नरम पाँव (सॉफ्ट फुट): कारण, निदान आ सुधार
नरम गोड़ (Soft Foot) घूमे वाला उपकरण में जादा वाइब्रेशन के सबसे आम, फेरु बहुते कम आंके जाए वाला कारण में से एगो बा। फील्ड सर्विस के अनुभव में, बड़हन हिस्सा इंडस्ट्रियल प्लांट के मशीन सभ में से बिना ठीक कइल सॉफ्ट फुट के साथे चलत बा। ई लेख एह घटना के फिजिक्स, ओकर क्लासिफिकेशन, डिटेक्शन के तरीका सभ — फीलर गेज से लेके क्रॉस-फेज वाइब्रेशन एनालिसिस तक — आ प्रैक्टिकल करेक्शन तकनीक सभ के बिस्तार से देखल जाला।
1. परिभाषा आ भौतिक प्रकृति
नरम गोड़ (Soft Foot) ई एगो अइसन स्थिति ह जेह में होल्ड-डाउन बोल्ट कसे से पहिले मशीन के एक या ओकरा से जादा पैर के फाउंडेशन फ्रेम (सोल प्लेट, बेसप्लेट) से पूरा संपर्क ना होखे। जब अइसन बोल्ट कसल जाला, त मशीन के केसिंग बिगड़ जाला, बेयरिंग बोर के ज्योमेट्री गड़बड़ा जाला, आ रोटर के एक्सिस अपना डिजाइन कइल स्थिति से हट जाला।
भौतिक रूप से ई होला: अधूरा संपर्क वाला पैर पर बोल्ट के कसाव के बल केसिंग में बेंडिंग मोमेंट पैदा करेला। ई विकृति बेयरिंग के सपोर्ट तक पहुँचेला, जेकरा से ई सभ होला:
- रोलिंग बेयरिंग के इनर रिंग सभ के मिसअलाइनमेंट
- प्लेन बेयरिंग सभ में असमान लोड डिस्ट्रीब्यूशन
- जुड़ल मशीन शाफ्ट सभ के एंगुलर मिसअलाइनमेंट
- रोटर के डिफ्लेक्शन से पैदा होखे वाला डायनामिक अनबैलेंस
एकर नतीजा में, घुमाव के फ्रीक्वेंसी (1×) पर वाइब्रेशन बढ़ जाला, आ जादा गंभीर मामिला में हार्मोनिक मल्टीपल पर भी।
अइसन दर्ज मामिला बा जहाँ एगो बोल्ट पर सॉफ्ट फुट ठीक कइला से वाइब्रेशन वेलोसिटी (RMS) 12 mm/s से 2 mm/s — यानी छह गुना कमी।
2. सॉफ्ट फुट के वर्गीकरण
अंतरराष्ट्रीय व्यवहार में सॉफ्ट फुट के चार प्रकार बतावल गइल बा। हर प्रकार खातिर पहचान आ करेक्शन के अलग तरीका के जरूरत होला।
पैरलल (एयर-गैप) सॉफ्ट फुट
पूरा बेयरिंग सतह पर पैर के नीचे एकसमान एयर गैप रहेला। कारण में शामिल बा: छोट पैर, सोल प्लेट के गैर-सपाटपन, या गलत शिम मोटाई।
✓ फ्लैट कैलिब्रेटेड शिमएंगुलर सॉफ्ट फुट
पैर फ्रेम से खाली एगो किनारा या कोना पर संपर्क करेला। जब बोल्ट कसल जाला, त दोसर ओर उठ जाला, जेकरा से केसिंग बिगड़ जाला। ई तब होला जब पैर बोल्ट के एक्सिस के लंबवत ना होखे या सतह पर वेज-आकार के घिसाव होखे।
✓ टेपर्ड / स्टेप्ड शिमस्क्विशी (स्प्रिंगी) सॉफ्ट फुट
