घूर्णन मशीनरी में घर्षण को समझना
परिभाषा: रगड़ना क्या है?
मलाई मशीनरी में घूमते और स्थिर घटकों के बीच घर्षण संपर्क और सापेक्षिक फिसलन गति को कहते हैं। यह शब्द मशीनरी के निरंतर घर्षण पहलू पर ज़ोर देता है। रोटर-से-स्टेटर संपर्क, जो इसे हल्के रुक-रुक कर होने वाले संपर्क या प्रभावों से अलग करता है। रगड़ने से घर्षण बल उत्पन्न होता है, घर्षण कार्य के माध्यम से महत्वपूर्ण ऊष्मा उत्पन्न होती है, और विशिष्ट कंपन पश्चगामी भँवर, उप-समकालिक घटकों और तापीय प्रभावों द्वारा चिह्नित पैटर्न।.
"रबिंग" शब्द का प्रयोग अक्सर "रोटर रब" के साथ एक दूसरे के स्थान पर किया जाता है, हालांकि रबिंग कभी-कभी संपर्क के घर्षण और तापीय पहलुओं पर जोर देती है, जबकि रोटर रब में हल्के खरोंच या प्रभाव सहित सभी प्रकार के संपर्क शामिल हो सकते हैं।.
घर्षण यांत्रिकी रगड़
कूलम्ब घर्षण मॉडल
रगड़ने में शुष्क घर्षण (कूलम्ब घर्षण) सिद्धांतों का पालन किया जाता है:
- घर्षण बल: F = µ × N, जहाँ µ घर्षण गुणांक है और N अभिलंब बल है
- दिशा: हमेशा सतहों के बीच सापेक्ष गति का विरोध करता है
- विशिष्ट गुणांक: स्टील पर स्टील µ ≈ 0.3-0.5; सील सामग्री पर स्टील µ ≈ 0.2-0.4
- ऊष्मा उत्पादन: सभी घर्षण कार्य ऊष्मा में परिवर्तित हो जाते हैं
स्पर्शरेखीय और सामान्य बल
रगड़ने के दौरान:
- सामान्य बल: रोटर पर रेडियल रूप से अंदर की ओर धक्का देता है
- घर्षण बल: घूर्णन के विपरीत, स्पर्शरेखीय रूप से कार्य करता है
- परिणामी बल: संयोजन रोटर को धीमा कर देता है और उसे पीछे की ओर मोड़ देता है
- टॉर्क वृद्धि: घर्षण से शक्ति नष्ट होती है, जिससे ड्राइव टॉर्क की आवश्यकता बढ़ जाती है
विशिष्ट कंपन पैटर्न
पीछे की ओर घूमना
रगड़ने की सबसे विशिष्ट विशेषता पीछे की ओर घूमना (रिवर्स) है:
- घर्षण बल स्पर्शरेखीय घटक बनाता है जो पश्चगामी कक्षीय गति को संचालित करता है
- शाफ़्ट कक्षा शाफ्ट घूर्णन दिशा के विपरीत घूमता है
- आवृत्ति आमतौर पर उप-तुल्यकालिक (1× गति से कम)
- सामान्य आवृत्तियाँ: 0.5×, 0.33×, 0.25× (आंशिक क्रम)
- कक्षा का आकार अक्सर अनियमित या विकृत होता है
स्पेक्ट्रम विशेषताएँ
- उप-तुल्यकालिक चोटियाँ: 1× से नीचे कई चोटियाँ, अक्सर आंशिक हार्मोनिक्स पर
- तुल्यकालिक घटक: 1× रगड़ बलों से बढ़ सकता है
- उच्च हार्मोनिक्स: अरैखिक घर्षण से 2×, 3×, 4×
- ब्रॉडबैंड शोर: स्पेक्ट्रम में ऊंचा शोर स्तर
- अस्थिर स्पेक्ट्रम: चोटियाँ प्रकट होती हैं, गायब होती हैं, या आवृत्ति बदलती हैं
समय तरंगरूप विशेषताएँ
- संपर्क शुरू होने पर आवेगपूर्ण घटनाएँ या स्पाइक्स
- चरम विक्षेपण पर क्लिपिंग या समतलीकरण
- अनियमित, गैर-साइनसॉइडल तरंगरूप
- एकाधिक आवृत्तियों से बीट पैटर्न मौजूद हैं
रगड़ के तापीय प्रभाव
ऊष्मा उत्पादन
घर्षण यांत्रिक ऊर्जा को ऊष्मा में परिवर्तित करता है:
- दर: क्षयित शक्ति = घर्षण बल × सर्पण वेग
- परिमाण: हल्का घर्षण: 10-100 वाट; भारी घर्षण: किलोवाट
- एकाग्रता: छोटे संपर्क क्षेत्र पर केंद्रित ऊष्मा
- तापमान वृद्धि: गंभीर मामलों में स्थानीय तापमान 500°C से अधिक हो सकता है
थर्मल बो विकास
ताप-कंपन फीडबैक लूप:
- प्रारंभिक रगड़ से शाफ्ट के एक तरफ गर्मी उत्पन्न होती है
- असममित तापन बनाता है थर्मल धनुष
- थर्मल धनुष शाफ्ट विक्षेपण को बढ़ाता है
- बढ़े हुए विक्षेपण के कारण अधिक गंभीर रगड़ होती है
- अधिक रगड़ने से अधिक गर्मी उत्पन्न होती है
- सकारात्मक प्रतिक्रिया शीघ्र विफलता का कारण बन सकती है
द्वितीयक तापीय प्रभाव
- असर हीटिंग: शाफ्ट के माध्यम से बियरिंग्स तक ऊष्मा का संचालन
- तेल क्षरण: अत्यधिक तापमान स्नेहक को नष्ट कर देता है
- भौतिक परिवर्तन: ताप-प्रभावित क्षेत्रों में चरण परिवर्तन या धातुकर्म परिवर्तन
- तापीय तनाव: तापीय-तनावग्रस्त क्षेत्रों में दरारें उत्पन्न कर सकता है
पता लगाने के तरीके
कंपन निगरानी
- उप-तुल्यकालिक अलार्म: 0.3-0.5× चलने की गति पर चोटियों पर चेतावनी
- कक्षा निगरानी: स्वचालित कक्षा विश्लेषण से पश्चगामी भँवर का पता लगाना
- वर्णक्रमीय परिवर्तन: कई हार्मोनिक्स की अचानक उपस्थिति का पता लगाने वाले एल्गोरिदम
- तरंगरूप क्लिपिंग: गैर-साइनसॉइडल विरूपण का पता लगाना
तापमान निगरानी
- तेजी से बढ़ने वाले अलार्म के साथ बियरिंग तापमान सेंसर
- उजागर शाफ्ट खंडों की इन्फ्रारेड तापमान निगरानी
- तापमान अंतर निगरानी (शीर्ष बनाम निचला बियरिंग)
- परिवर्तन दर अलार्म (उदाहरणार्थ, > 5°C/मिनट)
अतिरिक्त संकेतक
- टॉर्क वृद्धि: घर्षण के कारण बिजली की खपत बढ़ जाती है
- गति में उतार-चढ़ाव: घर्षण टॉर्क में परिवर्तन से गति में छोटे बदलाव
- ध्वनिक उत्सर्जन: संपर्क से उच्च आवृत्ति वाली ध्वनि
- दृश्य निरीक्षण: घिसा हुआ मलबा, रंग उड़ना, दिखाई देने वाली क्षति
प्रतिक्रिया क्रियाएँ
तत्काल कार्रवाई
- गंभीरता कम करें: यदि ऐसा करना सुरक्षित हो तो गति या भार कम करें
- बारीकी से निगरानी करें: कंपन और तापमान का निरंतर अवलोकन
- शटडाउन के लिए तैयार रहें: आपातकालीन शटडाउन तैयार रखें
- आपातकालीन रोक: यदि कंपन या तापमान बढ़ रहा हो
- कूलडाउन की अनुमति दें: निरीक्षण से पहले टर्निंग गियर का संचालन करें या प्राकृतिक शीतलन की अनुमति दें
जाँच पड़ताल
- संपर्क के भौतिक साक्ष्य का निरीक्षण करें
- संदिग्ध रगड़ वाले स्थानों पर निकासी को मापें
- थर्मल धनुष या स्थायी शाफ्ट धनुष की जाँच करें
- मूल कारण की पहचान करें (अत्यधिक कंपन, अपर्याप्त निकासी, आदि)
सुधारात्मक कार्रवाई
- मंजूरी में वृद्धि: क्षतिग्रस्त क्षेत्रों को मशीन से हटाएं या घटकों को बदलें
- मूल कारण का पता लगाएं: रोटर को संतुलित करें, संरेखण सही करें, बेयरिंग संबंधी समस्याओं को ठीक करें
- क्षतिग्रस्त पुर्जों को बदलो: आवश्यकतानुसार सील, बेयरिंग घटक, शाफ्ट अनुभाग
- मंजूरी सत्यापित करें: पुनः आरंभ करने से पहले सभी स्थानों पर पर्याप्त निकासी की पुष्टि करें
घूर्णनशील मशीनों में कंपन से संबंधित सबसे गंभीर दोषों में से एक है घर्षण। तापीय प्रतिक्रिया के माध्यम से इसके तेज़ी से बढ़ने की संभावना को देखते हुए, महत्वपूर्ण उपकरणों में विनाशकारी विफलताओं को रोकने के लिए तत्काल पहचान, त्वरित प्रतिक्रिया और संपूर्ण सुधार की आवश्यकता होती है।.