Razumijevanje mehaničke labavosti u rotirajućim strojevima
Definicija: Što je mehanička labavost?
Mehanička labavost je stanje u kojem komponente u rotirajućim strojevima imaju prevelike zazore, neadekvatno pričvršćivanje, istrošene spojeve ili strukturno propadanje koje omogućuje nenamjerno relativno kretanje između dijelova koji bi trebali biti čvrsto spojeni. To stvara nelinearno vibracija ponašanje karakterizirano višestrukim harmonici brzine trčanja, nepravilnih varijacija amplitude i razlika u smjeru vibracija koje ne slijede normalne obrasce.
Labavost je čest problem sa strojevima koji ne samo da izravno uzrokuje prekomjerne vibracije, već i sprječava učinkovitu dijagnozu i ispravljanje drugih problema poput neravnoteža ili neusklađenost. Mora se identificirati i ispraviti prije nego što drugi napori za smanjenje vibracija mogu uspjeti.
Vrste mehaničke labavosti
Tip A: Rotacijska labavost (labavost ležaja)
Preveliki razmak između ležaja i osovine ili kućišta:
- Odnos ležaja i osovine: Istrošena površina osovine, neadekvatan interferentni spoj, oštećen provrt ležaja
- Ležaj-kućište: Istrošen otvor kućišta, labavi poklopac ležaja, nedovoljan pritisak
- Unutarnji ležaj: Prekomjerno zazor ležaja od habanja
- Simptom: 1×, 2×, 3× harmonici; viši u radijalnim smjerovima
Tip B: Konstrukcijska labavost (postolje/temelj)
Nedovoljno pričvršćivanje nerotirajućih komponenti:
- Labavi postolja: Ankerni vijci nisu zategnuti, oštećena masa za žbuku
- Montaža labave baze: Vijci za pričvršćivanje opreme labavi ili nedostaju
- Napuknuti okvir ili temelj: Strukturna oštećenja koja omogućuju kretanje
- Simptom: Višestruki harmonici (često do 5× ili više); nepravilan, nelinearan odziv
Tip C: Labavost komponente
Slobodno sastavljene komponente:
- Labavi impeleri: Rotor labav na osovini, klin istrošen ili nedostaje
- Labave spojnice: Glavčine spojke labave na osovinama
- Labave remenice/zupčanici: Pogonski dijelovi labavi na osovini
- Labavi poklopci/štitnici: Zveckanje limenih ploča
- Simptom: Harmonici i subharmonici; moguće 1/2×, 1/3× komponente
Vibracijski potpis
Frekvencijske karakteristike
Labavost stvara karakteristične frekvencijske obrasce:
- Višestruki harmonici: Snažno 1×, 2×, 3×, 4× i više (za razliku od neravnoteže koja je prvenstveno 1×)
- Subharmonici: Mogu se vidjeti komponente 1/2×, 1/3× (labavost tipa C)
- Neharmonijski sadržaj: Vrhunci na necijelobrojnim višekratnicima brzine trčanja
- Povišena razina buke: Povećanje širokopojasnog interneta zbog nasumičnih utjecaja
Ponašanje amplitude
- Visoka ukupna razina: Ukupne vibracije nesrazmjerne pogonskim silama
- Nelinearno: Vibracije se ne mijenjaju predvidljivo s brzinom ili opterećenjem
- Nepravilno: Amplituda značajno varira između mjerenja
- Razlike u smjeru: Može biti 2-5× veći u jednom smjeru nego u okomitom smjeru
Fazne karakteristike
- Nestabilno Faza: Fazni kut se nepravilno mijenja između mjerenja
- Veliko fazno raspršenje: Varijacija od ±30-90° pri istoj brzini
- Balansiranje poraza: Nepredvidljiva faza čini izračune balansiranja nepouzdanima
Značajke vremenskog valnog oblika
- Nepravilan, nesinusoidni valni oblik
- Skraćeni ili odrezani vrhovi (utjecaji na ograničenja)
- Slučajni impulzivni događaji
- Gubitak periodične strukture
Uobičajena mjesta i uzroci
Vezano za ležajeve
- Istrošene površine rukavaca vratila koje omogućuju ljuljanje ležaja
- Istrošeni ili oštećeni otvori kućišta ležaja
- Nedovoljno interferentno prianjanje (pogrešan odabir tolerancije)
- Vijci poklopca ležaja labavi ili nedovoljno zategnuti
- Razdvojena kućišta ležajeva s istrošenim površinama za spajanje
Temelj i montaža
- Labavi sidreni vijci (najčešća strukturna labavost)
- Oštećena ili nedostajuća fuga ispod postolja
- Temelji od napuknutog betona
- Labavi vijci za pričvršćivanje opreme na osnovnu ploču
- Oštećene ili izdužene rupe za vijke
Rotirajuće komponente
