Apa itu Shaft Bow? Penyebab, Deteksi, dan Koreksi • Penyeimbang portabel, penganalisis getaran "Balanset" untuk penghancur penyeimbang dinamis, kipas, mulcher, auger pada mesin pemanen, poros, sentrifus, turbin, dan banyak rotor lainnya. Apa itu Shaft Bow? Penyebab, Deteksi, dan Koreksi • Penyeimbang portabel, penganalisis getaran "Balanset" untuk penghancur penyeimbang dinamis, kipas, mulcher, auger pada mesin pemanen, poros, sentrifus, turbin, dan banyak rotor lainnya.

Apa itu Shaft Bow? Penyebab, Deteksi, dan Koreksi

Diterbitkan oleh admin pada

Memahami Shaft Bow pada Mesin Berputar

Definisi: Apa itu Shaft Bow?

Busur poros (juga disebut pembengkokan poros, busur rotor, atau hanya “busur”) adalah suatu kondisi di mana rotor poros telah mengembangkan kelengkungan permanen atau semi-permanen, yang menyebabkannya menyimpang dari garis tengah lurus. Tidak seperti sementara kehabisan yang mungkin disebabkan oleh komponen yang longgar atau pemasangan yang eksentrik, lengkungan poros merupakan bentuk deformasi aktual dari material poros itu sendiri.

Busur poros menghasilkan getaran gejala yang secara sekilas menyerupai ketidakseimbangan, tetapi tidak dapat diperbaiki melalui cara konvensional menyeimbangkan Hal ini menjadikan diagnosis yang tepat sangat penting untuk menghindari pemborosan waktu dalam upaya menyeimbangkan poros yang melengkung.

Jenis Busur Poros

Busur poros dapat dikategorikan berdasarkan penyebab dan durasinya:

1. Busur Mekanik Permanen

Ini adalah deformasi plastis (permanen) pada material poros yang disebabkan oleh:

  • Beban berlebih atau benturan mekanis
  • Pengangkatan atau penanganan yang tidak tepat selama pemeliharaan
  • Menjatuhkan rotor
  • Tegangan tekuk yang berlebihan selama pengoperasian
  • Cacat produksi atau perlakuan panas yang tidak tepat

Setelah poros luluh (berubah bentuk secara permanen), haluan tetap datar saat poros diam dan semua beban dihilangkan.

2. Busur Termal (Transien)

Disebut juga busur termal atau busur panas, Ini adalah kondisi sementara yang disebabkan oleh pemanasan poros yang tidak merata. Sisi yang dipanaskan memuai lebih besar daripada sisi yang dingin, sehingga menciptakan lengkungan sementara. Penyebabnya meliputi:

  • Sumber panas asimetris (fluida proses panas di satu sisi, udara pendingin di sisi lain)
  • Gesekan bantalan memanaskan satu sisi poros
  • Gesekan rotor menghasilkan pemanasan lokal
  • Pemanasan tenaga surya pada peralatan luar ruangan
  • Prosedur pemanasan yang tidak tepat untuk turbin besar

Busur termal biasanya menghilang ketika poros mendingin secara merata atau ketika kesetimbangan termal tercapai. Namun, siklus busur termal yang berulang pada akhirnya dapat menyebabkan pengerasan permanen.

3. Busur Tegangan Sisa

Tegangan sisa internal dari pengelasan, perlakuan panas, atau proses produksi dapat menyebabkan poros melengkung perlahan seiring berjalannya waktu, terutama saat terkena suhu pengoperasian atau beban mekanis yang menyebabkan pelepasan tegangan.

Penyebab Shaft Bow

Memahami akar permasalahannya membantu mencegah lengkungan poros dan memandu tindakan perbaikan:

Penyebab Mekanis

  • Kelebihan muatan: Beroperasi pada beban yang melebihi batas desain
  • Penyimpanan yang Tidak Tepat: Menyimpan poros secara horizontal tanpa dukungan yang tepat, menyebabkan kendur seiring waktu
  • Penanganan yang salah: Mengangkat dengan poros, bukan dengan titik pengangkatan yang ditentukan
  • Kecelakaan atau Dampak: Jatuh, terbentur, atau rusak karena benda asing
  • Kejang Bantalan: Bantalan yang macet dapat menyebabkan poros bengkok karena torsi penggerak

