घूर्णन मशीनरी में शाफ्ट बो को समझना

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परिभाषा: शाफ्ट बो क्या है?

शाफ्ट धनुष (जिसे शाफ्ट बेंडिंग, रोटर बो या बस "धनुष" भी कहा जाता है) एक ऐसी स्थिति है जहां रोटर शाफ्ट में स्थायी या अर्ध-स्थायी वक्रता विकसित हो गई है, जिसके कारण यह सीधी केंद्र रेखा से विचलित हो गया है। अस्थायी के विपरीत रन आउट जो किसी ढीले घटक या विलक्षण माउंटिंग के कारण हो सकता है, शाफ्ट धनुष शाफ्ट सामग्री के वास्तविक विरूपण का प्रतिनिधित्व करता है।.

शाफ्ट धनुष का उत्पादन कंपन लक्षण जो सतही तौर पर मिलते जुलते हैं असंतुलित होना, लेकिन इसे पारंपरिक तरीकों से ठीक नहीं किया जा सकता संतुलन झुके हुए शाफ्ट को संतुलित करने में लगने वाले समय की बर्बादी से बचने के लिए सही निदान ज़रूरी है।.

शाफ्ट बो के प्रकार

शाफ्ट धनुष को इसके कारण और अवधि के आधार पर वर्गीकृत किया जा सकता है:

1. स्थायी यांत्रिक धनुष

यह शाफ्ट सामग्री का प्लास्टिक (स्थायी) विरूपण है जो निम्न के कारण होता है:

• यांत्रिक अधिभार या प्रभाव
• रखरखाव के दौरान अनुचित तरीके से उठाना या संभालना
• रोटर को गिराना
• ऑपरेशन के दौरान अत्यधिक झुकने वाला तनाव
• विनिर्माण दोष या अनुचित ताप उपचार

एक बार जब शाफ्ट झुक जाता है (स्थायी रूप से विकृत हो जाता है), तो धनुष तब भी बना रहता है जब शाफ्ट स्थिर अवस्था में होता है और सभी भार हटा लिए जाते हैं।.

2. थर्मल बो (क्षणिक)

इसे भी कहा जाता है थर्मल धनुष या गर्म धनुष, यह शाफ्ट के असमान तापन के कारण होने वाली एक अस्थायी स्थिति है। गर्म भाग ठंडे भाग की तुलना में अधिक फैलता है, जिससे एक अस्थायी वक्र बनता है। इसके कारणों में शामिल हैं:

• असममित ऊष्मा स्रोत (एक ओर गर्म प्रक्रिया द्रव, दूसरी ओर ठंडी हवा)
• शाफ्ट के एक तरफ बेयरिंग घर्षण ताप
• रोटर रगड़ने से स्थानीय ताप उत्पन्न होता है
• बाहरी उपकरणों पर सौर तापन
• बड़े टर्बाइनों के लिए अनुचित वार्म-अप प्रक्रियाएँ

तापीय धनुष आमतौर पर तब गायब हो जाता है जब शाफ्ट समान रूप से ठंडा हो जाता है या तापीय संतुलन प्राप्त हो जाता है। हालाँकि, बार-बार होने वाले तापीय धनुष चक्र अंततः स्थायी सेट का कारण बन सकते हैं।.

3. अवशिष्ट तनाव धनुष

वेल्डिंग, ताप उपचार या विनिर्माण प्रक्रियाओं से उत्पन्न आंतरिक अवशिष्ट तनाव के कारण शाफ्ट समय के साथ धीरे-धीरे झुक सकता है, विशेष रूप से तब जब इसे प्रचालन तापमान या यांत्रिक भार के अधीन किया जाता है, जिससे तनाव से राहत मिलती है।.

