Какво е триене във въртящи се машини? Триене Контакт • Преносим балансьор, вибрационен анализатор "Balanset" за динамично балансиране на трошачки, вентилатори, мулчери, шнекове на комбайни, валове, центрофуги, турбини и много други ротори Какво е триене във въртящи се машини? Триене Контакт • Преносим балансьор, вибрационен анализатор "Balanset" за динамично балансиране на трошачки, вентилатори, мулчери, шнекове на комбайни, валове, центрофуги, турбини и много други ротори

Какво е триене във въртящи се машини? Триене при контакт

Публикувано от admin на

Разбиране на триенето във въртящи се машини

Определение: Какво е триене?

Търкане е триещият контакт и относителното плъзгащо движение между въртящи се и неподвижни компоненти в машините. Този термин подчертава аспекта на непрекъснатото триене на контакт между ротора и статора, което го отличава от лекия периодичен контакт или удари. Триенето генерира сили на триене, произвежда значителна топлина чрез работа на триене и създава отличителен вибрация модели, характеризиращи се с обратно вихрушка, субсинхронни компоненти и термични ефекти.

Терминът “триене” често се използва взаимозаменяемо с “триене на ротора”, въпреки че понякога триенето набляга на триенето и термичните аспекти на контакта, докато триенето на ротора може да включва всички форми на контакт, включително леко остъргване или удари.

Механика на триене при триене

Модел на триене на Кулон

Триенето следва принципите на сухото триене (триене на Кулон):

  • Сила на триене: F = µ × N, където µ е коефициент на триене, а N е нормална сила
  • Посока: Винаги се противопоставя на относителното движение между повърхностите
  • Типични коефициенти: Стомана върху стомана µ ≈ 0,3-0,5; стомана върху уплътнителен материал µ ≈ 0,2-0,4
  • Генериране на топлина: Цялата работа по триене се превръща в топлина

Тангенциални и нормални сили

По време на триене:

  • Нормална сила: Натиска радиално навътре ротора
  • Сила на триене: Действа тангенциално, противоположно на въртенето
  • Резултантна сила: Комбинацията има тенденция да забавя ротора и да го отклонява назад
  • Увеличение на въртящия момент: Триенето разсейва мощността, увеличавайки изискванията за въртящ момент на задвижването

Характерни вибрационни модели

Обратен вихър

Най-отличителната черта на триенето е обратното (обратно) вихрушка:

  • Силата на триене създава тангенциален компонент, който задвижва обратното орбитално движение
  • Вал орбита върти се обратно на посоката на въртене на вала
  • Честота обикновено субсинхронна (по-малко от 1× скорост)
  • Общи честоти: 0.5×, 0.33×, 0.25× (дробни порядъци)
  • Формата на орбитата често е неправилна или изкривена

Характеристики на спектъра

  • Субсинхронни пикове: Множество пикове под 1×, често при дробни хармоници
  • Синхронен компонент: 1× може да се увеличи от силите на триене
  • По-високи хармоници: 2×, 3×, 4× от нелинейно триене
  • Широколентов шум: Повишен шумов праг в целия спектър
  • Нестабилен спектър: Пиковете се появяват, изчезват или изместват честотата

Характеристики на времевата вълнова форма

  • Импулсивни събития или пикове при започване на контакт
  • Скъсяване или сплескване при пикови отклонения
  • Неправилна, несинусоидална форма на вълната
  • Налични са модели на биене от множество честоти

Термични ефекти на триенето

Генериране на топлина

Триенето преобразува механичната енергия в топлина:

  • Оценка: Разсейвана мощност = Сила на триене × Скорост на плъзгане
  • Величина: Леко търкане: 10-100 вата; силно търкане: киловати
  • Концентрация: Топлината е концентрирана в малка контактна площ
  • Повишаване на температурата: Локалните температури могат да надхвърлят 500°C в тежки случаи

Разработване на термична дъга

Обратната връзка топлина-вибрация:

  1. Първоначалното триене генерира топлина от едната страна на вала
  2. Асиметричното нагряване създава термична дъга
  3. Термичната дъга увеличава отклонението на вала
  4. Повишеното отклонение причинява по-силно триене
  5. Повече триене генерира повече топлина
  6. Положителната обратна връзка може да доведе до бърз провал

Вторични термични ефекти

  • Отопление на лагери: Топлината, отвеждана през вала към лагерите
  • Разграждане на маслото: Прекомерните температури разграждат смазката
  • Промени в материалите: Фазови трансформации или металургични промени в зони, засегнати от топлина
  • Термично напрежение: Може да предизвика пукнатини в термично напрегнати зони

Методи за откриване

Мониторинг на вибрациите

  • Субсинхронни аларми: Предупреждение за пикове при скорост на бягане 0,3-0,5×
  • Мониторинг на орбитата: Автоматизиран орбитален анализ, откриващ обратен вихър
  • Спектрални промени: Алгоритми, откриващи внезапна поява на множество хармоници
  • Отрязване на вълновата форма: Откриване на несинусоидално изкривяване

Мониторинг на температурата

  • Сензори за температура на лагерите с бързо нарастващи аларми
  • Инфрачервено наблюдение на температурата на откритите секции на шахтата
  • Мониторинг на температурната разлика (горен спрямо долен лагер)
  • Аларми за скорост на промяна (напр. > 5°C/минута)

Допълнителни индикатори

  • Увеличение на въртящия момент: Консумацията на енергия се увеличава поради триене
  • Колебание на скоростта: Малки вариации на скоростта от променлив въртящ момент на триене
  • Акустична емисия: Високочестотен звук от контакт
  • Визуална проверка: Отломки от износване, обезцветяване, видими повреди

Действия за отговор

Незабавни действия

  1. Намалете тежестта: Намалете скоростта или натоварването, ако е безопасно
  2. Следете внимателно: Непрекъснато наблюдение на вибрациите и температурата
  3. Подготовка за изключване: Подгответе аварийно изключване
  4. Аварийно спиране: Ако вибрациите или температурата се покачват
  5. Позволете охлаждане: Задействайте въртящото се зъбно колело или го оставете да се охлади естествено преди проверката

Разследване

  • Проверете за физически доказателства за контакт
  • Измерете хлабините на предполагаеми места за триене
  • Проверете за термична извивка или постоянна извивка на вала
  • Идентифицирайте основната причина (прекомерна вибрация, недостатъчен клирънс и др.)

Коригиращи действия

  • Увеличаване на просвета: Машинно обработете повредените участъци или сменете компонентите
  • Адресирайте основната причина: Балансиране на ротора, правилно подравняване, отстраняване на проблеми с лагерите
  • Смяна на повредени части: Уплътнения, лагерни компоненти, секции на вала, ако е необходимо
  • Проверка на разрешенията: Уверете се, че са достатъчни разстояния на всички места преди рестартиране

Триенето е една от най-сериозните повреди, свързани с вибрациите, във въртящите се машини. Потенциалът му за бърза ескалация чрез термична обратна връзка изисква незабавно разпознаване, бърза реакция и цялостна корекция, за да се предотвратят катастрофални повреди в критично оборудване.

← Обратно към основния индекс

Категории:
WhatsApp