घूमे वाला मशीनरी में रगड़ के समझल
रगड़ मशीन के घूमत आ स्थिर पुर्जन के बीच के घर्षण संपर्क आ आपसी फिसलन के गति के बा। ई टर्म ओकर लगातार घर्षण वाला पहलू पर जोर देला रोटर-टू-स्टेटर संपर्क, एकरा के हल्का, बीच-बीच में होखे वाला संपर्क भा एकल टक्कर से अलग करत बा, जे भी हो सकत बा। रबिंग घर्षण बल पैदा करेला, घर्षण काम से काफी गर्मी छोड़ेला, आ एगो अलग वाइब्रेशन सिग्नेचर बनावेला जेकरा में बैकवर्ड व्हर्ल के प्रधानता होला, सब-सिंक्रोनस घटक आ थर्मल प्रभाव शामिल होला। ई घूमत मशीन में हो सकेवाला सबसे खतरनाक खराबी में से एगो बा, काहेकि ई कुछ मिनट में ही फेल हो जाए तक बढ़ सकत बा।
“रबिंग” आ “रोटर रब” अक्सर एक दुसरा के जगह इस्तेमाल कइल जाला। असल में, रबिंग संपर्क के घर्षण आ थर्मल पहलू पर ज्यादा जोर देला, जबकि रोटर रब एगो व्यापक शब्द बा जे हर तरह के संपर्क के समेटेला — हल्का रगड़ से लेके कड़ा टक्कर तक।
1. रबिंग के घर्षण यांत्रिकी
कूलम्ब घर्षण मॉडल
रबिंग सूखा (कूलॉम्ब) घर्षण के सिद्धांत के पालन करेला:
- घर्षण बल: F = μ × N, जहाँ μ घर्षण गुणांक बा आ N ऊ सामान्य बल बा जे सतह सभ के एक दुसरा पर दबावेला।
- दिशा: घर्षण बल हमेशा संपर्क में आवे वाली सतह सभ के बीच के सापेक्ष गति के विरोध करेला।
- सामान्य गुणांक: स्टील पर स्टील μ ≈ 0.3–0.5; स्टील पर सील सामग्री μ ≈ 0.2–0.4।
- गर्मी पैदा होखल: संपर्क बिंदु पर घर्षण के लगभग सारा काम गर्मी में बदल जाला।
स्पर्शरेखीय आ अभिलंब बल
संपर्क के दौरान, रोटर पर दू गो बल घटक काम करेला:
- सामान्य बल: रब बिंदु पर रोटर के रेडियल दिशा में भीतर के ओर धकेलेला।
- घर्षण बल: स्पर्शरेखा (tangential) दिशा में काम करेला, घूर्णन के विरोध करत।
- परिणामी बल: ई संयोजन रोटर के गति धीमा करे आ ओकरा के घूर्णन के दिशा के विपरीत पीछे मोड़े के प्रवृत्ति रखेला।
- टॉर्क में बढ़ोतरी: घर्षण से ऊर्जा नष्ट होला, जेकरा से मशीन के देवे वाला ड्राइव टॉर्क बढ़ जाला।
2. कंपन के विशिष्ट पैटर्न
बैकवर्ड व्हर्ल
रबिंग के सबसे विशिष्ट लक्षण बा बैकवर्ड (रिवर्स) व्हर्ल:
- घर्षण बल एगो स्पर्शरेखा घटक पैदा करेला जे कक्षीय गति के पीछे के ओर ले जाला।
- शाफ्ट ऑर्बिट शाफ्ट के घूर्णन दिशा के विपरीत रास्ता बनावेला।
- व्हर्ल फ्रीक्वेंसी आमतौर पर सब-सिंक्रोनस होला — यानी चालू गति के 1× से कम।
- आम फ्रीक्वेंसी अंशात्मक क्रम पर देखाई देला: 0.5×, 0.33×, 0.25×।
- कक्षा (orbit) के आकार अक्सर अनियमित भा साफ तौर पर बिगड़ल होला।
स्पेक्ट्रम के विशेषता
- सब-सिंक्रोनस पीक: 1× से नीचे कई गो पीक, अक्सर अंशात्मक हार्मोनिक्स पर।
- सिंक्रोनस घटक: 1× सिंक्रोनस पीक बढ़ सकत बा काहेकि रब बल एकरा में जुड़ जाला।
- उच्च हार्मोनिक्स: 2×, 3×, 4× हार्मोनिक्स बीच-बीच में होखे वाला घर्षण के गैर-रैखिकता से पैदा होला।
- ब्रॉडबैंड नॉइज़: पूरा स्पेक्ट्रम उठ जाला।
- अस्थिर स्पेक्ट्रम: पीक आवत-जात रहेला भा एक मापन से दुसरा मापन में फ्रीक्वेंसी बदल जाला।
टाइम वेवफॉर्म फीचर
- हर बेर संपर्क शुरू होखला पर आवेगी घटना भा स्पाइक, जे टाइम वेवफॉर्म.