शाफ्ट बो के कारण

मूल कारणों को समझने से शाफ्ट बो को रोकने और सुधारात्मक कार्रवाई करने में मदद मिलती है:

यांत्रिक कारण

• अधिभार: डिज़ाइन सीमा से अधिक भार पर परिचालन
• अनुचित भंडारण: उचित सहारे के बिना शाफ्ट को क्षैतिज रूप से संग्रहीत करने से समय के साथ झुकाव पैदा होता है
• गलत संचालन: निर्दिष्ट उठाने के बिंदुओं के बजाय शाफ्ट द्वारा उठाना
• दुर्घटना या प्रभाव: गिरने, टक्कर या विदेशी वस्तु से क्षति
• असर जब्ती: एक जकड़ा हुआ बेयरिंग ड्राइविंग टॉर्क के तहत शाफ्ट को मोड़ने का कारण बन सकता है

तापीय कारण

• असमान तापन: शाफ्ट परिधि के चारों ओर असमान तापमान वितरण
• तीव्र तापमान परिवर्तन: स्टार्टअप या शटडाउन के दौरान थर्मल शॉक
• हॉट स्पॉट: घर्षण, रगड़ या प्रक्रिया की स्थितियों से स्थानीयकृत तापन
• अपर्याप्त वार्म-अप: ठंडे टर्बाइनों या बड़ी मशीनों को बहुत जल्दी चालू करना
• शटडाउन प्रक्रियाएँ: गर्म शाफ्ट को ठंडा होने से पहले घूमना बंद करने देना (थर्मल सैग)

सामग्री और विनिर्माण कारण

• खराब सामग्री की गुणवत्ता: समावेशन, रिक्तियां, या भौतिक असमानताएं
• अनुचित ताप उपचार: शमन या टेम्परिंग से अवशिष्ट तनाव
• वेल्डिंग विरूपण: असममित वेल्डिंग अवशिष्ट तनाव पैदा करती है
• मशीनिंग तनाव: विनिर्माण के दौरान प्रेरित तनाव

शाफ्ट बो कंपन कैसे उत्पन्न करता है

एक झुका हुआ शाफ्ट दो तंत्रों के माध्यम से कंपन पैदा करता है:

1. ज्यामितीय असंतुलन

जब एक धनुषाकार शाफ्ट घूमता है, तो उसकी घुमावदार केंद्र रेखा एक शंकु या अन्य गैर-वृत्ताकार पथ बनाती है। रोटर का द्रव्यमान वितरण पूरी तरह से संतुलित होने पर भी, धनुषाकार ज्यामिति एक उत्केन्द्रित घूर्णन द्रव्यमान बनाती है जो अपकेन्द्री बल उत्पन्न करता है, जिससे 1X कंपन (शाफ्ट की घूर्णन आवृत्ति पर कंपन) उत्पन्न होता है।.

2. बियरिंग्स पर मोमेंट लोडिंग

वक्रता के कारण बंकन आघूर्ण उत्पन्न होता है जो बीयरिंगों तक प्रेषित होता है, जिससे बीयरिंग भार में उतार-चढ़ाव और कंपन उत्पन्न होता है।.

शाफ्ट बो का पता लगाना

प्रभावी समस्या निवारण के लिए शाफ्ट बो को वास्तविक द्रव्यमान असंतुलन से अलग करना महत्वपूर्ण है:

लक्षण तुलना: धनुष बनाम असंतुलन

विशेषता	असंतुलित होना	शाफ्ट धनुष
कंपन आवृत्ति	1X दौड़ने की गति	1X दौड़ने की गति
चरण संबंध	सुसंगत, हर समय एक जैसा	वार्म-अप के दौरान परिवर्तन हो सकता है
धीमी रोल कंपन	वर्तमान (गति² के समानुपातिक)	बहुत कम गति पर भी मौजूद और अक्सर महत्वपूर्ण
संतुलन के प्रति प्रतिक्रिया	सही संतुलन से कंपन कम हो जाता है	न्यूनतम या कोई सुधार नहीं; स्थिति और खराब हो सकती है
तापीय संवेदनशीलता	तापमान के साथ अपेक्षाकृत स्थिर	वार्म-अप/कूल-डाउन के दौरान महत्वपूर्ण परिवर्तन
रन-आउट माप	रोटर के विरामावस्था में होने पर निम्न	विश्राम की स्थिति में भी उच्च रन-आउट (स्थायी धनुष)

