Säröytyneiden roottorien ymmärtäminen
Määritelmä: Mikä on säröillä oleva roottori?
A säröillä oleva roottori on roottori tai pyörivään akseliin, johon on kehittynyt väsymishalkeama – materiaaliin syklisestä jännityksestä etenevä murtuma. Tämä on pohjimmiltaan sama kuin akselin halkeama mutta korostaa koko roottorikokoonpanoa pelkän akselielementin sijaan. Haljenneet roottorit ovat erittäin vaarallisia, koska halkeama voi levitä pienestä, havaitsemattomasta viasta täydelliseksi katastrofaaliseksi murtumaksi päivissä tai viikoissa sen havaitsemisen jälkeen. tärinä seuranta.
Säröytyneen roottorin tunnusmerkkivärähtelyjälki on huomattava 2× (toinen harmoninen) komponentti, joka kasvaa halkeaman edetessä ja johtuu akselin jäykkyyden kaksinkertaisesta vaihtelusta kierrosta kohden halkeaman avautuessa ja sulkeutuessa pyörimisen aikana.
Miten halkeamat kehittyvät roottoreissa
Crackin aloitussivustot
Halkeamat alkavat lähes aina jännityskeskittymissä:
- Kiilaurat: Terävät kulmat kiilauran päissä (yleisin aloituskohta)
- Halkaisijan muutokset: Olkapäät, askeleet tai siirtymät
- Kierteitetyt osat: Langan juuret luovat jännityskeskittymän
- Reiät ja ristiporaukset: Öljykanaviin tai asennukseen
- Paina sovita reunat: Interferenssi sopii luomaan jäännösjännitystä
- Hitsaukset: Lämpövaikutusalueet ja hitsatut varpaat
- Korroosiokuopat: Pintavauriot korroosio
- Koneistusjäljet: Työkalun jäljet, erityisesti jos ne ovat kohtisuorassa jännitykseen nähden
Halkeamien kasvuprosessi
- Mikrohalkeamien muodostuminen: Käynnistyy tyypillisesti jännityskeskittymässä < 1 mm
- Hidas eteneminen: Halkeama kasvaa vähitellen jokaisen jännitysjakson myötä (voi kestää vuosia)
- Kiihtyvyys: Halkeaman kasvaessa jännitysintensiteetti kasvaa ja kasvuvauhti kiihtyy
- Havaittava vaihe: Halkeama 10-30% halkaisijaltaan, 2× värähtelyä esiintyy
- Kriittinen koko: Jäljellä oleva materiaali ei riitä kuormien kantamiseen
- Katastrofaalinen murtuma: Äkillinen, täydellinen akselin pettäminen
Ominainen 2X värähtelyominaisuus
Miksi halkeamat tuottavat kaksinkertaista värähtelyä
Hengittävä halkeaman mekanismi:
- Halkeama suljettu (puristus): Kun halkeaman alue on puristuksessa (vaakasuoran akselin pyörimissuunta), halkeaman pinnat koskettavat toisiaan, akselin jäykkyys on suurempi
- Halkeaman avautuminen (jännitys): Kun halkeama on jännityksessä (pyörimisen huippu), halkeama avautuu ja akselin jäykkyys pienenee.
