ঘূর্ণায়মান যন্ত্রপাতিতে রাবিং বোঝা
Rubbing একটি মেশিনে ঘূর্ণায়মান এবং স্থির উপাদানগুলির মধ্যে ঘর্ষণ যোগাযোগ এবং আপেক্ষিক স্লাইডিং গতি। শব্দটি ঘর্ষণের ক্রমাগত দিকটি জোর দেয় rotor-to-stator contact, এটিকে হালকা, বিরামিত যোগাযোগ বা একক প্রভাব থেকে আলাদা করে যা ঘটতে পারে। রাবিং ঘর্ষণ শক্তি তৈরি করে, ঘর্ষণ কাজের মাধ্যমে উল্লেখযোগ্য তাপ নির্গত করে এবং একটি স্বতন্ত্র উত্পাদন করে vibration signature dominated by backward whirl, sub-synchronous উপাদান এবং তাপীয় প্রভাব। এটি একটি ঘূর্ণায়মান মেশিনের সবচেয়ে বিপজ্জনক ত্রুটিগুলির মধ্যে একটি কারণ এটি মিনিটের মধ্যে ব্যর্থতায় বৃদ্ধি পেতে পারে।
“Rubbing” এবং “rotor rub” প্রায়শই একই অর্থে ব্যবহৃত হয়। বাস্তবে, rubbing ঘর্ষণ এবং তাপীয় দিক উপর জোর দেয়, যখন rotor rub হল বৃহত্তর ছাতা যা সকল ধরনের যোগাযোগ কভার করে — হালকা আঁচড় থেকে শুরু করে কঠিন প্রভাব পর্যন্ত।
১. Rubbing এর ঘর্ষণ বলবিদ্যা
Coulomb Friction Model
Rubbing শুষ্ক (Coulomb) ঘর্ষণের নীতি মেনে চলে:
- ঘর্ষণ বল: F = μ × N, যেখানে μ হল ঘর্ষণ সহগ এবং N হল পৃষ্ঠগুলিকে একসাথে চাপ দেওয়ার সাধারণ বল।
- Direction: ঘর্ষণ বল সর্বদা যোগাযোগকারী পৃষ্ঠের মধ্যে আপেক্ষিক গতির বিরোধিতা করে।
- Typical coefficients: ইস্পাত উপর ইস্পাত μ ≈ ০.३–०.५; ইস্পাত উপর সিল উপকরণ μ ≈ ०.२–००.४।
- তাপ উৎপাদন: মূলত সমস্ত ঘর্ষণ কাজ যোগাযোগে তাপে রূপান্তরিত হয়।
Tangential and Normal Forces
যোগাযোগের সময় rotor উপর দুটি বল উপাদান কাজ করে:
- সাধারণ বল: rub বিন্দুতে rotor উপর রেডিয়ালি অভ্যন্তরীণভাবে ঠেলে দেয়।
- ঘর্ষণ বল: acts tangentially, opposing rotation.
- Resultant force: সমন্বয় rotor কে ধীর করতে এবং স্পিনের দিকের বিরুদ্ধে পিছনের দিকে বাঁকাতে থাকে।
- Torque increase: ঘর্ষণ শক্তি অপচয় করে, মেশিনকে সরবরাহ করতে হবে এমন ড্রাইভ টর্ক বৃদ্ধি করে।
2. Characteristic Vibration Patterns
Backward Whirl
Rubbing এর সবচেয়ে বিশিষ্ট বৈশিষ্ট্য হল পশ্চাৎমুখী (বিপরীত) whirl:
- ঘর্ষণ বল একটি স্পর্শকাতর উপাদান সৃষ্টি করে যা কক্ষপথের গতিকে পিছনের দিকে চালিত করে।
- The shaft orbit শ্যাফট আবর্তনের দিকের বিপরীত দিকে চিহ্ন।
- Whirl ফ্রিকোয়েন্সি সাধারণত সাব-সিঙ্ক্রোনাস — চলমান গতির চেয়ে ১× কম।
- Common frequencies appear at fractional orders: 0.5×, 0.33×, 0.25×.
- কক্ষপথের আকার প্রায়শই অনিয়মিত বা দৃশ্যত বিকৃত।
Spectrum Characteristics
- Sub-synchronous peaks: multiple peaks below 1×, frequently at fractional harmonics.
