घूर्णन मशीनरी में घर्षण को समझना
रबिंग घूर्णन और स्थिर घटकों के बीच घर्षण संपर्क और सापेक्ष स्लाइडिंग गति है। यह शब्द घर्षण के निरंतर पहलू पर जोर देता है। रोटर-से-स्टेटर संपर्कको अलग करता है, हल्के, रुक-रुक कर संपर्क या एकल प्रभावों से जो भी हो सकते हैं। रगड़ घर्षण बल उत्पन्न करती है, घर्षण कार्य के माध्यम से महत्वपूर्ण ऊष्मा छोड़ती है, और एक विशिष्ट कंपन बैकवर्ड whirl-प्रधान signature, उप-तुल्यकालिक घटकों और तापीय प्रभावों। यह सबसे खतरनाक दोषों में से एक है जो एक घूर्णन मशीन विकसित कर सकती है, क्योंकि यह मिनटों के भीतर विफलता तक बढ़ सकती है।
“रगड़” और “रोटर रगड़” अक्सर परस्पर विनिमय के रूप में उपयोग किए जाते हैं। व्यावहारिक रूप से, रगड़ संपर्क के घर्षण और तापीय पक्ष पर जोर देती है, जबकि रोटर रगड़ संपर्क के हर रूप को कवर करने वाली व्यापक छतरी है — हल्के खरोंच से लेकर कठोर प्रभाव तक।
1. रगड़ की घर्षण यांत्रिकी
कूलम्ब घर्षण मॉडल
रगड़ शुष्क (कूलम्ब) घर्षण के सिद्धांतों का पालन करती है:
- घर्षण बल: F = μ × N, जहाँ μ घर्षण गुणांक है और N सामान्य बल है जो सतहों को एक साथ दबाता है।
- दिशा: घर्षण बल हमेशा संपर्क करने वाली सतहों के बीच सापेक्ष गति का विरोध करता है।
- सामान्य गुणांक: इस्पात पर इस्पात μ ≈ 0.3–0.5; इस्पात पर सील सामग्री μ ≈ 0.2–0.4।
- ऊष्मा उत्पादन: अनिवार्य रूप से सभी घर्षण कार्य संपर्क पर ऊष्मा में परिवर्तित हो जाता है।
स्पर्शरेखीय और सामान्य बल
संपर्क के दौरान, दो बल घटक रोटर पर कार्य करते हैं:
- सामान्य बल: रगड़ बिंदु पर रोटर को रेडियल रूप से अंदर की ओर दबाता है।
- घर्षण बल: स्पर्शरेखीय रूप से कार्य करता है, घूर्णन का विरोध करते हुए।
- परिणामी बल: संयोजन रोटर को धीमा करता है और इसे घूर्णन की दिशा के विपरीत पीछे की ओर विक्षेपित करता है।
- टॉर्क में वृद्धि: घर्षण शक्ति को नष्ट करता है, जिससे मशीन को आपूर्ति करने वाले ड्राइव टॉर्क में वृद्धि होती है।
2. विशेषता कंपन पैटर्न
पीछे की ओर घूमना
रगड़ की सबसे विशिष्ट विशेषता पिछड़ी (उल्टी) घुमाव:
- घर्षण बल एक स्पर्शरेखा घटक बनाता है जो कक्षीय गति को पिछड़ी ओर ड्राइव करता है।
- शफ़्ट (घूमन वाला) कक्षा शाफ्ट के घूर्णन की दिशा के विपरीत निशान।
- व्हर्ल फ्रीक्वेंसी आमतौर पर सब-सिंक्रोनस होती है — चलने की गति के 1× से कम।
- आम आवृत्तियाँ भिन्नात्मक ऑर्डर पर दिखाई देती हैं: 0.5×, 0.33×, 0.25×।
- कक्षा का आकार अक्सर अनियमित या स्पष्ट रूप से विकृत होता है।
स्पेक्ट्रम विशेषताएँ
- उप-समकालिक शिखर: 1× से नीचे कई peaks, अक्सर fractional harmonics पर।
- समकालिक घटक: एक गुना सिंक्रोनस शिखर रब बलों के जोड़े जाने से बढ़ सकता है।
- उच्च हार्मोनिक्स: 2×, 3×, 4× हार्मोनिक्स रुक-रुक कर लगने वाले घर्षण की अरैखिकता से उभरते हैं।
- ब्रॉडबैंड शोर: पूरे में शोर का तल स्पेक्ट्रम उठाता है।
- अस्थिर spectrum: शिखर आते-जाते हैं या एक माप से अगले माप तक आवृत्ति बदलते हैं।
समय तरंगरूप विशेषताएँ
- आवेगपूर्ण घटनाएँ या हर बार संपर्क शुरू होने पर स्पाइक्स, दृश्यमान समय तरंगरूप.