सतह औपचारिक रूप से फ्रेम से संपर्क करेला, बाकी दबाव में दबे वाला सामग्री मौजूद रहेला: जादा पतरी शिम, पेंट, गंदगी, जंग, या गैसकेट के अवशेष। समय के साथे अलाइनमेंट सेटल होखत "खिसकत" रहेला। अस्थिर बार-बार माप से एकर पहचान होला।
✓ साफ सतह, ≤3 शिमइंड्यूस्ड सॉफ्ट फुट
पैर आ फ्रेम के ज्योमेट्री सही रहेला, बाकी बाहरी बल — पाइप स्ट्रेन, केबल ट्रे के लोड, गार्ड फोर्स, जैकिंग बोल्ट के दबाव — केसिंग के सपोर्ट प्लेन से बाहर खींच लेला। सबसे कपटी: स्टैटिक माप एकरा के ना देखा सके।
✓ पाइप स्ट्रेन करेक्शनगैपबाहरी बलसुधार पहिले संपर्क के प्रकृति से सॉफ्ट फुट के प्रकार तय करीं, फिर सुधार के तरीका (शिम्स, सतह मशीनिंग, बाहरी भार के हटावल) चुनीं।
3. मशीन के कंपन स्थिति पर प्रभाव
सॉफ्ट फुट के मशीन के स्थिति पर कई पैरामीटर सभ में जटिल नकारात्मक प्रभाव पड़े ला:
| पैरामीटर | प्रभाव के तंत्र |
|---|---|
| कंपन वेग (RMS, mm/s) | रोटर के विक्षेपण आ मिसअलाइनमेंट के चलते 1× घूर्णन आवृत्ति पर आयाम में बढ़ोतरी |
| कंपन फेज | सपोर्ट सभ के बीच फेज कोण के अंतर 180° तक पहुँच सकेला — ई सॉफ्ट फुट के एगो विशिष्ट लक्षण बा |
| स्पेक्ट्रम | 1× में बढ़ोतरी, आ 2× आ लाइन आवृत्ति (इलेक्ट्रिक मोटर सभ खातिर) के मौजूदगी हो सकेला |
| बेयरिंग लाइफ | रिंग मिसअलाइनमेंट से रोलिंग एलिमेंट सभ पर पॉइंट ओवरलोड होला, जेकरा से सेवा जीवन में भारी कमी आवेला |
| शाफ्ट अलाइनमेंट | अस्थिर अलाइनमेंट: बोल्ट कसला के बाद मान लक्ष्य से "बहक" जाला |
| सील | केसिंग के विकृति से मैकेनिकल सील सीट सभ के ज्योमेट्री बिगड़ जाला |
अगर गुणवत्तापूर्ण शाफ्ट अलाइनमेंट कईला के बाद भी कंपन ऊँच बना रहे, त सबसे पहिले जाँच करे वाली चीज सॉफ्ट फुट बा.
4. निदान के तरीका
4.1. स्थैतिक पहचान (फीलर गेज आ डायल इंडिकेटर)
निर्धारित अलाइनमेंट काम के दौरान सबसे आम तरीका।
- मशीन के सभ होल्ड-डाउन बोल्ट ढीला करीं।
- हर फुट आ फ्रेम के बीच फीलर गेज सेट डालीं। गैप सभ नोट करीं।
- जेह फुट के गैप एह से जादे होखे 0.05 mm, ओकरा खातिर कैलिब्रेटेड शिम्स चुनीं।
- टॉर्क रेंच से सभ बोल्ट कसीं।
- डायल इंडिकेटर से माप दोहराईं: बेस के फ्रेम पर लगाईं, इंडिकेटर के टिप के फुट पर रखीं, आ बोल्ट ढीला करीं। स्वीकार्य विस्थापन एह से जादे ना होखे के चाहीं: 0.05 mm (50 µm).