- Synchronous component: the 1× synchronous শিখর rub শক্তি এতে যোগ করার সাথে সাথে বৃদ্ধি পেতে পারে।
- Higher harmonics: 2×, 3×, 4× harmonics আন্তরায়নমূলক ঘর্ষণের অ-রৈখিকতা থেকে প্রদর্শিত হয়।
- Broadband noise: সম্পূর্ণ জুড়ে শব্দ তল spectrum lifts.
- Unstable spectrum: শিখর আসে এবং যায় বা এক পরিমাপ থেকে পরবর্তীতে ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তন করে।
Time Waveform Features
- প্রতিটি বার যোগাযোগ শুরু হওয়ার সময় আবেগপ্রবণ ইভেন্ট বা স্পাইক, দৃশ্যমান time waveform.
- শীর্ষ বিক্ষেপে ক্লিপিং বা সমতলকরণ, যেখানে স্টেটর শারীরিকভাবে ভ্রমণ সীমাবদ্ধ করে।
- An irregular, non-sinusoidal overall shape.
- Beat patterns produced by several frequencies coexisting.
३. Rubbing এর তাপীয় প্রভাব
Heat Generation
Friction converts mechanical energy directly into heat:
- Rate: অপচিত শক্তি ঘর্ষণ বল × স্লাইডিং বেগের সমান।
- Magnitude: a light rub may release 10–100 watts; a heavy rub, kilowatts.
- Concentration: যে তাপ একটি খুব ছোট যোগাযোগ এলাকায় নিক্ষিপ্ত হয়।
- Temperature rise: স্থানীয় পৃষ্ঠ তাপমাত্রা গুরুতর ক্ষেত্রে ५००°C অতিক্রম করতে পারে।
Thermal Bow Development
Rubbing এর বিপদ তাপ–কম্পন প্রতিক্রিয়া লুপে নিহিত:
- প্রাথমিক rub শ্যাফটের একপাশে তাপ জমা করে।
- অসমমিত হিটিং শ্যাফটকে একটিতে বাঁকিয়ে দেয় thermal bow.
- তাপীয় ধনুক শ্যাফটের বিক্ষেপ বৃদ্ধি করে।
- Greater deflection drives more severe rubbing.
- More rubbing generates yet more heat.
- এই ইতিবাচক প্রতিক্রিয়া দ্রুত, পলাতক ব্যর্থতার দিকে পরিচালিত করতে পারে।
কারণ এই লুপের প্রতিটি পালা পরবর্তীটি গভীর করে, rubbing একটি ফর্ম হিসাবে বিবেচিত হয় self-excited vibration এবং সরাসরি মধ্যে একটি রুট rotor instability.
Secondary Thermal Effects
- বিয়ারিং হিটিং: তাপ শ্যাফট সাথে বিয়ারিং মধ্যে পরিচালিত।
- তেল অবনতি: অত্যধিক তাপমাত্রা লুব্রিকেন্ট ভেঙে ফেলে।
- Material changes: তাপ-প্রভাবিত অঞ্চলে পর্যায় রূপান্তর বা ধাতুবিদ্যাগত পরিবর্তন।
- Thermal stress: তাপগতভাবে চাপযুক্ত অঞ্চলে ফাটল সৃষ্টি করতে পারে।
৪. ক্ষেত্রে ঘর্ষণ শনাক্তকরণ
Vibration Monitoring
- Sub-synchronous alarms: চলমান গতির ০.३–०.५ গুণে শিখর সম্পর্কে সতর্কতা।
- কক্ষপথ পর্যবেক্ষণ: স্বয়ংক্রিয় কক্ষপথ বিশ্লেষণ পশ্চাৎগামী ঘূর্ণনের উপস্থিতি চিহ্নিত করে।
- Spectral changes: অ্যালগরিদম একাধিক সুরেলার হঠাৎ আগমন শনাক্ত করে।
- তরঙ্গরূপ ক্লিপিং: যোগাযোগ যে অ-সাইনুসয়েডাল বিকৃতি উৎপন্ন করে তা সনাক্তকরণ।
এই প্যাটার্নগুলি স্বীকৃতি দেওয়া হল ঠিক যা একটি বহনযোগ্য বিশ্লেষক এর জন্য। মেশিনের নিজের বিয়ারিংগুলিতে কর্মরত গতিতে কাজ করে, একটি দুই-চ্যানেল যন্ত্র যেমন ব্যালানসেট-১এ সময় তরঙ্গরূপ এবং ১× প্রশস্ততা এবং পর্যায় ক্যাপচার করে, যাতে একজন প্রযুক্তিবিদ আবেগপূর্ণ ক্লিপিং এবং ভগ্নাংশ-ক্রম শক্তি দেখতে পারেন যা একটি ঘর্ষণ চিহ্নিত করে, এবং তারপর অবশিষ্ট অসামঞ্জস্য বা misalignment কোন ভেঙে ফেলার আগে অন্তর্নিহিত চালক কিনা তা পরীক্ষা করুন।
Temperature Monitoring
- Bearing temperature sensors with rapid-rise alarms.
