A rotor dörzsölődésének megértése forgó gépekben
Definíció: Mi a Rotor Rub?
Rotor dörzsölés (más néven súrlódás vagy rotor-sztátor érintkezés) olyan állapot, amelyben a gép forgó alkatrészei szakaszosan vagy folyamatosan érintkeznek álló alkatrészekkel, például tömítésekkel, csapágyházakkal vagy házfalakkal. Ez az érintkezés súrlódási erőket hoz létre, hőt termel, és jellegzetes rezgés olyan mintázatok, amelyek azonnali kezelés hiányában gyorsan katasztrofális kudarchoz vezethetnek.
A rotor súrlódása különösen veszélyes, mivel az érintkezés pozitív visszacsatolási hurkot hozhat létre: a rezgés súrlódást okoz, a súrlódás hőt termel, a hő pedig termikus íj, A hőkanyar fokozza a rezgést, ami súlyosabb súrlódást okoz. Ez a spirál percek alatt tönkreteheti a gépet, ha nem állítják meg.
A rotor dörzsölésének típusai
1. Könnyű dörzsölés (szakaszos érintkezés)
- Rövid, alkalmi érintkezés a csúcsérték-elhajlási ciklusok alatt
- Csak bizonyos sebességeknél vagy üzemi körülmények között fordulhat elő
- Szabálytalan, szakaszos rezgéscsúcsokat hoz létre
- Gyakran tömítéseknél vagy labirintushézagoknál
- Rövid ideig tolerálható, de korrekcióra szoruló problémára utal
2. Részleges dörzsölés (folyamatos könnyű érintkezés)
- Folyamatos érintkezés, de kis súrlódási erővel
- A rotor forgásban marad, miközben az álló felületet súrolja
- Folyamatos szinkron vagy szinkron rezgést generál
- Hőt és kopási törmeléket termel
- Súlyos dörzsöléssé alakulhat, ha nem korrigálják
3. Erős dörzsölés (teljes gyűrűs érintkezés)
- A rotor a kerületének teljes vagy nagy részén érintkezik az állórésszel
- Nagyon nagy súrlódási erők
- Gyors hőmérséklet-emelkedés (percek alatt több száz fok)
- Súlyos rezgés, gyakran kaotikus
- Rotor beragadásához vagy katasztrofális meghibásodáshoz vezethet
- Azonnali vészleállítást igényel
Gyakori helyek a dörzsölésekre
- Labirintus pecsétek: A szűk rések miatt gyakori a tömítések súrlódása
- Rögzítőcsapágyak: Vészhelyzeti csapágyak, amelyeket súlyos események esetén a tengely megfogására terveztek
- Kiegyensúlyozó dugattyú tömítések: Többfokozatú kompresszorokban és szivattyúkban
- Köztes membránok: Turbinákban
- Csapágyház: Súlyos esetek, amikor a tengely érintkezik a csapágyfedéllel
- Tengelyhüvelyek: Védőhüvelyek a tömítések helyén
A rotor dörzsölődésének okai
Túlzott rezgés
- Szigorú kiegyensúlyozatlanság nagy tengelyelhajlást okozva
- Eltérés tengelymozgás létrehozása
- Működési idő: kritikus sebesség rezonáns erősítéssel
- Rotor instabilitása (olajhabverő, gőzörvény)
Elégtelen szabadtávolság
- Nem megfelelő összeszerelés, ami nem megfelelő radiális hézagot eredményez
- A hőtágulás csökkenti a hézagokat a bemelegedés során
- Csapágykopás, amely túlzott tengelymozgást eredményez
- Az alapozás süllyedése közelebb hozza az álló alkatrészeket a rotorhoz
Átmeneti események
- Kritikus sebesség átlépése indítás/kigurulás közben
- Terhelésváltozások, amelyek hirtelen tengelyelhajlást okoznak
- Utazási események vagy vészmegállások
- Túlsebességi feltételek
A rotor dörzsölődésének rezgési jelei
Jellemző minták
- Szinkron alatti komponensek: 1× alatti frekvenciák (gyakran 1/2×, 1/3×, 1/4×) a hátrafelé irányuló örvénylésből dörzsölés közben
- Többszörös felharmonikusok: 1×, 2×, 3×, 4× a nemlineáris súrlódási erők miatt
- Szabálytalan viselkedés: Hirtelen változások amplitúdó és gyakoriság
- Szélessávú zaj: Súrlódásból és ütésekből származó véletlenszerű, nagyfrekvenciás komponensek
- Fázisinstabilitás: Fázisszögek szeszélyesen változnak
Spektrum jellemzői
- Számos csúcs tört és többszörös rendekben
- Magas zajszint véletlenszerű ütésekből eredően
- A spektrum gyorsan és kiszámíthatatlanul változik
- Vízesésdiagramok mutassa meg a megjelenő és eltűnő frekvenciakomponenseket
Pályaelemzés
Tengelypálya A dörzsölés során megfigyelhető mintázatok nagyon jellegzetesek:
- Szabálytalan, torzított pályaformák