नैदानिक परीक्षण

1. धीमी रोल माप

शाफ्ट को बहुत धीरे-धीरे घुमाएं (आमतौर पर ऑपरेटिंग गति का 5-10%) और मापें रन आउट एक प्रॉक्सिमिटी प्रोब या डायल इंडिकेटर के साथ। धीमी गति से चलने पर उच्च रन-आउट शाफ्ट बो या यांत्रिक रन-आउट को इंगित करता है, असंतुलन को नहीं (जो गति के वर्ग के समानुपाती बल उत्पन्न करता है)।.

2. शट-डाउन चरण परिवर्तन

कंपन की निगरानी करें चरण कोण जैसे ही मशीन बंद होती है। सच्चा असंतुलन गति की परवाह किए बिना स्थिर कला बनाए रखता है। एक झुका हुआ शाफ्ट कला परिवर्तन दिखा सकता है, खासकर जब वह ठंडा होता है।.

3. थर्मल बो टेस्ट

संदिग्ध थर्मल बो के लिए, स्टार्टअप और वार्म-अप के दौरान कंपन पर नज़र रखें। थर्मल बो आमतौर पर मशीन के गर्म होने पर कंपन बढ़ाता है, फिर थर्मल संतुलन पर पहुँचने पर स्थिर या कम हो सकता है।.

4. ऑफ-मशीन रन-आउट चेक

रोटर को हटाएँ, उसे वी-ब्लॉक या लेथ पर टिकाएँ, और डायल इंडिकेटर से रेडियल रन-आउट मापते हुए उसे धीरे-धीरे घुमाएँ। महत्वपूर्ण रन-आउट (आमतौर पर > 0.001″ या 25 µm) स्थायी झुकाव की पुष्टि करता है।.

5. दृश्य निरीक्षण

बड़े शाफ्टों के लिए, शाफ्ट की लंबाई के नीचे दृश्य दृष्टि या ऑप्टिकल विधियों (लेजर संरेखण) का उपयोग करके स्पष्ट धनुष का पता लगाया जा सकता है।.

सुधार के तरीके

उपयुक्त सुधार धनुष की गंभीरता और प्रकार पर निर्भर करता है:

स्थायी यांत्रिक धनुष के लिए

1. शाफ्ट सीधा करना

हल्के से मध्यम धनुष के लिए (आमतौर पर < 0.005" या 125 µm), शाफ्ट को कभी-कभी हाइड्रोलिक प्रेस का उपयोग करके ठंडा या गर्म करके सीधा किया जा सकता है। इसके लिए विशेष उपकरण और कुशल तकनीशियनों की आवश्यकता होती है। शाफ्ट को सहारा दिया जाता है और सावधानीपूर्वक लोड किया जाता है ताकि उसे वापस सीधा करने के लिए प्लास्टिक रूप से विकृत किया जा सके।.

2. तापीय तनाव से राहत

अवशिष्ट तनावों को दूर करने के लिए शाफ्ट का ताप उपचार करें, जिससे तनाव-संबंधी कारणों से धनुष को संभावित रूप से कम या समाप्त किया जा सके। इसके लिए उचित भट्ठी उपकरण और प्रक्रिया नियंत्रण की आवश्यकता होती है।.

3. शाफ्ट प्रतिस्थापन

गंभीर धनुष या महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए, प्रतिस्थापन अक्सर सबसे विश्वसनीय समाधान होता है। नए शाफ्ट की लागत को डाउनटाइम और सीधा करने के प्रयासों के विफल होने के जोखिम के साथ तौला जाना चाहिए।.

4. “धनुष के चारों ओर संतुलन”

कुछ मामलों में, विशेष रूप से बड़े टर्बाइनों के लिए, धनुष के प्रभाव को कम करने के लिए सुधार भार की गणना और स्थापना की जा सकती है। इससे धनुष ठीक नहीं होता, बल्कि कंपन कम हो जाता है। इस दृष्टिकोण की सीमाएँ हैं और यह आमतौर पर एक अस्थायी समाधान है।.

