Ռոտորի ձողիկների թերությունների հասկացում
Ռոտորի ձողիկների թերություններ — հայտնի են նաև որպես խափանված կամ ճաքած ռոտորի ձողիկներ — սա կրող ձողիկների ճաքեր, ճաքեր կամ բարձր դիմադրությամբ կապեր են սկյուռի վանդակի ինդուկցիոն էլեկտրաշարժիչ ռոտորում: Սկյուռի վանդակի ռոտորը կառուցված է ալյումինե կամ պղնձե ձողիկներից, որոնք տեղադրված են լամինացված երկաթե միջուկի ակոսներում, իսկ յուրաքանչյուր ձողիկի երկու ծայրերը միացված են կարճ միացնող օղակների (ծայրային օղակների) զույգով: Երբ ձողիկը ճաքում է, կամ ծայրային օղակի միացումը ճաքում է, հոսանքը այլևս չի կարող ազատ հոսել վնասված կրիչով: Արդյունքում առաջանում է էլեկտրամագնիսական ասիմետրիա, թրթռացող պտտող մոմենտ և շատ ճանաչելի տատանում և հոսանքի սիգնատուրա, որը նշված է կողմնային շերտեր բաշխված են բևեռանցքի անցման հաճախություն (բևեռների քանակ × սլայպի հաճախություն):
Ռոտորի ձողիկների խափանումները կազմում են ինդուկցիոն մեխանիզմների խափանումների մոտ 10–15%-ը: Դրանք վտանգավոր են հենց այն պատճառով, որ դրանք առաջընթաց են. մեկ խափանված ռոտորի ձողիկ գերբեռնում է դրա հարևաններին, և ինչը սկսվում է որպես մեկ ճաքած կրիչ, կարող է կասկադային ձևով վերածվել բազմաթիվ խափանումների, ծանր պտտող մոմենտի թրթռացման և վերջնականապես ռոտորի ոչնչացման, եթե այն ժամանակին չի բռնվում:
1. Ռոտորի ձողիկների թերությունների տեսակներ
Խափանումների ընտանիքը ներառում է մի քանի տարբեր մեխանիզմներ, որոնք բոլորը նմանապես խաթարում են ռոտորի էլեկտրական սիմետրիան.
- Խափանված ռոտորի ձողիկներ. Կրող ձողիկի ամբողջական ճաք, սովորաբար տեղակայված ծայրային օղակի մոտ, որտեղ կենտրոնացած են ջերմային և մեխանիկական լարումները: Խափանումը գրեթե միշտ սկսվում է որպես հոգնածության ճաք և զարգանում է մինչև ամբողջական տարանջատում:
- Ճաքած ծայրային օղակներ. Կարճ միացնող օղակների ճաքեր, որոնք միացնում են ձողիկները, հիմնականում ձողիկի և օղակի միացման տեղում: Դրանց էլեկտրական ազդեցությունը հայելային է խափանված ձողիկին: Դրանք ավելի հաճախ են հանդիպում մեծ մեքենաներում, հաճախ միացվող մեխանիզմներում և բարձր իներցիայով բեռներում:
- Բարձր դիմադրությամբ միացումներ. Ձողիկի և ծայրային օղակի միջև վատ էլեկտրական կապ, որը պայմանավորված է արտադրական թերություններով, ջերմային ցիկլերով կամ կոռոզիայով: Սիմպտոմները նման են խափանված ձողիկին, բայց հաճախ ընդմիջվող են և առաջացնում են ավելի նուրբ սիգնատուրաներ, քան մաքուր խափանումը:
- Ռոտորի խոռոչայնություն. Ձուլման խոռոչները ալյումինե ռոտորներում, որոնք նվազեցնում են կրիչի արդյունավետ լայնական հատույթը: Խոռոչայնությունը արտադրական թերություն է, որը կարող է տարիներ շարունակ լինել անգործունեության մեջ, մինչև զարգանա ճաքերի և խափանումների:
2. Ինչու՞ են ռոտորի ձողիկները խափանվում
Ձողիկների խափանումները պայմանավորված են ջերմային, մեխանիկական, արտադրական և գործարկման գործոնների համադրությամբ, որոնք մեքենայի կյանքի ընթացքում միմյանց վրա են գումարվում:
Ջերմային լարում
Յուրաքանչյուր միացում և անջատում ռոտորը ցիկլավորում է ընդարձակման և սեղմման միջով: Քանի որ ալյումինը շատ ավելի շատ է ընդարձակվում, քան շրջակա երկաթե միջուկը, այս տարբերակային աճը թուլացնում է ձողիկները և հոգնեցնում միացումները: Հաճախակի միացումները ապահովում են կրկնվող ջերմային հարվածներ, և ցանկացած տեղայնացված բարձր դիմադրությամբ կետը դառնում է տաք կետ, որը արագացնում է վնասվածքը:
Մեխանիկական լարվածություն
Կրող ձողիկները նաև դիմանում են կենտրոնախույս ուժ (նշանակալի բարձր արագությամբ մեքենաներում), նորմալ աշխատանքի ընթացքում թրթռացող էլեկտրամագնիսական ուժեր և միացման ծանր հոսանքներ, որոնք առաջացնում են մեխանիկական հարված: Արտաքին տատանում փոխանցված բեռից հոգնեցնում է ձողիկները ավելի:
Արտադրական թերություններ և աշխատանքային պայմաններ
Ձուլման խոռոչայնությունը, թույլ ձողիկ-ծայրային օղակի կապը, նյութի ներառումները և անբավարար ջերմային մշակումը բոլորը սերմանում են հետագա խափանման սերմերը: Ծառայության մեջ ամենավատ հանցագործները հաճախակի միացումներն են, բարձր իներցիայով բեռները երկար արագացման ժամանակներով, ռոտորի արգելափակման իրադարձությունները իրենց ծայրահեղ հոսանքներով և միաֆազությունը — աշխատելով մեկ մատակարարման ֆազի կորստով, ինչը ստիպում է վատ ասիմետրիկ հոսանքի նախշ անցնել բանալիով:
3. Վիբրացիայի և հոսանքի սիգնատուրա
Ռոտորի ձողիկների վնասվածքի դիագնոստիկ հատկանիշը կողմնային շերտերի ընտանիքն է, որը կուտակված է աշխատանքային արագության շուրջ:
- Կենտրոնական գագաթ՝ 1× աշխատանքային արագություն (fr), նորմալ աշխատանքային պտտաթիվ գիծ:
- Կողային շերտեր: սիմետրիկ զույգեր fr ± FP, fr ± 2FP, fr ± 3FP, որտեղ FP բևեռանցման հաճախությունն է — բևեռների քանակ × շեղման հաճախություն (սովորաբար մի քանի հերց):
- Պատկեր՝ հավասարաչափ տեղադրված, սիմետրիկ կողմնային շերտեր բևեռանցման միջակայքերում — շատ տարբեր առանցքակալի թերությունների, որոնք գտնվում են թերությունների հաճախությունների շուրջ:
Սլայպի և բևեռանցման հաճախությունների հաշվարկ
Սլայպի հաճախությունը սինխրոն և իրական արագությունների միջև ընկած տարածությունն է, արտահայտված հերցերով. fs = (Nսինխրոնիզացիա − Nիրական) / 60, և կողմնային շերտերի տարածվածությունը բևեռանցման հաճախությունն է FP = բևեռներ × fs: Դիտարկենք 4 բևեռանի, 60 Հց մեխանիզմ սինխրոն արագությամբ 1800 rpm, աշխատում է 1750 rpm բեռի տակ: Այնուհետև fs = (1800 − 1750) / 60 = 0.833 Հց, FP = 4 × 0.833 = 3.33 Հց, և աշխատանքային արագության գիծը գտնվում է 29.17 Հց: Կողմնային շերտերը հետևաբար հայտնվում են 29.17 ± 3.33 Հց — այսինքն՝ 25.8 Հց և 32.5 Հց: Դա հարմոնիկ հաճախության հաշվիչ և մեխանիզմի սլայպի հաշվիչ այս փոխարկումը անցավի դարձնելու համար, երբ դուք կարգավորում եք չափումը արտադրամասում։
Բեռնվածությունից կախվածություն