ई तरीका से पता ना चले ला प्रेरित सॉफ्ट फुट जे ऑपरेटिंग लोड (तापमान, दबाव, पाइप स्ट्रेन) के तहत होला।
4.2. डायनामिक पहचान (चालू मशीन पर बोल्ट ढीला कईल)
ई तरीका ऑपरेटिंग स्थिति में सीधे सॉफ्ट फुट के पता लगावेला — तापमान, दबाव, आ पाइप स्ट्रेन में।
- मशीन के केसिंग पर सपोर्ट के लगे कंपन सेंसर (एक्सेलेरोमीटर) लगाईं।
- इंस्ट्रूमेंट के रियल-टाइम कंपन वेग RMS मॉनिटरिंग मोड में कनेक्ट करीं। एगो पोर्टेबल ड्यूल-चैनल वाइब्रोमीटर जइसे कि Balanset-1A के इस्तेमाल कईल जा सकेला, जेकरा से घूर्णन आवृत्ति पर कंपन स्तर आ फेज कोण के एक साथ मॉनिटरिंग हो सकेला।
- हर होल्ड-डाउन बोल्ट के क्रम से ढीला करीं (उंगली से कस सके तक), आ RMS में बदलाव देखीं।
- जाँच के बाद फौरन बोल्ट के फिर से कस दीं आ अगिला पर बढ़ीं।
- जेह बोल्ट के ढीला कईला से कंपन में काफी कमी आवे, ऊ जगह सॉफ्ट फुट के संकेत देला।
कंपन वेग RMS में एह से जादे कमी 20% जब एक्को बोल्ट के ढीला कइला से सॉफ्ट फुट के निर्णायक प्रमाण मिल जाला।
चालू उपकरण पर फास्टनर सभ पर काम कइल बढ़ल जोखिम शामिल कईले ला। व्यावसायिक सुरक्षा आवश्यकता सभ के कड़ाई से पालन अनिवार्य बा, जवना में शामिल बा नॉन-स्पार्किंग टूल खतरनाक क्षेत्र सभ में के इस्तेमाल आ लाइव उपकरण पर काम खातिर उचित प्राधिकरण।
4.3. क्रॉस-फेज वाइब्रेशन विश्लेषण
सभसे जानकारीपूर्ण इंस्ट्रूमेंटल विधि, जे सॉफ्ट फुट के पहचान करे में सक्षम बनावेला फास्टनर के ढीला कइले बिना चालू उपकरण पर।
आवश्यक उपकरण
- क्रॉस-फेज फंक्शन वाला ड्यूल-चैनल वाइब्रेशन एनालाइजर
- दू गो एक्सेलेरोमीटर
- फेज रेफरेंस सेंसर (टैकोमीटर) आ रोटर पर एगो रिफ्लेक्टिव मार्कर
ड्यूल-चैनल वाइब्रोमीटर Balanset-1A 1× पर वाइब्रेशन एम्प्लीट्यूड आ दू चैनल पर ±2° सटीकता वाला फेज एंगल के एक साथ मापल देला, जवना से ई फील्ड में क्रॉस-फेज विश्लेषण खातिर उपयुक्त बा। एगो फोटोइलेक्ट्रिक फेज रेफरेंस सेंसर (0–360° रेंज) मानक उपकरण के रूप में शामिल बा।
- एक्सेलेरोमीटर सभ के मशीन के दू गो सपोर्ट पर एके दिशा में (जइसे, वर्टिकल) माउंट करीं।
- मार्कर के रोटर पर लगाईं आ टैकोमीटर सेंसर के मार्कर के ओर लक्ष्य करीं।
- क्रॉस-फेज मापन करीं: इंस्ट्रूमेंट 1× रोटेशनल फ्रीक्वेंसी पर दू बिंदु सभ के बीच वाइब्रेशन फेज एंगल के अंतर के निर्धारण करेला।
जदि फेज अंतर लगभग 180° आ दूनों सपोर्ट सभ के बीच एक साथ महत्वपूर्ण एम्प्लीट्यूड अंतर होखे, त ई सॉफ्ट फुट के विशेष लक्षण ह। जवना सपोर्ट में एम्प्लीट्यूड ढेर होखेला, ऊ समस्या के स्थान बतावेला।
डिफरेंशियल डायग्नोस्टिक्स
| दोष | सपोर्ट सभ के बीच फेज अंतर | आयाम |
|---|---|---|