थर्मल बो के लिए

1. संचालन प्रक्रिया में परिवर्तन

• धीमी वार्म-अप प्रक्रियाओं को लागू करें
• तापीय शिथिलता को रोकने के लिए शटडाउन के दौरान गियर का निरंतर संचालन बनाए रखें
• भाप प्रवेश या प्रक्रिया द्रव तापमान को अधिक सावधानी से नियंत्रित करें
• सममित तापन/शीतलन सुनिश्चित करें

2. डिज़ाइन संशोधन

• तापीय प्रवणता को कम करने के लिए इन्सुलेशन जोड़ें
• एक समान वार्म-अप के लिए हीटिंग जैकेट स्थापित करें
• तापमान का समान वितरण सुनिश्चित करने के लिए शीतलन प्रणाली में सुधार करें

3. टर्निंग गियर ऑपरेशन

बड़े टर्बाइनों के लिए, शाफ्ट को घुमाने और थर्मल बो को विकसित होने से रोकने के लिए वार्म-अप और कूल-डाउन के दौरान टर्निंग गियर (धीमी गति वाली घूर्णी ड्राइव) को संचालित करें।.

रोकथाम रणनीतियाँ

शाफ्ट बो को रोकना, उसे ठीक करने से कहीं अधिक आसान है:

डिजाइन और विनिर्माण

• अवशिष्ट तनाव को न्यूनतम करने के लिए उचित ताप उपचार प्रक्रियाओं का उपयोग करें
• अनुप्रयोग के लिए पर्याप्त शाफ्ट कठोरता डिज़ाइन करें
• तापीय वातावरण के लिए उपयुक्त सामग्री निर्दिष्ट करें

स्थापना और रखरखाव

• रोटर्स को हमेशा निर्दिष्ट लिफ्टिंग पॉइंट्स का उपयोग करके उठाएं, शाफ्ट द्वारा कभी नहीं
• ढीलेपन को रोकने के लिए अतिरिक्त रोटर्स को उचित सहारे के साथ रखें
• हैंडलिंग के दौरान यांत्रिक झटके से बचें
• शाफ्ट की सीधी स्थिति की समय-समय पर जांच करें (वार्षिक या निर्माता के शेड्यूल के अनुसार)

संचालन

• निर्माता की वार्म-अप और शटडाउन प्रक्रियाओं का पालन करें
• तेज़ तापमान परिवर्तन से बचें
• स्टार्टअप के दौरान थर्मल बो के संकेतों की निगरानी करें
• कंपन चरण में किसी भी अस्पष्टीकृत परिवर्तन की जांच करें

संतुलन प्रक्रियाओं पर प्रभाव

झुके हुए शाफ्ट को संतुलित करने का प्रयास आम तौर पर व्यर्थ होता है और प्रतिकूल परिणाम दे सकता है:

• अप्रभावी सुधार: द्रव्यमान असंतुलन के लिए गणना किए गए संतुलन भार ज्यामितीय धनुष को सही नहीं करेंगे
• समस्या को छिपाना: झुके हुए शाफ्ट का आंशिक रूप से सफल “संतुलन” कंपन को अस्थायी रूप से कम कर सकता है, लेकिन अंतर्निहित समस्या को अनदेखा कर सकता है
• बर्बाद समय: सफलता के बिना कई संतुलन पुनरावृत्तियों से धनुष की जांच की आवश्यकता का संकेत मिलता है
• संभावित क्षति: झुके हुए शाफ्ट में बड़े सुधार भार जोड़ने से तनाव बढ़ सकता है और आगे की क्षति हो सकती है

सर्वश्रेष्ठ प्रणालियां: संतुलन प्रक्रिया शुरू करने से पहले हमेशा शाफ्ट बो की जांच करें, विशेष रूप से यदि रोटर में हैंडलिंग, तापीय घटनाओं या अस्पष्टीकृत कंपन समस्याओं का इतिहास हो।.

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