- Ventilator ili rotor labavi na osovini (istrošeni klin, labavi vijci za podešavanje)
- Glavčine spojke s nedovoljnim interferencijskim dosjedom
- Vijci za pričvršćivanje remenice labavi ili nedostaju
- Komponente rotora labave na osovini
Strukturni
- Napuknuti okviri ili kućišta strojeva
- Pukotine od zamora u zavarenim spojevima
- Labavi konstrukcijski vijci
- Pogoršano lijepljenje ili ljepila
Metode detekcije
Analiza vibracija
- FFT analiza: Potražite više harmonika (1×, 2×, 3×, 4×, 5×+)
- Testiranje koherentnosti: Niska koherencija između mjerenja ukazuje na nelinearno ponašanje
- Usporedba smjera: Velike razlike između horizontalnog i vertikalnog
- Odgovor na vanjsko uzbuđenje: Stroj za tapkanje, primijetite abnormalni odziv
Fizički pregled
Vizualni pregled
- Potražite praznine, pukotine, koroziju, oštećenja
- Provjerite tragove svjedoka koji ukazuju na kretanje
- Promatrajte obrasce trošenja boje na spojevima
- Potražite metalne strugotine koje ukazuju na naprezanje
Testiranje dodirom
- Udarite čekićem sumnjive labave komponente
- Osluškujte zveckanje ili tupe zvukove umjesto punog zvonjenja
- Osjetite pretjerano kretanje ili vibracije
- Usporedite s poznatim ispravnim komponentama
Provjera momenta
- Provjerite sve vijke moment ključem
- Provjerite u odnosu na specifikacije
- Potražite slomljene, oštećene ili korodirane pričvršćivače
- Provjerite ima li oguljenih niti
Testiranje potiskivanja/povlačenja
- Primijenite silu na sumnjive komponente
- Promatrajte pokrete koji se ne bi trebali događati
- Koristite indikatore brojčanika za kvantificiranje igre
- Usporedite s novim ili pravilno osiguranim komponentama
Postupci ispravljanja
Za labavost ležaja
- Zamjena ležaja: Ako se sam ležaj istroši
- Popravak osovine: Napravite istrošenu osovinu kromiranjem ili zavarivanjem, obradite je na željenu veličinu
- Popravak stambenog prostora: Kućište stroja veće veličine, upotrijebite veći ležaj; ili nanesite metalni premaz sprejem/zavarivanjem
- Poboljšajte kondiciju: Koristite odgovarajuće interferentne spojeve prema specifikacijama proizvođača
- Poklopci ležajeva: Zategnite ili zamijenite ako je istrošeno
Za strukturnu labavost
- Zategnite sve pričvršćivače: Zategnite prema specifikaciji koristeći odgovarajući uzorak
- Zamijenite oštećene vijke: Ugradite nove vijke odgovarajuće klase i veličine
- Popravak temelja: Uklonite staru fugu, očistite površine, ulijte novu fugu
- Pukotine u zavaru: Popravite pukotine u okvirima ili postoljima ako je prikladno
- Dodajte pojačanje: Umetci ili učvršćenja za slabe konstrukcije
Za labavost komponenti
- Ponovno zategnite vijke s odgovarajućim momentom i osiguranjem navoja
- Zamijenite istrošene ključeve i utore za ključeve
- Koristite odgovarajuće interferentne spojeve za komponente s prešanjem
- Komponente klinova ili ključeva koje su se više puta olabavile
- Zamijenite oštećene komponente
Strategije prevencije
Faza dizajna
- Navedite odgovarajuće veličine i količine pričvršćivača
- Dizajnirajte odgovarajuće interferencijske prianjanja
- Osigurati odgovarajuću strukturnu krutost
- Izbjegavajte koncentracije naprezanja koje dovode do pucanja
- Navedite odgovarajuće klase i materijale pričvršćivača
Faza instalacije
- Koristite kalibrirane moment ključeve
- Slijedite ispravan redoslijed zatezanja
- Koristite sredstva za osiguranje vijaka gdje je to prikladno
- Prije sastavljanja provjerite jesu li površine čiste i ravne
- Provjerite odgovara li specifikacijama
- Provodite inspekcije kontrole kvalitete
Faza održavanja
- Periodična provjera momenta (godišnje ili prema rasporedu praćenja vibracija)
- Praćenje trendova vibracija za otkrivanje razvoja labavosti
- Vizualni pregledi tijekom prekida
- Zategnite po potrebi
- Odmah se pozabavite vibracijama prije nego što uzrokuju labavost
Dijagnostički izazovi
Maskiranje drugih problema
- Labavost može prikriti ili oponašati druge nedostatke
