تشخیص خمیدگی شفت
A میل خمیده وضعیتی است که روتور یک ماشین بهطور دائمی — پلاستیکی — تغییر شکل داده است، بنابراین خط هندسی مرکزی آن دیگر صاف نمیدود. این امر یک لرزش امضای را تولید میکند که فریبدهندگی شبیه به عدم تعادل یا ناهمترازیاست، اما یک نشانهی قابل شناسایی دارد که آن را متمایز میکند: لرزش بالا در جهت محوری در سرعت اصلی. شناسایی آن نشانه — و تأیید آن با تحلیل فاز — چیزی است که از یک مهندس جلوگیری میکند تا ساعتهای بسیاری را برای تعادل یک خرابی که تعادل هرگز نمیتواند درمان کند، تلف کند.
۱. ماهیت یک شفت خمیده
شفت خمیده نتیجه تنشزدایی ماده شفت فراتر از حد الاستیسیته است، بنابراین انحراف هنگام حذف بار به عقب نمیآید. چند مکانیزم آن را باعث میشود:
- تنش حرارتی: یک روتور داغ — بهعنوانمثال یک روتور توربین که بهطور نابرابری سرد شود، یا یکی که روی تجهیزات چرخش نباشد — میتواند یک خم دائمی بگیرد زمان تنظیم. این متفاوت از یک کمان حرارتی است که هنگام برابر شدن دما ناپدید میشود.
- آسیب مکانیکی: یک روتور افتاده، یک ضربه سنگین، یا رفتار نامناسب در طی حمل یا تعمیر.
- شکست همدلانه: عملیات مداوم تحت عدم تعادل شدید یا عدم همراستایی میتواند شفت را بارگذاری کند تا تسلیم شود، یک خرابی را به خرابی دیگری تبدیل کند.
لازم است تا خمیدگی پلاستیکی واقعی را از خمیدگی قابل بازگشت تمیز داد کمان شفت: خمیدگی حرارتی یا ناشی از گرانش ممکن است در حین کار یا پس از استراحت صاف شود، اما شافت خمیده شده تغییر شکل یافته باقی میماند و باید از لحاظ فیزیکی تصحیح یا جایگزین شود.
۲. اثر ارتعاشی یک شفت خمیده
ویژگی غالب یک قله دامنه بالا در 1× سرعت کارکرد. خمیدگی مانند یک نقطه سنگین بزرگ و توزیع شده عمل میکند، بنابراین هنگامی که شافت میچرخد، یک نیروی گریز از مرکز بسیار مشابه عدم تعادل است. نشانگرهای تشخیصی عبارتند از:
- ارتعاش محوری زیاد: مهمترین نشانه. هنگامی که شافت خمیده میچرخد، اجزای متصل شده به آن — جفتکنندهها، بلبرینگها، بدنه روتور — را مجبور به حرکت رفتوآمد در امتداد محور شافت میکند. زمانی که ارتعاش محوری بیش از تقریباً 50% از سطح رادیالی (افقی یا عمودی) تجاوز کند، شافت خمیده یا ناهممحوری شدید نشان داده میشود.
- ارتعاش رادیالی مشابه: مانند عدم تعادل، 1× ارتعاش شعاعی بال است.
- فرکانس 1× غالب: آن طیف معمولاً توسط پیک 1× غلبه دارد، اگرچه مولفه 2× نیز میتواند ظاهر شود — به ویژه زمانی که خمش نزدیک مرکز شفت است.
زیرا تصویر رادیالی تعادل را بسیار نزدیک تقلید میکند، بخش محوری و روابط فاز شرح داده شده در زیر واقعاً تشخیص را قطعی میکند.
۳. تمایز قائل شدن بین خمیدگی شفت و ناهمراستایی
شافت خمیده و ناهمراستایی شفت در شرایط دامنه تقریباً یکسان میتوانند به نظر برسند، زیرا هر دو ارتعاش محوری را افزایش میدهند. راهی برای جدا کردن آنها این است تحلیل فاز، با استفاده از رابطه زمانی یک دورسنج مرجع امکان میدهد.
