Forståelse af mekanisk løshed i roterende maskiner

Enheder

Bærbar afbalanceringsenhed og vibrationsanalysator Balanset-1A.

$2,358.31

Dele

Vibrationssensor

$107.47

Dele

Optisk sensor (laser-tachometer)

$148.07

Enheder

Balanset-4

$8,123.32

Dele

Magnetisk stativ i størrelse 60 kgf

$54.93

Dele

Reflekterende tape

$11.94

Enheder

Dynamisk afbalancering "Balanset-1A" OEM.

$2,071.73

Definition: Hvad er mekanisk løshed?

Mekanisk løshed er en tilstand, hvor komponenter i roterende maskiner har for store spillerum, utilstrækkelig fastgørelse, slidte pasformer eller strukturel forringelse, der tillader utilsigtet relativ bevægelse mellem dele, der burde være stift forbundet. Dette skaber ikke-lineære vibrationer adfærd karakteriseret ved flere harmoniske af løbehastigheden, uregelmæssige amplitudevariationer og retningsbestemte forskelle i vibrationer, der ikke følger normale mønstre.

Løshed er et almindeligt maskinproblem, der ikke kun forårsager overdreven vibration direkte, men også forhindrer effektiv diagnose og korrektion af andre problemer, som f.eks. ubalance eller forskydning. Det skal identificeres og korrigeres, før andre vibrationsreducerende tiltag kan lykkes.

Typer af mekanisk løshed

Type A: Rotationsløshed (lejeløshed)

For stor afstand mellem leje og aksel eller hus:

• Leje-til-aksel: Slidt akseloverflade, utilstrækkelig prespasning, beskadiget lejeboring
• Leje-til-hus: Slidt husboring, løs lejekappe, utilstrækkelig prespasning
• Indvendig leje: Overdreven lejespillerum fra slid
• Symptom: 1×, 2×, 3× harmoniske; højere i radiale retninger

Type B: Strukturel løshed (piedestal/fundament)

Utilstrækkelig fastgørelse af ikke-roterende komponenter:

• Løse piedestaler: Ankerbolte ikke stramme, forringet fugemasse
• Løs basemontering: Løse eller manglende monteringsbolte til udstyr
• Revnet ramme eller fundament: Strukturelle skader, der tillader bevægelse
• Symptom: Flere harmoniske (ofte op til 5× eller mere); uregelmæssig, ikke-lineær respons

Type C: Løshed af komponenter

Løse samlede komponenter:

• Løse impellere: Løst løbehjul på aksel, slidt eller manglende pasnøgle
• Løse koblinger: Løse koblingsnav på aksler
• Løse remskiver/gear: Løse drevne komponenter på akslen
• Løse afdækninger/beskyttere: Pladeplader rasler
• Symptom: Harmoniske og subharmoniske; mulige 1/2×, 1/3× komponenter

Vibrationssignatur

Frekvenskarakteristika

Løshed producerer karakteristiske frekvensmønstre:

• Flere harmoniske: Stærk 1×, 2×, 3×, 4× og højere (i modsætning til ubalance, som primært er 1×)
• Subharmoniske: Kan se 1/2×, 1/3× komponenter (Type C løshed)
• Ikke-harmonisk indhold: Toppe ved ikke-heltallige multipla af løbehastighed
• Forhøjet støjniveau: Bredbåndsstigning fra tilfældige påvirkninger

Amplitudeadfærd

• Højt samlet niveau: Total vibration uforholdsmæssig i forhold til drivkræfterne
• Ikke-lineær: Vibration skaleres ikke forudsigeligt med hastighed eller belastning
• Uregelmæssig: Amplituden varierer betydeligt mellem målingerne
• Retningsforskelle: Kan være 2-5 gange højere i én retning end vinkelret retning

Faseegenskaber

• Ustabil Fase: Fasevinklen ændrer sig uregelmæssigt mellem målinger
• Stor fasespredning: ±30-90° variation ved samme hastighed
• Nederlagsbalancering: Uforudsigelig fase gør afbalanceringsberegninger upålidelige

Tidsbølgeformsfunktioner

• Uregelmæssig, ikke-sinusformet bølgeform
• Afkortede eller klippede toppe (påvirkninger mod begrænsninger)
• Tilfældige impulsive begivenheder
• Tab af periodisk struktur

Almindelige steder og årsager

Lejerelateret

• Slidte akseltapflader, der får lejet til at vippe
• Slidte eller beskadigede lejehusboringer
• Utilstrækkelig interferenspasning (forkert tolerancevalg)
• Lejedækselbolte løse eller utilstrækkeligt tilspændte
• Delte lejehuse med slidte kontaktflader

Fundament og montering

• Løse ankerbolte (den mest almindelige strukturelle løshed)
• Forringet eller manglende fugemasse under piedestaler
• Revnede betonfundamenter
• Løse monteringsbolte til bundplade
• Beskadigede eller forlængede bolthuller

Roterende komponenter

• Ventilator eller impeller løs på akslen (slidt pasnøgle, løse sætskruer)
• Koblingsnav med utilstrækkelig prespasning
• Løse eller manglende skruer til remskive
• Rotorkomponenter løse på akslen

Strukturel

• Revnede maskinrammer eller -huse
• Udmattelsesrevner i svejsninger
• Løse strukturelle bolte
• Forringet limning eller klæbemidler

Detektionsmetoder

Vibrationsanalyse

• FFT-analyse: Led efter flere harmoniske (1×, 2×, 3×, 4×, 5×+)
• Kohærenstestning: Lav kohærens mellem målingerne indikerer ikke-lineær adfærd
• Retningsbestemt sammenligning: Store forskelle mellem horisontal og vertikal
• Reaktion på ekstern excitation: Bank let på maskinen, observer unormal reaktion

Fysisk inspektion

Visuel inspektion

• Se efter huller, revner, korrosion og skader
• Tjek for vidnemærker, der indikerer bevægelse
• Observer malingens slidmønstre ved grænsefladerne
• Se efter metalspåner, der indikerer slid

Taptestning

• Slå på mistænkte løse komponenter med en hammer
• Lyt efter raslende eller dumpe lyde i stedet for en konstant ringende lyd
• Mærk efter overdreven bevægelse eller vibration
• Sammenlign med kendte, gode komponenter

Momentverifikation

• Kontroller alle bolte med momentnøgle
• Verificér i forhold til specifikationerne
• Kig efter ødelagte, beskadigede eller korroderede fastgørelseselementer
• Tjek for afrevne tråde

Push/Pull-testning

• Brug kraft på mistænkelige komponenter
• Observer bevægelser, der ikke burde forekomme
• Brug måleinstrumenter til at kvantificere spil
• Sammenlign med nye eller korrekt fastgjorte komponenter

Korrektionsprocedurer

Til lejeløsning

• Udskift leje: Hvis lejet selv er slidt
• Reparation af aksel: Opbyg en slidt aksel med forkromning eller svejsning, og bearbejd til den ønskede størrelse.
• Reparation af bolig: Maskinhuset skal forstørres, brug et større leje; eller opbyg med metalsprøjte/svejsning
• Forbedre pasform: Brug korrekte interferenspasninger i henhold til producentens specifikationer
• Lejehætter: Spænd eller udskift hvis slidt

Til strukturel løshed

1. Spænd alle fastgørelseselementer: Tilspænd i henhold til specifikationerne med det korrekte mønster
2. Udskift beskadigede bolte: Monter nye bolte af korrekt kvalitet og størrelse
3. Reparationsfundament: Fjern gammel fugemasse, rengør overflader, hæld ny fugemasse på
4. Svejsereevner: Reparer revner i rammer eller piedestaler, hvis det er passende
5. Tilføj forstærkning: Kiler eller afstivning til svage strukturer

For komponentløsning

• Spænd sætskruerne med korrekt moment og gevindsikring
• Udskift slidte nøgler og nøglehuller
• Brug korrekte interferenspasninger til prespassningskomponenter
• Stift- eller nøglekomponenter, der gentagne gange har løsnet sig
• Udskift beskadigede komponenter

Forebyggelsesstrategier

Designfase

• Angiv passende størrelser og mængder af fastgørelseselementer
• Design korrekt interferenspasning
• Sørg for tilstrækkelig strukturel stivhed
• Undgå spændingskoncentrationer, der fører til revner
• Angiv passende fastgørelseskvaliteter og materialer

Installationsfase

• Brug kalibrerede momentnøgler
• Følg de korrekte tilspændingssekvenser
• Brug gevindsikringsmidler, hvor det er relevant
• Sørg for, at overfladerne er rene og flade før montering
• Kontroller, at der er plads til specifikationerne
• Udfør kvalitetskontrolinspektioner

Vedligeholdelsesfase

• Periodisk momentverifikation (årligt eller i henhold til vibrationsovervågningsplan)
• Vibrationstendenser for at detektere udviklende løshed
• Visuelle inspektioner under afbrydelser
• Efterspænd efter behov
• Håndter vibrationer omgående, før de forårsager løshed