| नरम गोड़ (Soft Foot) | ≈ 180° | सपोर्ट सभ के बीच महत्वपूर्ण अंतर |
| अनबैलेंस | ≈ 0° (इन-फेज) | तुलनीय स्तर |
| मिसअलाइनमेंट | 0° या 180° | मिसअलाइनमेंट के प्रकार पर निर्भर करेला |
CH1 / CH2Δφ ≈ 0°Δφ ≈ 180° इन-फेज सिग्नल आमतौर पर अनबैलेंस के संकेत देला; एंटी-फेज सिग्नल सॉफ्ट फुट के ओर इशारा करेला। निश्चित निष्कर्ष खातिर, एम्प्लीट्यूड, 1×/2× स्पेक्ट्रम, आ बोल्ट ढीला करे के टेस्ट के सत्यापन करीं।
क्रॉस-फेज विधि के फायदा ई बा कि ई सामान्य मशीन संचालन के दौरान काम करेला आ कवनो फास्टनर के ढीला करे के जरूरत ना पड़ेला।
5. पाइप-प्रेरित सॉफ्ट फुट
पंप या कंप्रेसर उपकरण पर पाइप स्ट्रेन अत्यधिक वाइब्रेशन आ अस्थिर अलाइनमेंट के प्रमुख — फिर भी सबसे ढेर नजरअंदाज कइल जाए वाला — कारण सभ में से एगो ह।
5.1. उत्पत्ति के तंत्र
जदि पाइपिंग के मशीन फ्लेंज से स्ट्रेन के तहत (बिना फ्री फिट के) जोड़ल जाला, त पाइप के बल लगातार मशीन के केसिंग पर लागल रहेला। संचालन दाब आ तापमान के तहत, थर्मल विस्तार के कारण ई बल बढ़ जाला। पाइप मशीन के "हिलावेला", जवना से होला:
- शाफ्ट अलाइनमेंट में समय-समय पर बदलाव
- 1× आ 2× रोटेशनल फ्रीक्वेंसी पर बढ़ल वाइब्रेशन
- बेयरिंग आ मैकेनिकल सील सभ के समय से पहिले घिसाव
- संरेखण (alignment) करत घरी अस्थिर रीडिंग
तनाव बलविरूपण लाल तीर पाइप के ओह तनाव बल के देखावेला जे मशीन के ओकर ज्यामिति से बाहर खींचेला। 12–3–6–9 वाला घेरा संरेखण से पहिले चार बिंदु पर फ्लेंज गैप मापे के क्रम देखावेला।
5.2. पाइपिंग स्थिति के निरीक्षण
शाफ्ट संरेखण से पहिले, फ्लेंज एंगुलैरिटी आ ऑफसेट के निरीक्षण अनिवार्य बा।
- पाइपिंग के मशीन फ्लेंज से अलग करीं।
- पाइप फ्लेंज आ मशीन फ्लेंज के बीच के गैप के चार बिंदु पर मापीं: 12, 3, 6, आ 9 बजे के स्थिति पर।
- एंगुलैरिटी (विपरीत बिंदुअन पर गैप के अंतर) आ ऑफसेट (फ्लेंज सेंटरलाइन के समानांतर बेमेल) के निर्धारण करीं।
टॉलरेंस
- आदर्श एंगुलैरिटी आ ऑफसेट मान: 0 mm
- सावधानी से फिटिंग कइला पर व्यावहारिक रूप से प्राप्त करे लायक: 0.01–0.02 mm
- जब मान एह से ढेर होखे: 0.05 mm संरेखण से पहिले अनिवार्य रूप से सुधार जरूरी बा
5.3. पाइप फिटिंग
लक्ष्य ई बा कि बाहरी बल लगवले बिना तनाव-मुक्त फ्लेंज कनेक्शन हासिल कइल जाव। तरीका सभ में शामिल बा:
- पाइप सपोर्ट आ हैंगर के समायोजन
- स्पूल पीस के काटल भा बढ़ावल
- एक्सपैंशन जॉइंट के इस्तेमाल
- बीच के सपोर्ट पोजिशन के सुधार
फील्ड में काम करत घरी, संचालक संगठन अक्सर पाइप तनाव के जाँच के अनदेखा कर देवेला,, आ कंपन के कारण कहीं आउर खोजत रहेला। ई काम मेहनत वाला बा, बाकिर एकरा बिना कवनो संरेखण — यहाँ तक कि प्रेसिजन संरेखण भी — अस्थिर रही।
