Memahami Gesekan Rotor pada Mesin Berputar
Definisi: Apa itu Rotor Rub?
Gesekan rotor (juga disebut gesekan atau kontak rotor-ke-stator) adalah kondisi di mana komponen mesin yang berputar melakukan kontak terputus-putus atau terus-menerus dengan bagian-bagian yang diam seperti segel, rumah bantalan, atau dinding casing. Kontak ini menciptakan gaya gesek, menghasilkan panas, dan menghasilkan karakteristik yang khas. getaran pola yang dapat dengan cepat meningkat menjadi kegagalan besar jika tidak segera ditangani.
Gesekan rotor sangat berbahaya karena kontak dapat menciptakan lingkaran umpan balik positif: getaran menyebabkan gesekan, gesekan menghasilkan panas, panas menyebabkan busur termal, Busur termal meningkatkan getaran, yang menyebabkan gesekan yang lebih parah. Spiral ini dapat menghancurkan mesin dalam hitungan menit jika tidak dihentikan.
Jenis-jenis Gesekan Rotor
1. Gosok Ringan (Kontak Intermiten)
- Kontak singkat dan sesekali selama siklus defleksi puncak
- Mungkin hanya terjadi pada kecepatan atau kondisi operasi tertentu
- Menghasilkan lonjakan getaran yang tidak menentu dan terputus-putus
- Sering kali pada saat pembersihan segel atau labirin
- Dapat ditoleransi untuk sementara waktu, tetapi menunjukkan adanya masalah yang memerlukan perbaikan.
2. Gosok Sebagian (Kontak Cahaya Terus Menerus)
- Kontak terus menerus tetapi dengan gaya gesekan ringan
- Rotor mempertahankan rotasi sambil mengikis permukaan stasioner
- Menghasilkan getaran sub-sinkron atau sinkron yang berkelanjutan
- Menghasilkan panas dan serpihan keausan
- Dapat berkembang menjadi nyeri gosok berat jika tidak diperbaiki
3. Gesekan Berat (Kontak Cincin Penuh)
- Rotor menyentuh stator di seluruh atau sebagian besar keliling
- Gaya gesekan yang sangat tinggi
- Peningkatan suhu yang cepat (ratusan derajat dalam menit)
- Getaran parah, seringkali kacau
- Dapat menyebabkan kejang rotor atau kegagalan besar
- Memerlukan penutupan darurat segera
Lokasi Umum untuk Gosok
- Anjing Laut Labirin: Jarak yang sempit membuat gesekan pada seal menjadi hal yang umum
- Bantalan Penahan: Bantalan darurat yang dirancang untuk menangkap poros selama kejadian parah
- Segel Piston Keseimbangan: Pada kompresor dan pompa multi-tahap
- Diafragma Antar Tahap: Di turbin
- Rumah Bantalan: Kasus parah dimana poros bersentuhan dengan tutup bantalan
- Lengan Poros: Selongsong pelindung di lokasi segel
Penyebab Gesekan Rotor
Getaran Berlebihan
- Berat ketidakseimbangan menyebabkan defleksi poros yang besar
- Ketidakselarasan menciptakan gerakan poros
- Beroperasi di kecepatan kritis dengan amplifikasi resonansi
- Ketidakstabilan rotor (cambuk minyak, pusaran uap)
Izin Tidak Memadai
- Perakitan yang tidak tepat menyebabkan jarak radial tidak memadai
- Pertumbuhan termal mengurangi jarak bebas selama pemanasan
- Keausan bantalan yang memungkinkan gerakan poros yang berlebihan
- Pemasangan pondasi membawa bagian stasioner lebih dekat ke rotor
Peristiwa Sementara
- Melewati kecepatan kritis saat memulai/meluncur
- Perubahan beban yang menyebabkan defleksi poros secara tiba-tiba
- Peristiwa perjalanan atau pemberhentian darurat
- Kondisi kecepatan berlebih
Tanda-tanda Getaran dari Gesekan Rotor
Pola Karakteristik
- Komponen Sub-Sinkron: Frekuensi di bawah 1× (seringkali 1/2×, 1/3×, 1/4×) dari putaran mundur selama gosokan
- Harmonik Ganda: 1×, 2×, 3×, 4× karena gaya gesekan non-linier
- Perilaku Tidak Menentu: Perubahan mendadak dalam amplitudo dan frekuensi
- Kebisingan Pita Lebar: Komponen acak dan frekuensi tinggi dari gesekan dan benturan
- Ketidakstabilan Fase: Sudut fase bervariasi secara tidak menentu
Karakteristik Spektrum
- Banyak puncak pada orde pecahan dan orde ganda
- Tingkat kebisingan tinggi akibat benturan acak
- Spektrum berubah dengan cepat dan tidak dapat diprediksi
- Plot air terjun menunjukkan komponen frekuensi yang muncul dan menghilang
Analisis Orbit
Orbit poros pola selama gosokan sangat khas:
- Bentuk orbit yang tidak beraturan dan terdistorsi
- Sudut tajam atau titik datar tempat terjadinya kontak
- Bentuk orbit berubah seiring dengan perubahan tingkat keparahan gesekan
- Sering menunjukkan komponen presesi terbalik (mundur)
Konsekuensi dan Kerusakan
Efek Langsung
- Pemanasan Gesekan: Kontak menghasilkan panas lokal yang intens (mungkin 300-600°C)
- Busur Termal: Pemanasan asimetris menyebabkan poros bengkok, meningkatkan tingkat keparahan gesekan
- Memakai: Material yang dikeluarkan dari permukaan poros dan stator
- Pembentukan Puing: Partikel keausan mencemari bantalan dan segel
Kerusakan Sekunder
- Penghancuran Segel: Gigi segel labirin aus atau patah
- Beban Lebih pada Bantalan: Peningkatan beban dan pemanasan dari gaya gosok
- Busur Poros Permanen: Pemanasan yang parah dapat menyebabkan deformasi plastik
- Penilaian Poros: Alur yang aus pada permukaan poros
Kegagalan Bencana
- Kejang Poros: Penguncian total akibat gesekan berat
- Fraktur Poros: Zona yang terkena panas menyebabkan timbulnya retakan
- Jatuhnya Rotor: Kegagalan bantalan akibat panas berlebih memungkinkan rotor jatuh ke bantalan penahan atau casing
- Bahaya Kebakaran: Puing-puing panas atau percikan api dapat menyulut bahan yang mudah terbakar
Deteksi dan Diagnosis
Indikator Analisis Getaran
- Munculnya beberapa komponen sub-sinkron secara tiba-tiba
- Pola getaran yang tidak menentu dan tidak berulang
- Peningkatan tajam pada tingkat getaran keseluruhan
- Perubahan getaran segera setelah perubahan kecepatan
- Pola orbit yang tidak biasa dengan fitur tajam
Bukti Fisik
- Debu atau partikel logam di rumah bantalan
- Tanda keausan atau goresan yang terlihat pada permukaan poros yang terbuka
- Komponen segel yang rusak atau aus
- Suhu bantalan meningkat
- Suara gesekan atau gesekan yang dapat didengar
Tanggap darurat
Jika diduga terjadi gesekan rotor selama pengoperasian:
- Menilai Tingkat Keparahan: Gesekan ringan dapat memungkinkan penghentian terkendali; gesekan berat memerlukan penghentian darurat segera
- Kurangi Kecepatan: Jika memungkinkan, kurangi kecepatan secara perlahan sambil memantau getaran
- Pantau Suhu: Meningkatnya suhu bantalan menunjukkan kondisi yang memburuk
- Penutupan Darurat: Jika getaran terus meningkat atau suhu meningkat dengan cepat
- Jangan Mulai Ulang: Sampai izin diverifikasi dan lokasi gosok diidentifikasi
- Dokumen Acara: Merekam data getaran, suhu, kecepatan untuk analisis
Pencegahan dan Mitigasi
Langkah-langkah Desain
- Jarak bebas radial yang memadai di semua lokasi potensial gesekan
- Memperhitungkan pertumbuhan termal dalam desain izin
- Gunakan lapisan yang dapat terkikis pada lokasi penyegelan untuk meminimalkan kerusakan akibat gesekan ringan
- Pasang bantalan penahan untuk membatasi defleksi selama kejadian parah
Langkah-Langkah Operasional
- Pertahankan yang baik keseimbangan untuk meminimalkan defleksi poros
- Pastikan penyelarasan presisi
- Ikuti prosedur pemanasan yang tepat untuk mengelola pertumbuhan termal
- Hindari pengoperasian pada kecepatan kritis
- Pantau getaran secara terus-menerus pada peralatan penting
Pemantauan dan Perlindungan
- Pasang alarm getaran yang diatur di bawah tingkat ambang batas gosokan
- Memantau suhu bantalan dan segel
- Gunakan probe jarak dekat untuk melacak posisi poros dan jarak bebas
- Terapkan penghentian otomatis pada getaran yang berlebihan
Gesekan rotor merupakan kondisi darurat yang membutuhkan perhatian segera. Memahami penyebabnya, mengenali ciri khas getarannya, dan menerapkan langkah-langkah pencegahan dan perlindungan yang tepat sangat penting untuk pengoperasian mesin putar yang aman, terutama pada peralatan berkecepatan tinggi atau dengan jarak yang sempit seperti turbin dan kompresor.
Kategori:
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 