Diagnostiske udfordringer

Maskering af andre problemer

• Løshed kan maskere eller efterligne andre fejl
• Forhindrer nøjagtig afbalancering på grund af ikke-lineær respons
• Laver justering vanskeligt eller umuligt
• Kan generere vibrationsmønstre svarende til revner eller lejefejl

Progressiv natur

• Løshed starter ofte småt og forværres gradvist
• Vibration fra løshed forårsager mere løshed (positiv feedback)
• Kan udvikle sig fra mild til svær på få uger, hvis den ikke korrigeres
• Forårsager til sidst sekundær skade på lejer, aksler og fundamenter

Forholdet til andre fejl

Løshed vs. ubalance

Funktion	Ubalance	Løshed
Primærfrekvens	Kun 1×	1×, 2×, 3×, 4×+ harmoniske
Fasestabilitet	Konsekvent, gentagelig	Uregelmæssige ændringer mellem målingerne
Linearitet	Vibration ∝ hastighed²	Ikke-lineær, uforudsigelig
Svar på balancering	Reduceret vibration	Minimal eller ingen forbedring
Retningsbestemt mønster	Lignende horisontal/vertikal	Ofte meget højere i én retning

Løshed vs. forkert justering

• Forskydning: Primært 2× med noget 1×, stabil fase
• Løshed: Flere harmoniske (1× til 5×+), ustabil fase
• Kombination: Forkert justering kan forårsage løshed, og løshed forværrer virkningerne af forkert justering

Indvirkning på maskinens ydeevne

Direkte effekter

• Høj vibration: For høje niveauer forårsager ubehag og sikkerhedsproblemer
• Støj: Raslende, bankende eller bankende lyde
• Reduceret præcision: Fejl i akselpositionering
• Accelereret slid: Stødbelastning beskadiger komponenter

Sekundær skade

• Lejeskader: Stødbelastninger og skæv justering fra løshed beskadiger lejer
• Akselfræsning: Mikrobevægelse ved løse pasformer forårsager gnavenkorrosion
• Fejl i fastgørelseselement: Bolte kan udmattes og knække ved skiftende belastninger
• Revneudbredelse: Vibrationer forplanter eksisterende revner
• Fundamentsforringelse: Vedvarende vibrationer beskadiger beton og fuger

Operationelle problemer

• Forhindrer effektiv balancering
• Gør det umuligt at opretholde justeringen
• Diagnostisk forvirring, der maskerer andre problemer
• Reduceret udstyrspålidelighed

Eksempel på case

Situation: Stor induceret trækblæser, 1200 o/min, kraftig vibration

• Indledende symptomer: 8 mm/s samlet vibration (alarmgrænse 4,5 mm/s)
• Spektrum: Stærke 1×, 2×, 3×, 4× komponenter
• Balanceringsforsøg: Tre forsøg, ingen forbedring, faseuregelmæssig
• Undersøgelse: Fysisk inspektion afslørede løse fire ud af otte ankerbolte
• Rettelse: Alle ankerbolte er efterspændt til 400 N·m specifikation
• Resultat: Vibrationen faldt øjeblikkeligt til 1,8 mm/s
• Opfølgning: Enkelt afbalanceringskørsel reducerede vibrationer til 0,8 mm/s (nu hvor systemet var lineært)
• Lektie: Kontroller altid for løshed før afbalancering

Bedste praksis

Diagnostisk tjekliste

Når du undersøger vibrationsproblemer, skal du altid kontrollere for løshed:

1. Analysér spektret for flere harmoniske
2. Kontroller fasegentagelsesnøjagtigheden
3. Udfør taptests på mistænkelige komponenter
4. Kontroller alle boltetilspændingsmomenter
5. Undersøg for revner, slid og forringelse
6. Ret først løsheden før anden diagnostik eller korrektion

Vedligeholdelsesprotokol

• Inkluder boltmomentkontroller i PM-skemaer
• Dokumentér basismomentværdier
• Trendmomentafslapning over tid
• Brug gevindlåsemidler på kritiske fastgørelseselementer
• Udskift i stedet for gentagne gange at efterspænde, hvis afslapningen vender tilbage

Mekanisk løshed er en almindelig, men ofte overset årsag til maskinvibrationer. Dens karakteristiske multiple harmoniske signatur, ikke-lineære adfærd og interferens med andre diagnostiske og korrigerende foranstaltninger gør det vigtigt at kontrollere og korrigere løshed som et første skridt i enhver fejlfindingsindsats for vibrationer.

---

← Tilbage til hovedindekset