- Sprječava precizno balansiranje zbog nelinearnog odziva
- Marke poravnanje teško ili nemoguće
- Može generirati vibracijske obrasce slične pukotinama ili nedostacima ležajeva
Progresivna priroda
- Opuštenost često počinje lagano i progresivno se pogoršava
- Vibracije zbog labavosti uzrokuju još veću labavost (pozitivna povratna informacija)
- Može napredovati od blage do teške bolesti u roku od nekoliko tjedana ako se ne ispravi
- Na kraju uzrokuje sekundarna oštećenja ležajeva, osovina, temelja
Odnos prema drugim nedostacima
Labavost u odnosu na neravnotežu
| Značajka | Neravnoteža | Labavost |
|---|---|---|
| Primarna frekvencija | samo 1× | 1×, 2×, 3×, 4×+ harmonici |
| Fazna stabilnost | Dosljedno, ponovljivo | Nepravilne promjene između mjerenja |
| Linearnost | Vibracija ∝ brzina² | Nelinearno, nepredvidljivo |
| Odgovor na uravnoteženje | Smanjene vibracije | Minimalno ili nikakvo poboljšanje |
| Smjerni uzorak | Slično horizontalno/vertikalno | Često mnogo više u jednom smjeru |
Labavost u odnosu na neusklađenost
- Neusklađenost: Primarno 2× s nešto 1×, stabilna faza
- Labavost: Višestruki harmonici (1× do 5×+), nestabilna faza
- Kombinacija: Neusklađenost može uzrokovati labavost, a labavost pogoršava učinke neusklađenosti
Utjecaj na performanse stroja
Izravni učinci
- Visoka vibracija: Prekomjerne razine uzrokuju nelagodu i sigurnosne probleme
- Buka: Zvukovi zveckanja, lupanja ili kucanja
- Smanjena preciznost: Pogreške u pozicioniranju osovine
- Ubrzano trošenje: Udarno opterećenje oštećuje komponente
Sekundarna šteta
- Oštećenje ležaja: Udarna opterećenja i neusklađenost zbog labavosti oštećuju ležajeve
- Izbadanje osovine: Mikropokreti kod labavih spojeva uzrokuju koroziju uzrokovanu trenjem
- Kvar pričvršćivača: Vijci se mogu umoriti i slomiti od naizmjeničnih opterećenja
- Širenje pukotine: Vibracije šire postojeće pukotine
- Propadanje temelja: Kontinuirane vibracije oštećuju beton i žbuku
Operativni problemi
- Sprječava učinkovito balansiranje
- Onemogućuje održavanje poravnanja
- Dijagnostička zbunjenost koja prikriva druge probleme
- Smanjena pouzdanost opreme
Primjer slučaja
Situacija: Veliki ventilator s indukcijom, 1200 okretaja u minuti, prekomjerne vibracije
- Početni simptomi: 8 mm/s ukupne vibracije (granica alarma 4,5 mm/s)
- Spektar: Jake 1×, 2×, 3×, 4× komponente
- Pokušaji uravnoteženja: Tri pokušaja, bez poboljšanja, faza nepravilna
- Istraga: Fizičkim pregledom otkriveno je da su četiri od osam sidrenih vijaka labava
- Ispravak: Ponovno zategnuti sve sidrene vijke na specifikaciju od 400 N·m
- Proizlaziti: Vibracije su odmah pale na 1,8 mm/s
- Praćenje: Jedno balansiranje smanjilo je vibracije na 0,8 mm/s (sada je sustav bio linearan)
- Lekcija: Uvijek provjerite ima li labavosti prije balansiranja
Najbolje prakse
Dijagnostička kontrolna lista
Prilikom istraživanja problema s vibracijama, uvijek provjerite ima li labavosti:
- Analizirajte spektar za više harmonika
- Provjerite ponovljivost faze
- Izvršite testove tapkanjem na sumnjivim komponentama
- Provjerite sve momente pritezanja vijaka
- Pregledajte ima li pukotina, istrošenosti, oštećenja
- Prvo ispravite labavost prije drugih dijagnostičkih postupaka ili korekcija
Protokol održavanja
- Uključite provjere momenta vijaka u rasporede održavanja
- Dokumentirajte osnovne vrijednosti momenta
- Trend relaksacije momenta tijekom vremena
- Koristite sredstva za osiguranje vijaka na kritičnim pričvršćivačima
- Zamijenite umjesto ponovljenog zatezanja ako se opuštanje ponavlja
Mehanička labavost je čest, ali često zanemaren uzrok vibracija strojeva. Njena karakteristična višeharmonijska potpisnost, nelinearno ponašanje i interferencija s drugim dijagnostičkim i korektivnim mjerama čine provjeru i ispravljanje labavosti ključnim kao prvi korak u svakom pokušaju rješavanja problema s vibracijama.
Kategorije:
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 