване през критична скорост по време на стартиране/ускорение по инерция
- Промени в натоварването, причиняващи внезапно отклонение на вала
- Събития за пътуване или аварийни спирания
- Условия за превишаване на скоростта
Вибрационни характеристики на триенето на ротора
Характерни модели
- Субсинхронни компоненти: Честоти под 1× (често 1/2×, 1/3×, 1/4×) от обратно вихрушка по време на триене
- Множество хармоници: 1×, 2×, 3×, 4× поради нелинейни сили на триене
- Нестабилно поведение: Внезапни промени в амплитуда и честота
- Широколентов шум: Случайни, високочестотни компоненти от триене и удари
- Фазова нестабилност: Фазови ъгли варират неравномерно
Характеристики на спектъра
- Многобройни пикове при дробни и множествени порядъци
- Висок праг на шума от случайни удари
- Спектърът се променя бързо и непредсказуемо
- Водопадни парцели показват честотните компоненти, които се появяват и изчезват
Анализ на орбитата
Орбита на вала моделите по време на триене са силно отличителни:
- Неправилни, изкривени форми на орбитата
- Остри ъгли или плоски места, където се осъществява контакт
- Формата на орбитата се променя с промяната на интензивността на триене
- Често показва обратни (обратни) компоненти на прецесията
Последици и щети
Незабавни ефекти
- Фрикционно нагряване: Контактът генерира интензивна локална топлина (възможно е 300-600°C)
- Термичен лък: Асиметричното нагряване причинява огъване на вала, което увеличава интензивността на триене.
- Носете: Материал, отстранен от повърхностите на вала и статора
- Генериране на отломки: Частиците от износване замърсяват лагерите и уплътненията
Вторични щети
- Унищожаване на печата: Износени или счупени зъби на лабиринтно уплътнение
- Претоварване на лагера: Повишени натоварвания и нагряване от сили на триене
- Постоянен лък с дръжка: Силното нагряване може да причини пластична деформация
- Оценка на вала: Износени канали по повърхността на вала
Катастрофални провали
- Засядане на вала: Пълно блокиране от силно триене
- Фрактура на вала: Зоната, засегната от топлина, създава начало на пукнатини
- Спускане на ротора: Повреда на лагера поради прегряване позволява на ротора да падне върху фиксиращите лагери или корпуса
- Опасност от пожар: Горещи отломки или искри могат да запалят запалими материали
Откриване и диагностика
Индикатори за вибрационен анализ
- Внезапна поява на множество субсинхронни компоненти
- Нестабилни, неповторими модели на вибрации
- Рязко увеличение на общото ниво на вибрации
- Промени във вибрациите веднага след промяна на скоростта
- Необичайни орбитални модели с остри черти
Физически доказателства
- Метален прах или частици в корпусите на лагерите
- Видими следи от износване или драскотини по откритите повърхности на вала
- Повредени или износени уплътнителни компоненти
- Температурата на лагера се повишава
- Звуци на стържене или стържене
Реагиране при извънредни ситуации
Ако има съмнение за триене на ротора по време на работа:
- Оценка на тежестта: Лекото триене може да позволи контролирано спиране; силното триене изисква незабавно аварийно спиране
- Намалете скоростта: Ако е възможно, бавно намалете скоростта, като същевременно наблюдавате вибрациите
- Следете температурите: Повишаването на температурата на лагерите показва влошаване на състоянието им
- Аварийно изключване: Ако вибрациите продължават да се увеличават или температурите се покачват бързо
- Не рестартирайте: Докато не се проверят разрешенията и не се установи мястото на протриване
- Събитие в документа: Записване на данни за вибрации, температури, скорости за анализ
Превенция и смекчаване
Проектни мерки
- Адекватни радиални хлабини на всички потенциални места на триене
- Отчитане на термичното нарастване при проектирането на хлабини
- Използвайте абразивни покрития на местата на уплътненията, за да сведете до минимум повредите от леки триене
- Монтирайте задържащи лагери, за да ограничите отклонението по време на тежки събития
Оперативни мерки
- Поддържайте добро баланс за минимизиране на отклонението на вала
- Осигурете прецизно подравняване
- Следвайте правилните процедури за загряване, за да управлявате термичния растеж
- Избягвайте работа при критични скорости
- Непрекъснато следете вибрациите на критично важно оборудване
Мониторинг и защита
- Инсталирайте вибрационни аларми, настроени под праговите нива на триене
- Следете температурите на лагерите и уплътненията
- Използвайте сонди за близост, за да проследявате позицията на вала и хлабините
- Внедряване на автоматично изключване при прекомерна вибрация
Триенето на ротора представлява аварийно състояние, изискващо незабавно внимание. Разбирането на причините му, разпознаването на отличителните му вибрационни характеристики и прилагането на подходящи мерки за превенция и защита са от съществено значение за безопасната работа на въртящи се машини, особено при високоскоростни или тесно затварящи се съоръжения като турбини и компресори.
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 