- सबसे ज्यादा विक्षेपण पर क्लिपिंग भा चपटापन, जहाँ स्टेटर भौतिक रूप से गति के सीमित कर देला।
- एगो अनियमित, गैर-साइनसॉइडल कुल आकार।
- कई गो फ्रीक्वेंसी के एक साथ रहला से बनल बीट पैटर्न।
3. रगड़ (Rubbing) के थर्मल असर
हीट जेनरेशन
घर्षण यांत्रिक ऊर्जा के सीधे ताप में बदल देला:
- दर: निकलल पावर घर्षण बल × फिसलाव के वेग के बराबर होला।
- परिमाण: हल्का रगड़ में 10–100 वाट निकल सके ला; भारी रगड़ में किलोवाट तक।
- सांद्रता: ऊ ताप एगो बहुते छोट संपर्क क्षेत्र में जमा हो जाला।
- तापमान बढ़ल: गंभीर मामिला में सतह के स्थानीय तापमान 500 °C से ऊपर जा सके ला।
थर्मल बो के विकास
रगड़ के खतरा एगो ताप–कंपन (heat–vibration) फीडबैक लूप में छिपल बा:
- शुरुआती रगड़ शाफ्ट के एक ओर ताप जमा क देला।
- असमान गरमाई से शाफ्ट मुड़ के थर्मल बो.
- थर्मल बो (thermal bow) से शाफ्ट के विक्षेपण (deflection) बढ़ जाला।
- जादा विक्षेपण अउरी गंभीर रगड़ के कारण बनेला।
- जादा रगड़ से अउरी जादा ताप पैदा होला।
- ई पॉजिटिव फीडबैक तेज, बेकाबू फेल्योर (runaway failure) की ओर ले जा सके ला।
काहेकि एह लूप के हर चक्कर अगिला के अउरी गहिरा क देला, रगड़ के एगो रूप मानल जाला स्व-उत्तेजित कंपन अउरी सीधा रोटर अस्थिरता.
द्वितीयक थर्मल प्रभाव
- बेयरिंग के गरमाई: ताप शाफ्ट से होके बेयरिंग तक चल जाला।
- तेल के गुणवत्ता घटल: अत्यधिक तापमान से लुब्रिकेंट खराब हो जाला।
- मैटेरियल में बदलाव: ताप-प्रभावित क्षेत्र में फेज ट्रांसफॉर्मेशन या धातु-संबंधी बदलाव।
- थर्मल स्ट्रेस: थर्मल तनाव वाला क्षेत्र में दरार (crack) शुरू क सके ला।
4. फील्ड में रगड़ के पहचान
कम्पन निगरानी
- सब-सिंक्रोनस अलार्म: चालू गति के 0.3–0.5× पर आवे वाला पीक पर अलर्ट देला।
- ऑर्बिट मॉनिटरिंग: ऑटोमेटेड ऑर्बिट विश्लेषण बैकवर्ड व्हर्ल (backward whirl) के दिखाई देवे के फ्लैग करेला।
- स्पेक्ट्रल बदलाव: एल्गोरिदम कई हार्मोनिक्स के अचानक आगमन के पहचान लेला।
- वेवफॉर्म क्लिपिंग: संपर्क से पैदा होखे वाला गैर-साइनसॉइडल विकृति (non-sinusoidal distortion) के पहचान।
एह पैटर्न सभ के पहचान करब बिल्कुल ओहीं काम बा जेकरा खातिर एगो पोर्टेबल एनालाइज़र बनल बा। मशीन के आपन बेयरिंग में ऑपरेटिंग स्पीड पर काम करत, एगो दू-चैनल इंस्ट्रूमेंट जइसे कि Balanset-1A टाइम वेवफॉर्म अउरी 1× एम्प्लीट्यूड आ फेज कैप्चर करेला, जेकरा से टेक्नीशियन इंपल्सिव क्लिपिंग अउरी रगड़ के निशान वाला फ्रैक्शनल-ऑर्डर ऊर्जा देख सके ला, अउरी फिर ई जांच सके ला कि अवशिष्ट अनबैलेंस (residual unbalance) या मिसअलाइनमेंट कउनो टियरडाउन से पहिले अंतर्निहित कारण बा कि ना।
