Pyörivien koneiden mekaanisen löysyyden ymmärtäminen
Määritelmä: Mitä on mekaaninen löysyys?
Mekaaninen löysyys on tila, jossa pyörivien koneiden osissa on liian suuria välyksiä, riittämättömiä kiinnityksiä, kuluneita sovitteita tai rakenteellisia heikkenemisiä, jotka mahdollistavat tahattoman suhteellisen liikkeen osien välillä, joiden pitäisi olla jäykästi yhdistettyjä. Tämä luo epälineaarista tärinä käyttäytyminen, jolle on ominaista useita harmoniset juoksunopeudesta, epäsäännöllisistä amplitudivaihteluista ja värähtelyn suuntaeroista, jotka eivät noudata normaaleja kaavoja.
Löysyys on yleinen koneongelma, joka ei ainoastaan aiheuta suoraan liiallista tärinää, vaan estää myös muiden ongelmien tehokkaan diagnosoinnin ja korjaamisen, kuten epätasapaino tai virheasento. Se on tunnistettava ja korjattava ennen kuin muut tärinänvaimennustoimet voivat onnistua.
Mekaanisen löysyyden tyypit
Tyyppi A: Pyörimislöysyys (laakerin löysyys)
Liian suuri välys laakerin ja akselin tai kotelon välillä:
- Laakeri-akseli: Kulunut akselin pinta, riittämätön puristussovite, vaurioitunut laakerireikä
- Laakeri koteloon: Kulunut kotelon reikä, löysä laakerikansi, riittämätön puristussovite
- Sisäinen laakeri: Liiallinen laakerivälys kulumisesta
- Oire: 1×, 2×, 3× harmoniset; korkeammat säteittäissuunnassa
Tyyppi B: Rakenteellinen löysyys (jalusta/perustus)
Pyörimättömien osien riittämätön kiinnitys:
- Irtonaiset jalustat: Ankkuripultit eivät ole kireällä, laasti on heikentynyt
- Irrallinen pohjakiinnitys: Laitteiden kiinnityspultit ovat löysällä tai puuttuvat
- Haljennut runko tai perustus: Rakenteelliset vauriot, jotka mahdollistavat liikkumisen
- Oire: Useita harmonisia (usein jopa 5× tai enemmän); epäsäännöllinen, epälineaarinen vaste
Tyyppi C: Komponenttien löysyys
Irralliset kootut osat:
- Löysät juoksupyörät: Juoksupyörä löysällä akselilla, kiila kulunut tai puuttuu
- Löysät kytkimet: Kytkinnavat löysällä akseleilla
- Löysät hihnapyörät/rattaat: Käytetyt komponentit irtoavat akselilta
- Irtonaiset suojukset/suojat: Peltipaneelit kolisevat
- Oire: Harmonit ja aliharmoniat; mahdolliset 1/2×, 1/3× komponentit
Tärinäsignaali
Taajuusominaisuudet
Löyhyys tuottaa erottuvia taajuuskuvioita:
- Useita harmonisia: Vahva 1×, 2×, 3×, 4× ja korkeampi (toisin kuin epätasapaino, joka on pääasiassa 1×)
- Subharmoniat: Saattaa näkyä 1/2×, 1/3× komponentteja (C-tyypin löysyys)
- Ei-harmoninen sisältö: Huiput juoksunopeuden ei-kokonaislukukerrannaisilla
- Kohonnut melutaso: Laajakaistan kasvu satunnaisten vaikutusten seurauksena
Amplitudikäyttäytyminen
- Korkea kokonaistaso: Kokonaisvärähtely on suhteeton käyttövoimiin nähden
- Epälineaarinen: Tärinä ei skaalaudu ennustettavasti nopeuden tai kuormituksen mukaan
- Epäsäännöllinen: Amplitudi vaihtelee merkittävästi mittausten välillä
- Suuntaerot: Voi olla 2–5 kertaa korkeampi yhteen suuntaan kuin kohtisuoraan suuntaan
Vaiheominaisuudet
- Epävakaa Vaihe: Vaihekulma muuttuu epäsäännöllisesti mittausten välillä