- Éles sarkok vagy lapos részek, ahol érintkezés történik
- A pálya alakja változik a dörzsölés erősségének függvényében
- Gyakran fordított (visszafelé irányuló) precessziós komponenseket mutat
Következmények és károk
Azonnali hatások
- Súrlódásos fűtés: Az érintkezés intenzív lokális hőt termel (akár 300-600°C is lehet)
- Termikus íj: Az aszimmetrikus melegítés tengelyhajlítást okoz, ami növeli a súrlódás súlyosságát
- Viselet: A tengely és az állórész felületeiről eltávolított anyag
- Törmelékképződés: A kopás okozta részecskék szennyezik a csapágyakat és a tömítéseket
Másodlagos kár
- Tömítés megsemmisítése: Labirintustömítés fogai elkoptak vagy letörtek
- Csapágy túlterhelés: Megnövekedett terhelések és a súrlódási erők okozta felmelegedés
- Állandó tengelyív: Az erős melegítés plasztikus deformációt okozhat
- Tengely pontozása: Bekopott hornyok a tengely felületén
Katasztrofális kudarcok
- Tengelyleragadás: Teljes lefagyás az erős dörzsöléstől
- Tengelytörés: A hőhatásövezet repedésképződést okoz
- Rotor esése: A túlmelegedés miatti csapágymeghibásodás miatt a rotor a rögzítőcsapágyakra vagy a házra esik
- Tűzveszély: A forró törmelék vagy szikrák meggyújthatják a gyúlékony anyagokat
Észlelés és diagnózis
Rezgéselemzési indikátorok
- Több szubszinkron komponens hirtelen megjelenése
- Szabálytalan, nem ismételhető rezgési minták
- Az általános rezgésszint hirtelen növekedése
- A rezgés változása közvetlenül a sebességváltozás után
- Szokatlan pályamintázatok éles vonásokkal
Fizikai bizonyítékok
- Fémpor vagy fémrészecskék a csapágyházakban
- Látható kopási nyomok vagy karcolások a szabadon lévő tengelyfelületeken
- Sérült vagy kopott tömítőalkatrészek
- A csapágy hőmérséklete emelkedik
- Hallható kaparó vagy csikorgó hangok
Vészhelyzeti reagálás
Ha működés közben rotor súrlódására gyanakszik:
- Súlyosság felmérése: A könnyű dörzsölés lehetővé teheti a szabályozott leállítást; az erős dörzsölés azonnali vészleállítást igényel
- Sebesség csökkentése: Ha lehetséges, lassan csökkentse a sebességet, miközben figyeli a rezgéseket
- Hőmérsékletek monitorozása: A csapágyak hőmérsékletének emelkedése romló állapotot jelez
- Vészleállítás: Ha a rezgés folyamatosan növekszik, vagy a hőmérséklet gyorsan emelkedik
- Ne indítsa újra: Amíg a hézagokat nem ellenőrzik és a dörzsölési helyet nem azonosítják
- Dokumentum esemény: Rezgési adatok, hőmérsékletek és sebességek rögzítése elemzés céljából
Megelőzés és mérséklés
Tervezési intézkedések
- Megfelelő radiális hézagok minden lehetséges súrlódási helyen
- A hézagtervezés során vegye figyelembe a hőnövekedést
- Használjon koptató bevonatokat a tömítési helyeken a kisebb súrlódásokból eredő károk minimalizálása érdekében.
- Szereljen be rögzítőcsapágyakat az elhajlás korlátozására súlyos események esetén
Operatív intézkedések
- Jól tartsd fenn egyensúly a tengely elhajlásának minimalizálása érdekében
- Biztosítsa a precíziós igazítást
- Kövesse a megfelelő bemelegítési eljárásokat a hőnövekedés kezelése érdekében
- Kerülje a kritikus sebességnél történő működtetést
- A kritikus berendezések rezgésének folyamatos figyelése
Megfigyelés és védelem
- Szereljen fel rezgésjelzőket, amelyek a súrlódási küszöbértékek alá vannak állítva
- A csapágy és a tömítés hőmérsékletének figyelése
- Közelségmérő szondák segítségével nyomon követheti a tengely helyzetét és a hézagokat
- Automatikus leállítást kell alkalmazni túlzott rezgés esetén
A rotor súrlódása azonnali beavatkozást igénylő vészhelyzetet jelent. Okainak megértése, jellegzetes rezgési jellemzőinek felismerése, valamint a megfelelő megelőző és védőintézkedések végrehajtása elengedhetetlen a forgó gépek biztonságos üzemeltetéséhez, különösen a nagy sebességű vagy szorosan elhelyezett berendezésekben, például turbinákban és kompresszorokban.
Kategóriák: SzójegyzékRotor kiegyensúlyozás
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 