Penyebab Termal

  • Pemanasan Tidak Merata: Distribusi suhu tidak seragam di sekitar lingkar poros
  • Perubahan Suhu yang Cepat: Kejutan termal saat memulai atau mematikan
  • Titik Panas: Pemanasan lokal akibat gesekan, gesekan, atau kondisi proses
  • Pemanasan yang Tidak Memadai: Memulai turbin dingin atau mesin besar terlalu cepat
  • Prosedur Penutupan: Membiarkan poros panas berhenti berputar sebelum mendingin (thermal sag)

Penyebab Material dan Manufaktur

  • Kualitas Material Buruk: Inklusi, kekosongan, atau ketidakhomogenan material
  • Perlakuan Panas yang Tidak Tepat: Tegangan sisa dari pendinginan atau tempering
  • Distorsi Pengelasan: Pengelasan asimetris menciptakan tegangan sisa
  • Tegangan Pemesinan: Tekanan yang terjadi selama proses produksi

Bagaimana Shaft Bow Menyebabkan Getaran

Poros yang melengkung menciptakan getaran melalui dua mekanisme:

1. Ketidakseimbangan Geometris

Ketika poros yang melengkung berputar, garis tengahnya yang melengkung membentuk kerucut atau lintasan non-lingkaran lainnya. Meskipun distribusi massa rotor seimbang sempurna, geometri yang melengkung menciptakan massa berputar eksentrik yang menghasilkan gaya sentrifugal, menghasilkan getaran 1X (getaran pada frekuensi putar poros).

2. Beban Momen pada Bantalan

Kelengkungan tersebut menciptakan momen lentur yang diteruskan ke bantalan, sehingga menyebabkan beban bantalan berfluktuasi dan getaran.

Mendeteksi Busur Poros

Membedakan kelengkungan poros dari ketidakseimbangan massa yang sebenarnya sangat penting untuk pemecahan masalah yang efektif:

Perbandingan Gejala: Busur vs. Ketidakseimbangan

Ciri Ketidakseimbangan Busur Poros
Frekuensi Getaran 1X kecepatan lari 1X kecepatan lari
Hubungan Fase Konsisten, sama setiap saat Mungkin berubah saat pemanasan
Getaran Gulungan Lambat Hadir (sebanding dengan kecepatan²) Hadir dan seringkali signifikan bahkan pada kecepatan yang sangat rendah
Respon terhadap Penyeimbangan Getaran berkurang dengan keseimbangan yang benar Perbaikan minimal atau tidak ada; mungkin bertambah buruk
Sensitivitas Termal Relatif stabil terhadap suhu Perubahan signifikan selama pemanasan/pendinginan
Pengukuran Run-out Rendah saat rotor diam Run-out tinggi bahkan saat istirahat (busur permanen)

Tes Diagnostik

1. Pengukuran Slow Roll

Putar poros dengan sangat lambat (biasanya kecepatan operasi 5-10%) dan ukur kehabisan dengan probe jarak dekat atau indikator dial. Run-out yang tinggi pada putaran lambat menunjukkan lengkungan poros atau run-out mekanis, bukan ketidakseimbangan (yang menghasilkan gaya yang sebanding dengan kuadrat kecepatan).

2. Pergeseran Fase Mati

Pantau getaran sudut fase saat mesin mati. Ketidakseimbangan sejati mempertahankan fase konstan terlepas dari kecepatannya. Poros yang melengkung dapat menunjukkan perubahan fase, terutama saat mendingin.

3. Uji Busur Termal

Untuk dugaan busur termal, pantau getaran selama proses startup dan pemanasan. Busur termal biasanya menunjukkan peningkatan getaran seiring pemanasan mesin, kemudian dapat stabil atau menurun seiring tercapainya kesetimbangan termal.

4. Pemeriksaan Run-Out di Luar Mesin

Lepaskan rotor, sandarkan pada blok-V atau mesin bubut, lalu putar perlahan sambil mengukur run-out radial dengan indikator dial. Run-out yang signifikan (biasanya > 0,001″ atau 25 µm) memastikan lengkungan permanen.

5. Inspeksi Visual

Untuk poros besar, pengamatan visual pada panjang poros atau penggunaan metode optik (penyelarasan laser) dapat mengungkap haluan yang jelas.