- Suuri vaiheen sironta: ±30–90° vaihtelu samalla nopeudella
- Tappioiden tasapainottaminen: Ennustamaton vaihe tekee taselaskennasta epäluotettavaa
Aika-aaltomuodon ominaisuudet
- Epäsäännöllinen, ei-sinimuotoinen aaltomuoto
- Katkaistut tai leikatut huiput (iskut rajoitteita vastaan)
- Satunnaiset impulsiiviset tapahtumat
- Jaksollisen rakenteen menetys
Yleisiä sijainteja ja syitä
Laakeriin liittyvä
- Kuluneet akselin tappien pinnat aiheuttavat laakerin heilumisen
- Kuluneet tai vaurioituneet laakeripesän reiät
- Riittämätön ahdistussovitus (väärä toleranssivalinta)
- Laakerikannen pultit löysällä tai riittämättömästi kiristettyinä
- Haljenneet laakeripesät, joissa on kuluneet vastinpinnat
Perustus ja kiinnitys
- Löysät ankkuripultit (yleisin rakenteellinen löysyys)
- Heikentynyt tai puuttuva laasti jalustojen alla
- Haljenneet betoniperustukset
- Löysät laitteiden kiinnityspultit pohjalevyyn
- Vaurioituneet tai venyneet pultinreiät
Pyörivät komponentit
- Tuuletin tai siipipyörä löysällä akselilla (kulunut kiila, löysät pidätinruuvit)
- Kytkinnavat, joissa ei ole riittävää puristussovitetta
- Hihnapyörän kiinnitysruuvit löysällä tai puuttuvat
- Roottorin osat irtoavat akselilta
Rakenteellinen
- Haljenneet koneen rungot tai kotelot
- Väsymishalaukset hitsauksissa
- Löysät rakenteelliset pultit
- Heikentynyt liimaus tai liimat
Havaitsemismenetelmät
Tärinäanalyysi
- FFT-analyysi: Etsi useita harmonisia yliaaltoja (1×, 2×, 3×, 4×, 5×+)
- Johdonmukaisuustestaus: Mittausten välinen alhainen koherenssi viittaa epälineaariseen käyttäytymiseen
- Suuntavertailu: Suuria eroja vaaka- ja pystysuuntaisen
- Reaktio ulkoiseen herätteeseen: Napauta konetta, havaitse epänormaali vaste
Fyysinen tarkastus
Visuaalinen tarkastus
- Etsi rakoja, halkeamia, korroosiota ja vaurioita
- Tarkista, onko liikkeen osoittavia jälkiä
- Tarkkaile maalipinnan kulumiskuvioita rajapinnoilla
- Etsi metallilastuja, jotka osoittavat hankausta
Napautustestaus
- Lyö epäiltyjä irtonaisia osia vasaralla
- Kuuntele, kuuluuko tasaisen soittoäänen sijaan kolinaa tai vaimeita ääniä
- Tunne liiallista liikettä tai tärinää
- Vertaa tunnettuihin hyviin komponentteihin
Vääntömomentin tarkistus
- Tarkista kaikki pultit momenttiavaimella
- Tarkista spesifikaatioiden mukaisesti
- Etsi rikkinäisiä, vaurioituneita tai syöpyneitä kiinnikkeitä
- Tarkista, onko kuluneita lankoja
Push/Pull-testaus
- Käytä voimaa epäilyttäviin osiin
- Tarkkaile liikettä, jota ei pitäisi tapahtua
- Käytä mittakelloindikaattoreita pelin kvantifiointiin
- Vertaa uusiin tai asianmukaisesti kiinnitettyihin osiin
Korjausmenettelyt
Laakerien löysyyttä varten
- Vaihda laakeri: Jos laakeri itsessään kuluu
- Akselin korjaus: Korjaa kulunut akseli kromipinnoitteella tai hitsaamalla, koneista uudelleen oikeaan kokoon
- Asuntokorjaus: Koneen kotelon kokoa suurennetaan, käytetään suurempaa laakeria tai rakennetaan metalliruiskulla/hitsauksella
- Paranna istuvuutta: Käytä valmistajan ohjeiden mukaisia tiivistyssovitteita