- খোলা শাফট অংশগুলির অবলোহিত তাপমাত্রা পর্যবেক্ষণ।
- তাপমাত্রা-ব্যবধান পর্যবেক্ষণ — বিয়ারিংয়ের শীর্ষ বনাম নীচে।
- পরিবর্তনের হার সতর্কতা, উদাহরণস্বরূপ প্রতি মিনিটে ৫ °C এর চেয়ে বেশি।
Additional Indicators
- Torque increase: ঘর্ষণ ড্রাইভকে লোড করার সাথে সাথে শক্তি খরচ বৃদ্ধি পায়।
- Speed fluctuation: পরিবর্তনশীল ঘর্ষণ টর্কের কারণে ছোট গতি বৈচিত্র্য।
- Acoustic emission: যোগাযোগ থেকে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি শব্দ, দ্বারা সনাক্তকর্ম acoustic emission sensors.
- Visual inspection: পরিধান ধ্বংসাবশেষ, বিবর্ণতা এবং দৃশ্যমান স্কোরিং।
৫. একটি ঘর্ষণে প্রতিক্রিয়া
Immediate Actions
- Reduce severity: গতি বা লোড হ্রাস করুন যদি এটি নিরাপদ হয়।
- Monitor closely: কম্পন এবং তাপমাত্রার উপর ক্রমাগত নজর রাখুন।
- বন্ধের জন্য প্রস্তুতি: have an emergency shutdown ready.
- Emergency stop: যদি কম্পন বা তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায় তবে মেশিনটি ট্রিপ করুন।
- শীতলীকরণের অনুমতি দিন: পরিদর্শনের আগে টার্নিং গিয়ার চালান বা প্রাকৃতিক শীতলীকরণের অনুমতি দিন, যাতে তাপীয় ধনুক শিথিল হতে পারে।
Investigation
- যোগাযোগের ভৌত প্রমাণ জন্য পরিদর্শন করুন।
- সন্দেহজনক ঘর্ষণ অবস্থানে ফাঁক পরিমাপ করুন।
- তাপীয় ধনুক বা স্থায়ী জন্য পরীক্ষা করুন shaft bow.
- মূল কারণ চিহ্নিত করুন — অত্যধিক কম্পন, অপর্যাপ্ত ফাঁক, ইত্যাদি।
Corrective Actions
- Increase clearances: machine out damaged areas or replace components.
- মূল কারণ সমাধান করুন: balance the rotor, সংযোজন সংশোধন করুন, যোগাযোগের অনুমতি দেওয়া বিয়ারিং সমস্যা ঠিক করুন।
- Replace damaged parts: সীল, বিয়ারিং উপাদান এবং শাফট অংশগুলি প্রয়োজন অনুযায়ী প্রতিস্থাপন করুন।
- Verify clearances: confirm adequate clearance at every location before restart.
ঘর্ষণ ঘূর্ণায়মান যন্ত্রপাতির সবচেয়ে গুরুতর কম্পন-সম্পর্কিত ত্রুটিগুলির মধ্যে একটি। তাপীয় প্রতিক্রিয়ার মাধ্যমে দ্রুত বৃদ্ধি পাওয়ার ক্ষমতা অবিলম্বে স্বীকৃতি, একটি দ্রুত এবং শৃঙ্খলাবদ্ধ প্রতিক্রিয়া এবং পুঙ্খানুপুঙ্খ সংশোধন দাবি করে — কারণ বিকল্প, গুরুত্বপূর্ণ সরঞ্জামে, বিপর্যয়মূলক ব্যর্থতা।