6. फुट संपर्क क्षेत्र के आवश्यकता
मशीन के फुट के सोल प्लेट (फाउंडेशन फ्रेम) से न्यूनतम संपर्क क्षेत्र होखे के चाहीं कम से कम 80% फुट सोल क्षेत्र के।
जब संपर्क क्षेत्र 80% से कम होखे:
- भार असमान रूप से बँटेला, जेकरा से स्थानीय तनाव के सांद्रता बनेला
- शिम बिंदु-संपर्क क्षेत्र में विरूपित हो जाला आ धँस जाला
- बोल्ट कसला से स्थिर फिक्सेशन नइखे मिलत — समय के साथ संरेखण "खिसक" जाला
- फुट भा सोल प्लेट के थकान विफलता (fatigue failure) के खतरा बढ़ जाला
निरीक्षण के तरीका
- विज़ुअल इंस्पेक्शन: फुट आ फ्रेम के सतह पर संपर्क के निशान, ऑक्सीकरण, खरोंच
- प्रशियन ब्लू (मार्किंग पेस्ट): सोल प्लेट पर पातर परत लगाईं, फुट के दबाईं, आ संपर्क पैटर्न के मूल्यांकन करीं
- फीलर गेज सेट: बोल्ट ढीला कइला पर फुट के परिधि के चारो ओर माप लीं
अगर संपर्क 80% से कम मिले, त बेयरिंग सतह के समतलता बहाल कइल जरूरी बा: सोल प्लेट आ/भा फुट सोल के स्क्रैपिंग, मिलिंग, भा ग्राइंडिंग।
7. सॉफ्ट फुट सुधार प्रक्रिया
सॉफ्ट फुट (soft foot) मिलला पर काम के अनुशंसित क्रम:
बेयरिंग सतह के तैयार करीं
- सोल प्लेट आ फुट सतह से गंदगी, रंग, जंग आ पुरान गास्केट सामग्री साफ करीं
- स्ट्रेटएज आ फीलर गेज सेट से समतलता (flatness) के जांच करीं
- जरूरत पड़ला पर सतह के मशीनिंग करीं (ग्राइंडिंग, स्क्रैपिंग)
संपर्क क्षेत्र (contact area) के सत्यापन करीं
- सुनिश्चित करीं कि फुट-टू-सोल प्लेट संपर्क कम से कम 80% होखे
- संपर्क क्षेत्र में कउनो दबाव में सिकुड़े वाला (स्प्रिंगी) सामग्री के हटा दीं
गैप के मापन करीं
- सभ होल्ड-डाउन बोल्ट के ढीला करीं
- हर फुट पर फीलर गेज या डायल इंडिकेटर से गैप के मापन करीं
- कैलिब्रेटेड स्टेनलेस स्टील शिम के चयन करीं। हर फुट पर 3 से ढेर शिम ना लगावल जाव ("स्क्विशी" प्रभाव से बचे खातिर)
पाइप स्ट्रेन के जांच करीं
- पाइपिंग के अलग करीं
- चार बिंदु पर फ्लांज कोणीयता (angularity) आ ऑफसेट के मापन करीं
- जदी सहनशीलता (tolerance) से बाहर होखे, त तनावमुक्त कनेक्शन पावे खातिर सुधार करीं
अंतिम कसाव & सत्यापन
- क्रॉस पैटर्न में टॉर्क रेंच से सगरी बोल्ट कस दीं
- डायल इंडिकेटर जांच: कउनो बोल्ट ढीला करला पर विस्थापन ≤ 0.05 मिमी होखे के चाहीं
- टेस्ट रन करीं आ कंपन स्तर के सत्यापन करीं
शाफ्ट एलाइनमेंट करीं
शाफ्ट एलाइनमेंट करे के चाहीं केवल तबे जब सॉफ्ट फुट पूरा तरह से सुधार हो गइल होखे आ पाइपिंग फिट हो गइल होखे। नाहीं त एलाइनमेंट परिणाम अस्थिर रहीं।
8. इंस्ट्रूमेंटेशन
8.1. स्थैतिक निदान (static diagnostics) खातिर उपकरण
- कैलिब्रेटेड फीलर गेज सेट (0.02 मिमी से)