- Kaksi kertaa kierrosta kohden: Jäykkyys muuttuu kaksi kertaa kierroksen aikana (kerran, kun halkeama on ylöspäin, kerran alaspäin)
- 2× Pakottaminen: Jäykkyyden vaihtelu 2× taajuudella luo 2× värähtelyvasteen
- Amplitudin kasvu: Halkeaman kasvaessa jäykkyyden epäsymmetria kasvaa, amplitudi 2× kasvaa
Tärinäominaisuudet
- Ensisijainen indikaattori: 2× komponentti kehittyy ja kasvaa ajan myötä
- 1× Muutokset: 1× tärinä voi myös lisääntyä, koska halkeama aiheuttaa jäännöskaareuman
- Korkeammat harmoniset: 3×, 4× voi ilmestyä halkeaman pahentuessa
- Vaihe Käyttäytyminen: Vaihekulmat voivat muuttua käynnistyksen/rullauksen aikana eri tavalla kuin epätasapaino
- Lämpötilaherkkyys: 2× amplitudi voi vaihdella akselin lämpötilan mukaan (vaikuttaa halkeaman avautumiseen)
Havaitseminen ja diagnosointi
Tärinänvalvonta
Trendikäs 2X/1X-suhde
- Näytön suhde 2× amplitudi 1× amplitudiin
- Normaali koneisto: 2×/1× < 0.2-0.3
- Epäilty halkeama: 2×/1× > 0,5 ja kasvava
- Vahvistettu halkeama: 2×/1× lähestyy tai ylittää 1,0
- Hätätilanne: 2×/1× > 2,0, välitön sammutus suositeltavaa
Transienttitestaus
- Bode-kuvaajat käynnistyksen/rullauksen aikana
- Säröillä oleva roottori osoittaa epätavallista 2×-käyttäytymistä
- Saattaa näkyä kaksi huippua kummankin puolessavälissä kriittinen nopeus
- Vaihemuutokset eroavat normaalista epätasapainovasteesta
Rikkomaton tutkimus
- Magneettipartikkelitarkastus (MPI): Havaitsee pinnalla ja lähellä pintaa olevat halkeamat
- Väriaineen tunkeutumisaine: Pintaa rikkovien halkeamien visuaalinen havaitseminen
- Ultraäänitestaus (UT): Havaitsee sisäiset halkeamat
- Pyörrevirta: Pinnan halkeamien tunnistus ilman kosketusta
- Radiografia: Sisäisten halkeamien havaitseminen kriittisissä komponenteissa
Hätätilanteiden reagointi
Epäillyn halkeaman havaitsemisen yhteydessä
- Lisää seurantaa: Kuukausittaisesta päivittäiseen tai jatkuvaan
- Vähennä toiminnan vakavuutta: Pienennä nopeutta tai kuormaa, jos mahdollista
- Suunnittele välitön tarkastus: Varaa NDT-tarkastus mahdollisimman pian
- Valmistaudu sammutukseen: Tilaa vaihtoakseli ja suunnittele korjaustoimenpiteet
- Riskienarviointi: Laske mahdolliseen epäonnistumiseen kuluva aika kasvuvauhdin perusteella
Jos halkeama on vahvistettu
- Välitön sammutus: Ellei riskinarviointi osoita turvallisen toiminnan jatkumista määritellyn ajan
- Ei uudelleenkäynnistystä: Kunnes akseli vaihdetaan tai korjataan
- Akselin vaihto: Luotettavin ratkaisu
- Perimmäisen syyn analyysi: Selvitä, miksi halkeama syntyi, jotta uusiutuminen estetään
Ennaltaehkäisystrategiat
Design
- Poista tai minimoi stressikeskittymät
- Käytä suuria pyöristyssäteitä (R > 0,1 × halkaisija)
- Vältä kiilauria mahdollisuuksien mukaan; käytä puristussovitteita
- Oikea materiaalivalinta ja lämpökäsittely
- Pintakäsittelyt (kuulapuhallus, nitraus) väsymiskestävyyden parantamiseksi
Käyttö
- Pidä hyvänä tasapainon laatu (minimoi syklinen taivutusjännitys)
- Tarkkuus kohdistus (vähentää taivutusmomentteja)
- Vältä käyttöä kriittisillä nopeuksilla
- Estä ylinopeustapahtumat
- Hallitse lämpöjännityksiä asianmukaisella lämmittelyllä/jäähdytyksellä
Huolto
- Säännöllinen tärinänvalvonta 2× trendillä
- Säännöllinen NDT-tarkastus (vuosittain tai riskinarvioinnin perusteella)
- Estää korroosiota (suojaa pistekorroosiolta)
- Ylläpitää alhaisen tärinän (vähentää syklistä rasitusta)
Haljenneet roottorit edustavat yhtä kriittisimmistä vikaantumistyypeistä pyörivissä koneissa. Tärinänvalvonnan (ominaisuuden 2×-värähtelyn kasvun havaitseminen) ja säännöllisen rikkomattoman tarkastuksen yhdistelmä tarjoaa olennaista suojaa, mahdollistaen vikojen havaitsemisen ennen katastrofaalista vikaantumista ja suunnitellun akselin vaihdon, mikä estää laajat toissijaiset vauriot ja turvallisuusriskit.
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 