A forgó gépek súrlódásának megértése
Definíció: Mi a dörzsölés?
Dörzsölés a gépek forgó és álló alkatrészei közötti súrlódásos érintkezés és relatív csúszómozgás. Ez a kifejezés a folyamatos súrlódási aspektust hangsúlyozza. rotor-sztátor érintkezés, megkülönböztetve a könnyű, szakaszos érintkezéstől vagy ütésektől. A súrlódás súrlódási erőket generál, jelentős hőt termel a súrlódási munka révén, és jellegzetes rezgés visszafelé örvénylő mozgások, szubszinkron komponensek és termikus hatások által jellemzett mintázatok.
A “dörzsölés” kifejezést gyakran felcserélhetően használják a “rotor dörzsölésével”, bár a dörzsölés néha a súrlódási és termikus érintkezési vonatkozásokat hangsúlyozza, míg a rotor dörzsölése magában foglalhatja az érintkezés minden formáját, beleértve a könnyű kaparást vagy ütéseket is.
A súrlódás súrlódásmechanikája
Coulomb súrlódási modell
A dörzsölés a száraz súrlódás (Coulomb-súrlódás) elvét követi:
- Súrlódási erő: F = µ × N, ahol µ a súrlódási együttható, N pedig a normálerő
- Irány: Mindig ellenzi a felületek közötti relatív mozgást
- Tipikus együtthatók: Acél acélon µ ≈ 0,3-0,5; acél tömítőanyagon µ ≈ 0,2-0,4
- Hőtermelés: Minden súrlódási munka hővé alakul
Tangenciális és normál erők
Dörzsölés közben:
- Normál erő: Radiálisan befelé nyomódik a rotoron
- Súrlódási erő: Tangenciálisan hat, ellentétes forgással
- Eredő erő: A kombináció hajlamos lelassítani a rotort és hátrafelé eltéríteni azt
- Nyomatéknövekedés: A súrlódás elvezeti a teljesítményt, növelve a hajtás nyomatékigényét
Jellemző rezgési minták
Hátrafelé örvény
A dörzsölés legmegkülönböztetőbb tulajdonsága a hátrafelé (fordított) örvénylés:
- A súrlódási erő tangenciális komponenst hoz létre, amely hátrafelé irányuló pályamozgást hajt végre
- Tengely pálya a tengely forgásirányával ellentétesen forog
- A frekvencia jellemzően szinkron alatti (kevesebb, mint 1× sebesség)
- Gyakori gyakoriságok: 0,5×, 0,33×, 0,25× (törtrendek)
- A pálya alakja gyakran szabálytalan vagy torz
Spektrum jellemzői
- Szinkron alatti csúcsok: Többszörös csúcsok 1× alatt, gyakran tört harmonikusoknál
- Szinkron komponens: 1× növekedhet a súrlódási erőktől
- Magasabb felharmonikusok: 2×, 3×, 4× nemlineáris súrlódásból
- Szélessávú zaj: Megemelt zajszint a teljes spektrumban
- Instabil spektrum: A csúcsok megjelennek, eltűnnek, vagy eltolódnak a frekvencián
Időhullám-forma jellemzők
- Impulzív események vagy hirtelen fellángolások a kontaktus kezdetén
- Levágás vagy ellaposítás a csúcsértékeknél
- Szabálytalan, nem szinuszos hullámforma
- Több frekvenciáról származó ütésminták jelen vannak
A dörzsölés termikus hatásai
Hőtermelés
A súrlódás a mechanikai energiát hővé alakítja:
- Arány: Elnyelt teljesítmény = Súrlódási erő × Csúszási sebesség
- Nagyságrend: Könnyű dörzsölés: 10-100 watt; erős dörzsölés: kilowatt
- Koncentráció: Kis érintkezési felületen koncentrált hő
- Hőmérséklet-emelkedés: Súlyos esetekben a helyi hőmérséklet meghaladhatja az 500°C-ot
Termikus íj fejlesztése
A hő-rezgés visszacsatolási hurok:
- A kezdeti dörzsölés hőt termel a tengely egyik oldalán
- Az aszimmetrikus fűtés létrehozza termikus íj
- A hőkanyar növeli a tengely elhajlását
- A megnövekedett elhajlás súlyosabb súrlódást okoz
- A több dörzsölés több hőt termel
- A pozitív visszajelzés gyors kudarchoz vezethet
Másodlagos hőhatások
- Csapágyfűtés: Tengelyen keresztül a csapágyakhoz vezető hő
- Olaj lebomlása: A túl magas hőmérséklet lebontja a kenőanyagot
- Lényeges változások: Fázisátalakulások vagy metallurgiai változások hőhatásövezetekben
- Termikus stressz: Repedéseket okozhat a hőterhelésnek kitett területeken
Észlelési módszerek
Rezgésmonitorozás
- Szinkron alatti riasztások: Riasztás a csúcsértékek esetén 0,3-0,5-szörös futási sebességnél
- Pályafigyelés: Automatizált pályaelemzés, amely a visszafelé irányuló örvénylést észleli
- Spektrális változások: Többszörös harmonikusok hirtelen megjelenését észlelő algoritmusok
- Hullámforma vágás: Nem szinuszos torzítás észlelése
Hőmérséklet-monitorozás
- Csapágyhőmérséklet-érzékelők gyorsan emelkedő riasztással
- A szabadon lévő tengelyszakaszok infravörös hőmérséklet-monitorozása
- Hőmérsékletkülönbség-figyelés (felső vs. alsó csapágy)
- Változási sebesség riasztások (pl. > 5°C/perc)
További mutatók
- Nyomatéknövekedés: Az energiafogyasztás a súrlódás miatt nő
- Sebességingadozás: Kis sebességváltozások a változó súrlódási nyomatékból adódóan
- Akusztikai emisszió: Nagyfrekvenciás hang az érintkezésből
- Vizuális ellenőrzés: Kopási törmelék, elszíneződés, látható sérülések
Válaszintézkedések
Azonnali intézkedések
- Súlyosság csökkentése: Csökkentse a sebességet vagy a terhelést, ha biztonságosan megteheti.
- Figyelje szorosan: A rezgés és a hőmérséklet folyamatos megfigyelése
- Felkészülés a leállásra: Készítse elő a vészleállítót
- Vészleállás: Ha a rezgés vagy a hőmérséklet emelkedik
- Lehűlés engedélyezése: Működtesse a forgóberendezést, vagy hagyja természetes hűtést az ellenőrzés előtt
Vizsgálat
- Vizsgálja meg a kontaktus fizikai jeleit
- Mérje meg a hézagokat a feltételezett dörzsölési helyeken
- Ellenőrizze a hőkanyar vagy az állandó tengelykanyar jelenlétét
- Azonosítsa a kiváltó okot (túlzott rezgés, elégtelen szabad tér stb.)
Javító intézkedések
- Növelje a távolságokat: A sérült területek megmunkálása vagy az alkatrészek cseréje
- Címzés kiváltó ok: Rotor kiegyensúlyozása, beállítás helyesbítése, csapágyproblémák javítása
- Sérült alkatrészek cseréje: Tömítések, csapágyalkatrészek, tengelyszakaszok szükség szerint
- Ellenőrizze a távolságokat: Újraindítás előtt ellenőrizze a megfelelő távolságokat minden helyszínen
A súrlódás a forgó gépek egyik legsúlyosabb rezgéssel kapcsolatos hibája. A hővisszacsatolás miatti gyors eszkaláció lehetősége azonnali felismerést, gyors reagálást és alapos korrekciót igényel a kritikus berendezések katasztrofális meghibásodásainak megelőzése érdekében.
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 