- روش کار: اندازهگیریهای رادیالی و محوری را انجام دهید فاز در هر دو بلبرینگ درونی و بیرونی — در کل چهار خوانش.
- نشانگر شافت خمیده: اگر شافت خمیده باشد، خوانشهای فاز محوری در یک موقعیت رادیالی یکسان (برای مثال، بالای هر بلبرینگ) تقریباً 180° خارج از فاز با یکدیگر. وقتی یک انتهای روتور توسط خمش به جلو هل داده میشود، انتهای دیگر به عقب کشیده میشود.
- نشانهی عدم ترازبندی: در عدم ترازبندی زاویهای کلاسیک، آن خوانشهای فاز محوری تمایل به تقریباً در فاز (نزدیک به ۰ درجه فاصله).
انجام خوانشهای فاز در سراسر میلترس شواهد بیشتر، اغلب قطعی را فراهم میکند تا دو خرابی را از یکدیگر متمایز کند. یک ماشینحساب زاویه فاز برای ترکیب و مقایسهی این خوانشهای برداری در طول ارزیابی مفید است.
۴. تمایز قائل شدن بین خمیدگی شفت و نابالانسی
هر دو شرایط ارتعاش شعاعی ۱× بالا ایجاد میکنند، اما محض عدم تعادل ارتعاش محوری بسیار کمی ایجاد میکند. بنابراین یک قله ۱× بالا در ترکیب با حرکت محوری قابلتوجه از عدم تعادل صرف دور میشود و به سمت روتور خمیده یا عدم ترازبندی اشاره میکند.
رفتار عملی، تقریباً تشخیصی، در طول تصحیح نیز وجود دارد. یک روتور خمیده نمیتواند توسط متعادل کردن: اضافه کردن وزنههای اصلاحی ممکن است ارتعاش را در یک یاتاقان پایین بیاورد در حالی که آن را در یاتاقان دیگر بالا میبرد، زیرا خمش یک تغییر شکل توزیعشده است نه یک جرم متمرکز. اگر روتور سختگیرانه یا غیرممکن برای تعادل ثابت شود — خوانشها از رسیدن به یک عدم تعادل باقیمانده — آن رفتار ناامیدکننده خود شاهدی قوی برای روتور خمیده است نه صرفاً عدم تعادل.
۵. تأیید و اندازهگیری عملی
تأیید قطعی مکانیکی است: روتور را روی بلوکهای V یا بین مراکز تراش قرار دهید و میل را با یک نشانگر صفحهای جارو کنید تا لنگی (خوانش کل نشانگر). یک رانوت قابلتکرار و قابلتوجه که در یک موضع زاویهای به اوج میرسد، یک خمش فیزیکی را تأیید میکند، پس از آن میل باید صاف یا جایگزین شود. یک ماشینحساب رانوت شعاعی میل کمک میکند تا TIR اندازهگیریشده را با خروج از مرکز واقعی خط میانی مرتبط کند.
پیش از بازکردن دستگاه، خرابی معمولاً ابتدا بر روی تجهیزات کارکنندگی شناسایی میشود. تجزیهکننده دو کانالی قابلحمل مانند Balanset-1A به فنیکار امکان میدهد تا دامنه و فاز 1× را همزمان در جهات شعاعی و محوری در هر دو یاتاقان، در یاتاقانهای خود ماشین در سرعت عملیاتی — دقیقاً مجموعه چهار نقطه فازی مورد نیاز برای تمایز بین شفت خمش شده و ناهممحوری، و تأیید اینکه روتر واقعاً نخواهد بالانس شد. این خواندن در محل علامتهای 1× بالا را به تشخیص قاطع تبدیل میکند قبل از آغاز هرگونه تجزیه و تحلیل.