- चुंबकीय आधार पर डायल इंडिकेटर (ग्रेजुएशन 0.01 मिमी)
- स्ट्रेटएज
- संपर्क क्षेत्र आकलन खातिर मार्किंग पेस्ट (प्रशियन ब्लू)
- कैलिब्रेटेड टॉर्क रेंच
8.2. गतिक निदान (dynamic diagnostics) खातिर उपकरण
गतिक सॉफ्ट फुट पता लगावे आ क्रॉस-फेज विश्लेषण खातिर एगो पोर्टेबल वाइब्रेशन एनालाइजर के जरूरत होला जेकरा में एक साथ ड्यूअल-चैनल मापन आ फेज विश्लेषण क्षमता होखे।
Balanset-1A (VibroMera द्वारा निर्मित) एगो पोर्टेबल ड्यूअल-चैनल वाइब्रोमीटर-बैलेंसर हवे जे ई काम खातिर उपयुक्त बा। सॉफ्ट फुट निदान से जुड़ल मुख्य विशिष्टता:
Balanset-1A के ड्यूअल-चैनल आर्किटेक्चर दुगो सपोर्ट पर एक साथ एम्प्लीट्यूड आ फेज कंपन मापन के सक्षम बनावेला, जे क्रॉस-फेज सॉफ्ट फुट निदान खातिर जरूरी बा। सॉफ्ट फुट सुधार के बाद, ओही उपकरण के इस्तेमाल रोटर के अपना बेयरिंग में — एक या दू सुधार प्लेन में — बिना उपकरण के अलग कइले संतुलन (balancing) खातिर होला।
9. मानक संदर्भ
- GOST R ISO 20816-1-2021 — कंपन। मशीन कंपन के मापन आ मूल्यांकन। भाग 1। सामान्य दिशानिर्देश।
- GOST R ISO 18436-2-2005 — मशीन के हालत निगरानी आ निदान। कंपन हालत निगरानी आ निदान। भाग 2। कर्मचारी के प्रशिक्षण आ प्रमाणीकरण खातिर आवश्यकता।
- ISO 1940-1:2003 — यांत्रिक कंपन। स्थिर (कठोर) अवस्था में रोटर खातिर संतुलन गुणवत्ता आवश्यकता। भाग 1: संतुलन सहनशीलता के विनिर्देश आ सत्यापन।
- ISO 10816 / ISO 20816 — मशीन कंपन हालत के मूल्यांकन खातिर मानक के श्रृंखला।
10. निष्कर्ष
मुख्य निष्कर्ष
सॉफ्ट फुट एगो प्रणालीगत इंस्टॉलेशन दोष हवे जेकर सुधार अनिवार्य पूर्वशर्त बा घूर्णन उपकरण में सफल शाफ्ट एलाइनमेंट आ कंपन कमी खातिर। सॉफ्ट फुट के अनदेखा कइला से बाद के सगरी कमीशनिंग काम बेकार हो जाला: एलाइनमेंट अस्थिर रही, कंपन ऊंच बनल रही, आ बेयरिंग आ सील के सेवा जीवन घट जाई।
आधुनिक पोर्टेबल डुअल-चैनल वाइब्रोमीटर जइसे कि Balanset-1A क्रॉस-फेज विश्लेषण के जरिये सॉफ्ट फुट पता लगावे से लेके बाद में साइट पर रोटर संतुलन तक एगो पूरा निदान चक्र प्रदान करेला। दृश्य निरीक्षण के बजाय उपकरण आधारित निदान विधि के इस्तेमाल दोष पता लगावे के विश्वसनीयता बहुत बढ़ावेला आ कमीशनिंग समय घटावेला।
अनुशंसित कमीशनिंग कार्यप्रवाह
काम के तर्क"हाँ" शाखाअंतिम जांच मुख्य नियम: सॉफ्ट फुट सुधार के पुष्टि हो गइला के बाद ही एलाइनमेंट पर आगे बढ़ीं। व्यावहारिक मापदंड: कंट्रोल बोल्ट ढीला करत घरी फुट डिस्प्लेसमेंट ≤ 0.05 mm आ एंटी-फेज वाइब्रेशन के अनुपस्थिति।
ई क्रम के पालन घूमे वाला उपकरण के भरोसेमंद आ दीर्घकालिक संचालन खातिर नींव हवे।
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