तापमान निगरानी
- बेयरिंग टेम्परेचर सेंसर तेजी से बढ़े वाला अलार्म के साथ।
- बाहर दिखाई देवे वाला शाफ्ट खंड सभ के इन्फ्रारेड तापमान मॉनिटरिंग।
- तापमान-अंतर मॉनिटरिंग — बेयरिंग के ऊपर बनाम नीचे।
- दर-बदलाव अलार्म, जइसे कि प्रति मिनट 5 °C से जादा।
अतिरिक्त संकेतक
- टॉर्क में बढ़ोतरी: जइसे-जइसे घर्षण ड्राइव पर लोड डाले ला, बिजली खपत बढ़ जाला।
- गति में उतार-चढ़ाव: बदलत घर्षण टॉर्क से छोट-छोट गति में बदलाव।
- ध्वनिक उत्सर्जन (Acoustic emission): संपर्क से पैदा होखे वाला उच्च-आवृत्ति ध्वनि, जेकरा से पता लगावल जा सके ला ध्वनिक उत्सर्जन सेंसर।
- विज़ुअल इंस्पेक्शन: घिसाव के मलबा, रंग बिगड़ल आ दिखाई देवे वाला खरोंच।
5. रगड़ पर प्रतिक्रिया
तत्काल कार्रवाई
- गंभीरता घटावल: अगर सुरक्षित होखे त गति या लोड घटा दीं।
- नजदीकी नजर राखीं: कंपन अउरी तापमान पर लगातार निगरानी राखीं।
- शटडाउन खातिर तैयार रहीं: एगो आपातकालीन शटडाउन तइयार।
- इमरजेंसी स्टॉप: कंपन भा तापमान बढ़त होखे त मशीन के ट्रिप करीं।
- ठंडा होखे दीं: निरीक्षण से पहिले टर्निंग गियर चलाईं भा प्राकृतिक रूप से ठंडा होखे दीं, जेहसे थर्मल बो (thermal bow) कम हो सके।
जांच
- संपर्क के भौतिक प्रमाण खातिर निरीक्षण करीं।
- संदिग्ध रबिंग स्थान पर क्लियरेंस मापीं।
- जांच करीं थर्मल बो भा स्थायी शाफ्ट बो (शाफ्ट के झुकाव).
- मूल कारण पहचानीं — अत्यधिक कंपन, अपर्याप्त क्लियरेंस, आदि।
सुधारात्मक कार्रवाई
- क्लियरेंस बढ़ाईं: क्षतिग्रस्त हिस्सा के मशीन से हटाईं भा घटक बदलीं।
- मूल कारण के समाधान करीं: रोटर के बैलेंस करीं, एलाइनमेंट सही करीं, संपर्क के कारण बनल बेयरिंग समस्या के ठीक करीं।
- क्षतिग्रस्त पुर्जा बदलीं: जरूरत के मोताबिक सील, बेयरिंग घटक आ शाफ्ट के हिस्सा बदलीं।
- क्लियरेंस के पुष्टि करीं: रीस्टार्ट से पहिले हर स्थान पर पर्याप्त क्लियरेंस के पुष्टि करीं।
रबिंग घूमत मशीनरी में सभसे गंभीर कंपन-संबंधित खराबी में से एक बा। थर्मल फीडबैक के माध्यम से एकर तेजी से बढ़े के क्षमता तुरंत पहचान, त्वरित आ अनुशासित प्रतिक्रिया, आ पूरा सुधार के मांग करेला — काहेकी, महत्वपूर्ण उपकरण में, विकल्प होला विनाशकारी विफलता।