Metode Koreksi

Koreksi yang tepat bergantung pada tingkat keparahan dan jenis busur:

Untuk Busur Mekanik Permanen

1. Pelurusan Poros

Untuk busur ringan hingga sedang (biasanya < 0,005" atau 125 µm), poros terkadang dapat diluruskan secara dingin atau panas menggunakan mesin pres hidrolik. Hal ini membutuhkan peralatan khusus dan teknisi terampil. Poros ditopang dan diberi beban dengan hati-hati untuk mengembalikannya ke bentuk lurus secara plastis.

2. Pereda Stres Termal

Perlakuan panas poros untuk menghilangkan tegangan sisa, yang berpotensi mengurangi atau menghilangkan haluan akibat penyebab terkait tegangan. Hal ini membutuhkan peralatan tungku dan pengendalian proses yang tepat.

3. Penggantian Poros

Untuk haluan yang parah atau aplikasi kritis, penggantian seringkali merupakan solusi yang paling andal. Biaya poros baru harus dipertimbangkan dengan mempertimbangkan waktu henti dan risiko kegagalan upaya pelurusan.

4. “Menyeimbangkan di Sekitar Haluan”

Dalam beberapa kasus, terutama untuk turbin besar, bobot koreksi dapat dihitung dan dipasang untuk menangkal efek haluan. Hal ini tidak memperbaiki haluan, tetapi meminimalkan getaran. Pendekatan ini memiliki keterbatasan dan biasanya merupakan solusi sementara.

Untuk Thermal Bow

1. Perubahan Prosedur Operasional

  • Terapkan prosedur pemanasan lambat
  • Pertahankan operasi roda gigi putar yang terus menerus selama penghentian untuk mencegah penurunan suhu
  • Kontrol penerimaan uap atau suhu cairan proses dengan lebih cermat
  • Pastikan pemanasan/pendinginan simetris

2. Modifikasi Desain

  • Tambahkan isolasi untuk mengurangi gradien termal
  • Pasang jaket pemanas untuk pemanasan yang seragam
  • Meningkatkan sistem pendingin untuk memastikan distribusi suhu yang merata

3. Operasi Roda Gigi Putar

Untuk turbin besar, operasikan roda gigi putar (penggerak putar kecepatan rendah) selama pemanasan dan pendinginan untuk memutar poros dan mencegah terbentuknya busur termal.

Strategi Pencegahan

Mencegah lengkungan poros jauh lebih mudah daripada memperbaikinya:

Desain dan Manufaktur

  • Gunakan prosedur perlakuan panas yang tepat untuk meminimalkan tegangan sisa
  • Rancang kekakuan poros yang memadai untuk aplikasi tersebut
  • Tentukan bahan yang sesuai untuk lingkungan termal

Instalasi dan Pemeliharaan

  • Selalu angkat rotor menggunakan titik pengangkatan yang ditentukan, jangan pernah mengangkatnya dengan porosnya
  • Simpan rotor cadangan dengan dukungan yang tepat untuk mencegah kendur
  • Hindari guncangan mekanis selama penanganan
  • Periksa kelurusan poros secara berkala (tahunan atau sesuai jadwal pabrikan)

Operasi

  • Ikuti prosedur pemanasan dan penghentian pabrikan
  • Hindari perubahan suhu yang cepat
  • Pantau tanda-tanda busur termal selama startup
  • Selidiki setiap perubahan yang tidak dapat dijelaskan dalam fase getaran

Dampak pada Prosedur Penyeimbangan

Upaya untuk menyeimbangkan poros yang melengkung umumnya sia-sia dan dapat menjadi kontraproduktif:

  • Koreksi yang Tidak Efektif: Beban keseimbangan yang dihitung untuk ketidakseimbangan massa tidak akan mengoreksi busur geometri
  • Menyembunyikan Masalah: “Penyeimbangan” poros yang melengkung yang berhasil sebagian mungkin dapat mengurangi getaran untuk sementara waktu, namun tidak mengatasi masalah yang mendasarinya
  • Waktu yang Terbuang: Beberapa iterasi penyeimbangan tanpa hasil menunjukkan perlunya memeriksa busur
  • Potensi Kerusakan: Menambahkan beban koreksi besar pada poros yang melengkung dapat meningkatkan tekanan dan menyebabkan kerusakan lebih lanjut

Praktik Terbaik: Selalu periksa lengkungan poros sebelum memulai prosedur penyeimbangan, terutama jika rotor memiliki riwayat penanganan, kejadian termal, atau masalah getaran yang tidak dapat dijelaskan.

← Kembali ke Indeks Utama

Kategori:
WhatsApp