Քանի որ սլայպը — և հետևաբար ճեղքված ձողերով հոսող հոսանքը — աճում է բեռնվածության հետ, կողմնակի շերտերը բեռնվածության նկատմամբ զգայուն են։ Առանց բեռնվածության դրանք նվազագույն են՝ թեթև բեռնվածության տակ սկսում են դրսևորվել, իսկ լիակատար բեռնվածության դեպքում ամենաուժեղն ու ամենախնդրայինն են։ Գործնական կանոնը պարզ է՝ միշտ փորձարկեք կասկածելի էլեկտրաշարժիչը նորմալ աշխատանքային բեռնվածության տակ՝ լավագույն զգայունության համար։
Հոսանքի սիգնատուրա (MCSA)
Էլեկտրաշարժիչի հոսանքի սիգնատուրայի վերլուծությունը բացահայտում է նույն ֆիզիկան էլեկտրական դոմենում։ Այստեղ կողմնակի շերտերը կուտակվում են ցանցի հաճախություն իսկ ոչ թե աշխատանքային արագության շուրջ, և դրանք հայտնվում են fճանապարհ ± 2·s·fճանապարհ, որտեղ s-ը միավորային սլայպն է՝ նույն ±FP հեռավորությունը, ինչպես տատանումների դեպքում, քանի որ 2·s·fճանապարհ = FP. Վերը նշված 4-բևեռանի 60 Հց էլեկտրաշարժիչի համար (s = 50/1800 ≈ 2.8%) կողմնակի շերտերը տեղակայված են 56.7 Հց և 63.3 Հց հաճախություններում։ Դրանց ամպլիտուդը աճում է ճեղքված ձողերի քանակի հետ, և որոշ դեպքերում MCSA-ն խանգարումը հայտնաբերում է ավելի վաղ, քան տատանումների վերլուծությունը։ Նույն սլայպի հետ կապված ֆիզիկան հիմք է հանդիսանում կապակցված բևեռանցքի անցման հաճախություն օգտագործվում է էլեկտրական խանգարման դիագնոստիկա:
4. Հայտնաբերում, ախտորոշում և տեղում չափումներ
Կողմնակի շերտերի առանձնացումը, որոնք գտնվում են գերիշխող աշխատանքային արագության գագաթից ընդամենը մի քանի Հց հեռավորության վրա, պահանջում է բարձր հաճախականային լուծաչափ։ Դիսցիպլինավորված գործընթացը ընթանում է հետևյալ կերպ.
- Հաշվարկեք ակնկալվող նախշը. որոշեք սինխրոն արագությունը բևեռների և գծային հաճախության հիման վրա, չափեք իրական աշխատանքային արագությունը և հաշվարկեք սլայպի և բևեռանցման հաճախությունները։
- Ստացեք բարձր լուծաչափով սպեկտր. օգտագործեք նուրբ FFT լուծաչափ (ավելի լավ, քան մոտավորապես 0.2 Հց), որպեսզի մոտիկ գտնվող կողմնակի շերտերը մաքուր առանձնանան 1× գծից։ FFT լուծաչափի հաշվիչ օգնում է Ձեզ ընտրել ճիշտ տիրույթ և գծերի քանակը։
- Որոնեք կողմնակի շերտեր. Որոնեք սիմետրիկ գագաթներ 1× ± բևեռանցման հաճախությունում և դրա բազմապատիկներում։
- Փորձարկեք բեռնվածության տակ. Ձեռք բերեք տվյալներ՝ էլեկտրաշարժիչը կրելով իր նորմալ աշխատանքային բեռնվածությունը։
- Հաստատեք նախշը. Հաստատեք, որ կողմնակի շերտերը սիմետրիկ են և ճիշտ տեղակայված՝ ախտորոշում հայտարարելուց առաջ։
Այս տեսակի բարձր լուծաչափով սպեկտրի գրանցումը ճիշտ այն աշխատանքն է, որի համար նախատեսված է Balanset-1A կիսով չափ։ Աշխատելով էլեկտրաշարժիչի սեփական առանցքակալներում աշխատանքային արագությամբ, այն գրանցում է աշխատանքային արագության գիծը և դրա բևեռանցման կողմնակի շերտերը ուղղակիորեն աշխատող մեքենայի վրա, որպեսզի կարողանաք հաստատել ճեղքված ձողի ախտորոշումը տեղում՝ առանց քանդման, և հետագայում հետևել դրա ծանրությանը։
Ուժգնության գնահատում
Լայնորեն կիրառվող կանոնը ծանրությունը դասակարգում է կողմնակի շերտերի բարձրությամբ՝ համեմատած 1× գագաթի հետ.