- शिखर विक्षेपण पर क्लिपिंग या समतल होना, जहाँ स्टेटर भौतिक रूप से यात्रा को सीमित करता है।
- अनियमित, गैर-साइनसॉइडल समग्र आकार।
- कई आवृत्तियों के सह-अस्तित्व से उत्पन्न beat patterns।
3. रगड़ के तापीय प्रभाव
ऊष्मा उत्पादन
घर्षण यांत्रिक ऊर्जा को सीधे ऊष्मा में परिवर्तित करता है:
- दर: विघटित की गई शक्ति घर्षण बल × स्लाइडिंग वेग के बराबर है।
- परिमाण: हल्का रगड़ 10–100 वाट निकाल सकता है; भारी रगड़ किलोवाट।
- एकाग्रता: वह ऊष्मा बहुत छोटे संपर्क क्षेत्र में डाली जाती है।
- तापमान में वृद्धि: गंभीर मामलों में स्थानीय सतह के तापमान 500 °C से अधिक हो सकते हैं।
थर्मल बो विकास
रगड़ का खतरा एक ऊष्मा–कंपन प्रतिक्रिया लूप में निहित है:
- प्रारंभिक रब शाफ्ट के एक तरफ ऊष्मा जमा करता है।
- असमान ताप शाफ्ट को a में मोड़ता है थर्मल विक्षेपण.
- तापीय धनुष शाफ्ट के विक्षेपण को बढ़ाता है।
- अधिक विक्षेपण अधिक गंभीर रगड़ को चलाता है।
- अधिक रगड़ अधिक ऊष्मा उत्पन्न करता है।
- यह सकारात्मक प्रतिक्रिया तेजी से, भगोड़ी विफलता का कारण बन सकती है।
क्योंकि इस लूप का प्रत्येक मोड़ अगले को गहरा करता है, रगड़ को a के रूप में माना जाता है स्व-उत्तेजित कंपन और बिल्कुल में एक मार्ग रोटर अस्थिरता.
द्वितीयक तापीय प्रभाव
- असर ताप: गर्मी शाफ्ट के साथ बेयरिंग में चालित होती है।
- तेल का अपघटन: अत्यधिक तापमान स्नेहक को विघटित करते हैं।
- भौतिक परिवर्तन: ताप-प्रभावित क्षेत्रों में चरण परिवर्तन या धातुकर्म परिवर्तन
- तापीय तनाव: थर्मल रूप से तनावग्रस्त क्षेत्रों में दरारें शुरू कर सकते हैं।
4. क्षेत्र में रगड़ की पहचान करना
कंपन निगरानी
- सबसिंक्रोनस अलार्ट: चलने की गति पर 0.3–0.5× शिखरों पर सचेतता।
- कक्षा निगरानी: स्वचालित कक्षा विश्लेषण पिछड़े भंवर की उपस्थिति को चिह्नित करता है।
- स्पेक्ट्रल परिवर्तन: एल्गोरिदम कई हार्मोनिक्स के अचानक आगमन का पता लगाते हैं।
- तरंग रूप क्लिपिंग: संपर्क द्वारा उत्पादित गैर-साइनसॉइडल विरूपण की पहचान।
इन पैटर्न को पहचानना बिल्कुल एक पोर्टेबल विश्लेषक के लिए है। मशीन की अपनी बेयरिंग में संचालन गति पर काम करते हुए, इस तरह का एक दो-चैनल उपकरण Balanset-1A समय तरंग रूप और 1× आयाम और चरण को पकड़ता है, ताकि एक तकनीशियन आवेग क्लिपिंग और भिन्नात्मक-क्रम ऊर्जा देख सके जो एक रगड़ को चिह्नित करती है, और फिर जांच कर सके कि अवशिष्ट असंतुलन या मिसलिग्न्मेंट किसी भी विघटन से पहले अंतर्निहित चालक है।
तापमान निगरानी
- बेयरिंग तापमान सेंसर तीव्र-वृद्धि अलार्ट के साथ।
- उजागर शाफ्ट खंडों की इन्फ्रारेड तापमान निगरानी
- तापमान-अंतर निगरानी — बेयरिंग के शीर्ष बनाम नीचे।
- परिवर्तन दर सचेतताएं, उदाहरण के लिए प्रति मिनट 5 °C से अधिक।
अतिरिक्त संकेतक
- टॉर्क में वृद्धि: घर्षण ड्राइव को लोड करने के साथ विद्युत खपत बढ़ती है।
- गति में उतार-चढ़ाव: भिन्न घर्षण टॉर्क से छोटी गति भिन्नताएं।
- ध्वनिक उत्सर्जन: संपर्क से उच्च-आवृत्ति ध्वनि, द्वारा पहचानने योग्य ध्वनिक उत्सर्जन सेंसर।
- दृश्य निरीक्षण: पहनने का मलबा, विरंजन और दृश्यमान खरोंचें।
5. रगड़ का जवाब देना
तत्काल कार्रवाई
- गंभीरता में कमी: यदि सुरक्षित हो तो गति या भार को कम करें।
- बारीकी से निगरानी करें: कंपन और तापमान पर निरंतर निगरानी रखें।
- शटडाउन के लिए तैयारी करें: एक आपातकाल हो सकता है बंद तैयार।
- आपातकालीन रोक: यदि कंपन या तापमान बढ़ रहा है तो मशीन को बंद करें।
- शीतलन की अनुमति दें: निरीक्षण से पहले टर्निंग गियर चलाएं या प्राकृतिक शीतलन की अनुमति दें, ताकि थर्मल विकृति को आराम मिल सके।
जांच
- संपर्क के भौतिक साक्ष्य के लिए निरीक्षण करें।
- संदेह किए जाने वाले रगड़ स्थानों पर क्लीयरेंस को मापें।
- थर्मल विकृति या स्थायी के लिए जांच करें शाफ्ट धनुष.
- मूल कारण की पहचान करें — अत्यधिक कंपन, अपर्याप्त क्लीयरेंस, और इसी तरह।
सुधारात्मक कार्रवाई
- क्लीयरेंस बढ़ाएँ: क्षतिग्रस्त क्षेत्रों को मशीन से निकालें या घटकों को बदलें।
- मूल कारण को संबोधित करें: रोटर को संतुलित करें, संरेखण को सही करें, असर की समस्या को ठीक करें जो संपर्क की अनुमति देती है।
- क्षतिग्रस्त भागों को बदलें: सील, असर घटकों और शाफ्ट सेक्शन को आवश्यकतानुसार।
- क्लीयरेंस सत्यापित करें: पुनरारंभ से पहले हर स्थान पर पर्याप्त क्लीयरेंस की पुष्टि करें।
रगड़ना घूर्णन मशीनरी में सबसे गंभीर कंपन से संबंधित दोषों में से एक है। तापीय प्रतिक्रिया के माध्यम से तेजी से बढ़ने की इसकी क्षमता के लिए तत्काल पहचान, तेजी से और अनुशासित प्रतिक्रिया, और पूर्ण सुधार की मांग करती है — क्योंकि विकल्प, महत्वपूर्ण उपकरण में, विनाशकारी विफलता है।