- Laakerikannet: Kiristä tai vaihda, jos kulunut
Rakenteellisen löysyyden varmistamiseksi
- Kiristä kaikki kiinnikkeet: Kiristä oikean kiristysmomentin mukaisesti
- Vaihda vaurioituneet pultit: Asenna uudet oikean laatuiset ja kokoiset pultit
- Korjausperustus: Poista vanha laasti, puhdista pinnat ja kaada uusi laasti
- Hitsaushalkeamat: Korjaa kehysten tai jalustojen halkeamat, jos se on tarkoituksenmukaista
- Lisää vahvistus: Heikkojen rakenteiden tukirakenteet tai tuet
Komponenttien löysyyteen
- Kiristä pidätinruuvit oikealla momentilla ja kierrelukitteella
- Vaihda kuluneet kiilat ja kiilaurat
- Käytä puristussovitteisille komponenteille oikeita puristussovitteita
- Toistuvasti löystyneet tapit tai avainkomponentit
- Vaihda vaurioituneet komponentit
Ennaltaehkäisystrategiat
Suunnitteluvaihe
- Määritä riittävät kiinnityskoot ja -määrät
- Suunnittele oikeat interferenssi-sovitukset
- Varmista riittävä rakenteellinen jäykkyys
- Vältä jännityskeskittymiä, jotka johtavat halkeiluun
- Määritä sopivat kiinnitysmateriaalit ja -laadut
Asennusvaihe
- Käytä kalibroituja momenttiavaimia
- Noudata oikeita kiristysjärjestyksiä
- Käytä kierrelukitetta tarvittaessa
- Varmista, että pinnat ovat puhtaat ja tasaiset ennen kokoamista
- Varmista, että sopivuus täyttää vaatimukset
- Suorita laadunvalvontatarkastuksia
Ylläpitovaihe
- Säännöllinen vääntömomentin tarkistus (vuosittain tai tärinänvalvontaohjelman mukaisesti)
- Värähtelysuuntaus kehittyvän löysyyden havaitsemiseksi
- Visuaaliset tarkastukset seisokkien aikana
- Kiristä tarvittaessa uudelleen
- Korjaa tärinä nopeasti ennen kuin se aiheuttaa löysyyttä
Diagnostiset haasteet
Muiden ongelmien peittäminen
- Löyhyys voi peittää tai jäljitellä muita virheitä
- Estää tarkan tasapainottaminen epälineaarisen vasteen vuoksi
- Tekee kohdistus vaikeaa tai mahdotonta
- Voi aiheuttaa värähtelykuvioita, jotka muistuttavat halkeamia tai laakerivikoja
Progressiivinen luonto
- Löysyys alkaa usein pienestä ja pahenee asteittain
- Löysyydestä johtuva tärinä aiheuttaa lisää löysyyttä (positiivinen takaisinkytkentä)
- Voi edetä lievästä vakavaksi viikoissa, jos sitä ei korjata
- Lopulta aiheuttaa toissijaisia vaurioita laakereille, akseleille ja perustuksille
Suhde muihin vikoihin
Löyhyys vs. epätasapaino
| Ominaisuus | Epätasapaino | Löyhyys |
|---|---|---|
| Ensisijainen taajuus | vain 1× | 1×, 2×, 3×, 4×+ harmoniset yliaallot |
| Vaiheen vakaus | Johdonmukainen, toistettava | Epäsäännöllinen, vaihtelee mittausten välillä |
| Lineaarisuus | Tärinä ∝ nopeus² | Epälineaarinen, arvaamaton |
| Vastaus tasapainottamiseen | Tärinänvaimennus | Minimaalinen tai ei lainkaan parannusta |
| Suuntakuvio | Samankaltaiset vaaka-/pystysuuntaiset | Usein paljon korkeammalle yhteen suuntaan |
Löyhyys vs. virheasento
- Väärin kohdistus: Pääasiassa 2× ja jonkin verran 1×, stabiili faasi
- Löyhyys: Useita harmonisia yliaaltoja (1× - 5×+), epävakaa vaihe
- Yhdistelmä: Virheellinen linjaus voi aiheuttaa löysyyttä, ja löysyys pahentaa linjausvirheen vaikutuksia.
Vaikutus koneen suorituskykyyn
Suorat vaikutukset
- Korkea tärinä: Liian korkeat pitoisuudet aiheuttavat epämukavuutta ja turvallisuusongelmia
- Melu: Kolinaa, paukutusta tai kolinaa
- Alennettu tarkkuus: Akselin sijoitteluvirheet
- Nopeutettu kuluminen: Iskukuormitus vahingoittaa komponentteja
Toissijainen vaurio
- Laakerivauriot: Iskukuormat ja löysyydestä johtuvat linjausvirheet vahingoittavat laakereita
- Akselin tuskailu: Löysien sovitteiden mikroliike aiheuttaa kitkakorroosiota
- Kiinnittimien vika: Pultit voivat väsyä ja katketa vaihtelevista kuormista
- Halkeaman eteneminen: Tärinä levittää olemassa olevia halkeamia
- Perustuksen heikkeneminen: Jatkuva tärinä vahingoittaa betonia ja laastia
Operatiiviset ongelmat
- Estää tehokkaan tasapainottamisen
- Tekee linjauksen ylläpitämisen mahdottomaksi
- Diagnostinen sekavuus peittää muita ongelmia
- Laitteiden luotettavuuden heikkeneminen
Tapausesimerkki
Tilanne: Suuri indusoitu vetopuhallin, 1200 rpm, liiallinen tärinä
- Alkuperäiset oireet: 8 mm/s kokonaisvärähtely (hälytysraja 4,5 mm/s)
- Spektri: Vahvat 1×, 2×, 3×, 4× komponentit
- Tasapainotusyritykset: Kolme yritystä, ei parannusta, vaihe epäsäännöllinen
- Tutkinta: Fyysinen tarkastus paljasti, että neljä kahdeksasta ankkuripultista oli löysällä
- Korjaus: Kiristetty uudelleen kaikkiin ankkuripultteihin 400 Nm momenttiin
- Tulos: Tärinä laski välittömästi 1,8 mm/s:iin
- Jatkotoimet: Yksi tasapainotuskierros vähensi värähtelyn 0,8 mm/s:iin (nykyään järjestelmä oli lineaarinen)
- Oppitunti: Tarkista aina löysyys ennen tasapainottamista
Parhaat käytännöt
Diagnostisen tarkistuslistan
Tärinäongelmia tutkittaessa tarkista aina löysyys:
- Analysoi spektriä useiden harmonisten osalta
- Tarkista vaiheen toistettavuus
- Suorita napautustestit epäilyttäville komponenteille
- Tarkista kaikkien pulttien kiristysmomentit
- Tarkasta halkeamien, kulumisen ja heikkenemisen varalta
- Korjaa ensin löysyys ennen muita diagnostisia tai korjauksia
Huoltoprotokolla
- Sisällytä pulttien vääntömomenttitarkistukset PM-aikatauluihin
- Dokumentoi vääntömomentin lähtöarvot
- Trendin vääntömomentin relaksaatio ajan kuluessa
- Käytä kierrelukitetta kriittisiin kiinnikkeisiin
- Vaihda löystymisen toistuessa sen sijaan, että kiristäisit toistuvasti
Mekaaninen löysyys on yleinen, mutta usein unohdettu koneiden tärinän syy. Sen ominainen moniharmoninen piirre, epälineaarinen käyttäytyminen ja häiriöt muiden diagnostisten ja korjaavien toimenpiteiden kanssa tekevät löysyyden tarkistamisesta ja korjaamisesta välttämätöntä ensimmäisenä askeleena kaikissa tärinän vianmäärityksessä.
Luokat:
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 