- Կողմնակի շերտը 1×-ի 40%-ից ցածր. հնարավոր է՝ մեկ ճեղքված կամ ճեղքված ձող՝ շարունակեք մոնիտորինգը։
- 1×-ի 40–60%. հաստատված ճեղքված ձող (կամ ձողեր)՝ պլանավորեք փոխարինումը։
- 1×-ի 60%-ից բարձր. մի քանի ճեղքված ձողեր՝ փոխարինումը անհապաղ է։
- Կողմնակի շերտերը 1× գագաթից բարձր. ծանր վիճակ, որը պահանջում է անհապաղ գործողություն։
5. Հետևանքներ և զարգացում
Եթե անտեսվի, մեկ թերությունը հազվադեպ է մնում մեկ։ Խափանումը զարգանում է ճանաչելի փուլերով.
- Սկզբնական խափանում (մեկ ձող). թեթև պտտող մոմենտի պուլսացիա, փոքր դրսևորվող կողմնակի շերտեր և նվազագույն կատարողականության կորուստ։ Էլեկտրաշարժիչը կարող է ամիսներ աշխատել այս վիճակում։
- Զարգացող խափանումներ (մի քանի ձողեր). հոսանքը, որը պետք է հոսեր ճեղքված ձողով, շեղվում է դեպի հարևանները՝ գերտաքացնելով դրանք. ջերմային լարումը այնուհետև ճեղքում է նաև այդ ձողերը։ Պտտող մոմենտի պուլսացիաներն ու տատանումները աճում են, և մեքենան կարող է վատթարանալ մեկից մինչև մի քանի ճեղքված ձողեր՝ ընդամենը շաբաթների ընթացքում։
- Ծանր վիճակ. մի քանի հարևան ճեղքված ձողերը առաջացնում են կատաղի պտտող մոմենտի պուլսացիա, բարձր տատանումներ և աղմուկ, ինչպես նաև ռոտորի գերտաքացում։ Վերջնական արդյունքը ռոտորի լիակատար խափանումն է՝ լրացուցիչ ստատոր խափանման ռիսկով՝ գերազանց ցիկլային հոսանքների պատճառով։
6. Ուղղիչ գործողություններ և կանխարգելում
Երբ թերությունը հաստատվում է, արձագանքը պետք է լինի դրա կառավարումը՝ ոչ թե սպասել խափանմանը.
- Հայտնաբերման դեպքում. կրճատեք մոնիտորինգի ինտերվալը (ամսականից՝ շաբաթական), հաստատեք ախտորոշումը MCSA-ի միջոցով, պլանավորեք էլեկտրաշարժիչի կամ ռոտորի փոխարինումը, պատրաստեք փոխարինող մաս կրիտիկական գործառույթների համար և ուսումնասիրեք, թե ինչու են ձողերը ճեղքվել առաջին հերթին։
- Վերանորոգման տարբերակներ. ռոտորի փոխարինումը ամենաուղղակի լուծումն է մեծ հզորության մեքենաների համար; ամբողջական էլեկտրաշարժիչի փոխարինումը հաճախ ամենատնտեսավար ճանապարհն է փոքրերի համար; մասնագիտացված արհեստանոցները կարող են վերաթափանցել ալյումինե ռոտորները; և մեկ խափանված ռոտորի ձողը կարող է թույլ տալ սահմանափակ շարունակական աշխատանք՝ խիստ վերահսկողության տակ:
- Կանխարգելում: նվազեցնել հաճախակի միացումները՝ օգտագործելով փափուկ միացնող սարքեր կամ հաճախականության փոփոխիչներ, վերացնել միաֆազությունը, ապահովել բավարար օդափոխություն և սառեցում, ընտրել էլեկտրաշարժիչներ, որոնք համապատասխանում են իրական աշխատանքային ռեժիմին, և հիմնվել վաղ հայտնաբերման վրա՝ գործելուց առաջ, երբ թերությունը բազմապատկվում է:
Ռոտորի ձողերի թերությունները ամենախոցելի էլեկտրաշարժիչների թերություններից են: Դրանց բնորոշ բևեռային անցման կողմնակի հաճախականությունները դարձնում են դրանք հուսալիորեն հայտնաբերելի՝ թե՛ տատանումների դիագնոստիկա և թե՛ հոսանքի վերլուծության միջոցով: Դրանց վաղ հայտնաբերումը վերածում է հնարավոր աղետալի ռոտորի խափանման և երկարատև անկանխատեսելի կանգի՝ պլանավորված, կառավարելի վերանորոգման:
