Rootori hõõrdumise mõistmine pöörlevates masinates
Definitsioon: Mis on rootori hõõrdumine?
Rootori hõõrumine (nimetatakse ka hõõrdumiseks või rootori ja staatori kokkupuuteks) on seisund, kus masina pöörlevad komponendid puutuvad vahelduva või pideva kokkupuutega statsionaarsete osadega, näiteks tihendite, laagrikorpuste või korpuse seintega. See kokkupuude tekitab hõõrdejõude, tekitab soojust ja erilisi vibratsioon mustrid, mis võivad kiiresti eskaleeruda katastroofiliseks ebaõnnestumiseks, kui neid kohe ei käsitleta.
Rootori hõõrdumine on eriti ohtlik, kuna kokkupuude võib tekitada positiivse tagasisideahela: vibratsioon põhjustab hõõrdumist, hõõrdumine tekitab kuumust, kuumus põhjustab... termiline vibu, Termiline kaar suurendab vibratsiooni, mis põhjustab tugevamat hõõrdumist. See spiraal võib masina minutitega hävitada, kui seda ei peatata.
Rootori hõõrumise tüübid
1. Kerge hõõrumine (vahelduv kontakt)
- Lühike, juhuslik kokkupuude tipptasemel läbipaindetsüklite ajal
- Võib esineda ainult teatud kiirustel või töötingimustel
- Tekitab ebakorrapäraseid, vahelduvaid vibratsioonipiike
- Sageli tihendite või labürindi vahede juures
- Võib lühiajaliselt taluda, kuid viitab probleemile, mis vajab parandamist
2. Osaline hõõrumine (pidev kerge kontakt)
- Pidev kontakt, kuid kerge hõõrdejõuga
- Rootor hoiab pöörlemist samal ajal paigalseisvat pinda kraapides
- Tekitab pidevat subsünkroonset või sünkroonset vibratsiooni
- Tekitab soojust ja kulumisprahti
- Võib areneda tugevaks hõõrdumiseks, kui seda ei parandata
3. Tugev hõõrdumine (täielik rõngakujuline kontakt)
- Rootor puutub kokku staatoriga kogu ümbermõõdu või suure osa ulatuses
- Väga suured hõõrdejõud
- Kiire temperatuuri tõus (sada kraadi minutites)
- Tugev vibratsioon, sageli kaootiline
- Võib põhjustada rootori kinnikiilumise või katastroofilise rikke
- Nõuab kohest avariiväljalülitust
Hõõrumiste tavalised asukohad
- Labürindi tihendid: Väikesed vahed muudavad tihendite hõõrdumise tavaliseks
- Kinnituslaagrid: Avariilaagrid, mis on loodud võlli kinnipüüdmiseks raskete sündmuste ajal
- Tasakaalustatud kolvi tihendid: Mitmeastmelistes kompressorites ja pumpades
- Interstage'i diafragmad: Turbiinides
- Laagrikorpus: Rasked juhud, kus võll puutub kokku laagrikaanega
- Võlli varrukad: Kaitseümbrised tihendite asukohtades
Rootori hõõrdumise põhjused
Liigne vibratsioon
- Tõsine tasakaalutus põhjustades suurt võlli läbipaindet
- Joondumatuse võlli liikumise loomine
- Tegutseb aadressil kriitiline kiirus resonantsvõimendusega
- Rootori ebastabiilsus (õlivahustaja, auru keerutaja)
Ebapiisav kliirens
- Vale kokkupanek, mis jätab ebapiisava radiaalvahe
- Soojuslik kasv vähendab lõtku soojenemise ajal
- Laagri kulumine, mis põhjustab võlli liigset liikumist
- Vundamendi vajumine toob paigalseisvad osad rootorile lähemale
Mööduvad sündmused
- Kriitilise kiiruse ületamine käivitamisel/vabajooksul
- Koormuse muutused, mis põhjustavad võlli järsku läbipaindumist
- Reisijuhtumid või hädapeatused
- Kiiruseületamise tingimused
Rootori hõõrdumise vibratsiooniallkirjad
Iseloomulikud mustrid
- Subsünkroonsed komponendid: Hõõrdumise ajal tagurpidi keerlemisest tingitud sagedused alla 1× (sageli 1/2×, 1/3×, 1/4×)
- Mitmed harmoonilised: 1×, 2×, 3×, 4× mittelineaarsete hõõrdejõudude tõttu
- Ebakorrapärane käitumine: Järsud muutused amplituud ja sagedus
- Lairiba müra: Hõõrdumisest ja löökidest tulenevad juhuslikud, kõrgsageduslikud komponendid
- Faasi ebastabiilsus: Faasinurgad varieeruvad ebaregulaarselt
Spektri omadused
- Arvukad piigid murd- ja mitmekordsetes järkudes
- Juhuslike löökide kõrge müratase
- Spekter muutub kiiresti ja ettearvamatult
- Juga krundid näita ilmuvaid ja kaduvaid sageduskomponente
Orbiidi analüüs
Võlli orbiit Hõõrumise ajal on mustrid väga iseloomulikud:
- Ebakorrapärased, moonutatud orbiidi kujud
- Teravad nurgad või lamedad kohad kokkupuutekohtades
- Orbiidi kuju muutub hõõrdumise tugevuse varieerudes
- Näitab sageli vastupidiseid (tagurpidiseid) pretsessiooni komponente
Tagajärjed ja kahju
Kohesed mõjud
- Hõõrdeküte: Kokkupuude tekitab intensiivse lokaalse kuumuse (võimalik, et 300–600 °C)
- Termiline vibu: Asümmeetriline kuumutamine põhjustab võlli painutamist, suurendades hõõrdumise tugevust
- Kulumine: Võlli ja staatori pindadelt eemaldatud materjal
- Prügi teke: Kulumisosakesed saastavad laagreid ja tihendeid
Teisene kahjustus
- Pitseri hävitamine: Labürindi tihendi hambad on kulunud või katki läinud
- Laagri ülekoormus: Suurenenud koormused ja hõõrdejõududest tulenev kuumenemine
- Püsiv võlli kaar: Tugev kuumutamine võib põhjustada plastset deformatsiooni
- Võlli punktiarvestus: Võlli pinnale kulunud sooned
Katastroofilised ebaõnnestumised
- Võlli kinnikiilumine: Täielik lukustus tugevast hõõrdumisest
- Võlli murd: Kuumusmõjutsoon tekitab pragude tekkimise
- Rootori langus: Laagri rike ülekuumenemise tõttu laseb rootoril kukkuda tugilaagritele või korpusele
- Tuleoht: Kuum praht või sädemed võivad süüdata tuleohtlikke materjale
Tuvastamine ja diagnoosimine
Vibratsioonianalüüsi indikaatorid
- Mitme subsünkroonse komponendi äkiline ilmumine
- Ebakorrapärased, kordumatud vibratsioonimustrid
- Üldise vibratsioonitaseme järsk tõus
- Vibratsiooni muutused kohe pärast kiiruse muutumist
- Ebatavalised orbiidimustrid teravate tunnustega
Füüsilised tõendid
- Metalliline tolm või osakesed laagrikorpustes
- Nähtavad kulumisjäljed või kriimustused võlli avatud pindadel
- Kahjustatud või kulunud tihendikomponendid
- Laagri temperatuur tõuseb
- Kuuldavad kraapimise või krigistamise helid
Hädaolukorra lahendamine
Kui töötamise ajal kahtlustate rootori hõõrdumist:
- Raskusastme hindamine: Kerge hõõrumine võib võimaldada kontrollitud seiskamist; tugev hõõrumine nõuab kohest avariipeatamist
- Kiiruse vähendamine: Võimalusel vähendage kiirust aeglaselt, jälgides samal ajal vibratsiooni
- Jälgige temperatuure: Laagritemperatuuri tõus näitab seisukorra halvenemist
- Avariiväljalülitus: Kui vibratsioon jätkuvalt suureneb või temperatuur tõuseb kiiresti
- Ärge taaskäivitage: Kuni vahekaugused on kontrollitud ja hõõrdumiskoht on tuvastatud
- Dokumendi sündmus: Salvestage analüüsimiseks vibratsiooniandmed, temperatuurid ja kiirused
Ennetamine ja leevendamine
Projekteerimismeetmed
- Piisavad radiaalsed vahed kõigis potentsiaalsetes hõõrdumiskohtades
- Kliirensi projekteerimisel tuleb arvestada termilise laienemisega
- Kasutage tihendite juures hõõrdumiskahjustuste minimeerimiseks kuluvaid katteid.
- Paigaldage tugilaagrid, et piirata läbipaindumist raskete sündmuste ajal
Operatiivmeetmed
- Säilita hea tasakaal võlli läbipainde minimeerimiseks
- Tagage täpne joondamine
- Termilise kasvu ohjamiseks järgige õigeid soojendusprotseduure
- Vältige töötamist kriitilistel kiirustel
- Jälgige pidevalt kriitiliste seadmete vibratsiooni
Jälgimine ja kaitse
- Paigaldage vibratsioonialarmid, mis on seatud alla hõõrdeläve taseme
- Jälgige laagrite ja tihendite temperatuure
- Kasutage lähedusandureid võlli asukoha ja vahekauguste jälgimiseks
- Rakenda automaatset väljalülitust liigse vibratsiooni korral
Rootori hõõrdumine on hädaolukord, mis nõuab viivitamatut tähelepanu. Selle põhjuste mõistmine, iseloomulike vibratsioonitunnuste äratundmine ning nõuetekohaste ennetus- ja kaitsemeetmete rakendamine on pöörlevate masinate ohutuks tööks hädavajalik, eriti kiiretel või tihedalt liikuvate seadmete, näiteks turbiinide ja kompressorite puhul.
Kategooriad:
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 