Mechaninio laisvumo besisukančiose mašinose supratimas
Apibrėžimas: Kas yra mechaninis laisvumas?
Mechaninis laisvumas yra būklė, kai besisukančių mašinų komponentai turi per didelius tarpus, netinkamą tvirtinimą, susidėvėjusius prigludimus arba konstrukcijos pablogėjimą, dėl kurio dalys, kurios turėtų būti standžiai sujungtos, gali netyčia judėti santykinai. Tai sukuria netiesinį vibracija elgesys, kuriam būdingas daugybinis harmonikos bėgimo greičio, nepastovių amplitudės svyravimų ir kryptingų vibracijos skirtumų, kurie neatitinka įprastų modelių.
Atsipalaidavimas yra dažna mašinų problema, kuri ne tik tiesiogiai sukelia pernelyg didelę vibraciją, bet ir trukdo veiksmingai diagnozuoti bei ištaisyti kitas problemas, pvz. disbalansas arba nesutapimas. Prieš sėkmingai taikant kitas vibracijos mažinimo priemones, ją reikia nustatyti ir ištaisyti.
Mechaninio atsipalaidavimo tipai
A tipas: Sukamasis laisvumas (guolio laisvumas)
Per didelis tarpas tarp guolio ir veleno arba korpuso:
- Guolis prie veleno: Susidėvėjęs veleno paviršius, nepakankamas įspaudimo įtaisas, pažeista guolio kiaurymė
- Guolis prie korpuso: Susidėvėjusi korpuso kiaurymė, atsilaisvinęs guolio dangtelis, nepakankamas prispaudimas
- Vidinis guolis: Per didelis guolio laisvumas nuo nusidėvėjimo
- Simptomas: 1×, 2×, 3× harmonikos; aukštesnės radialinėmis kryptimis
B tipas: Konstrukcinis laisvumas (pjedestalo/pamato)
Nepakankamas nesisukančių komponentų pritvirtinimas:
- Laisvi pjedestalai: Inkariniai varžtai nėra tvirti, pažeistas skiedinys
- Laisvas pagrindo tvirtinimas: Įrangos tvirtinimo varžtai atsilaisvinę arba jų trūksta
- Įtrūkęs rėmas arba pamatas: Struktūriniai pažeidimai, leidžiantys judėti
- Simptomas: Daugybinės harmonikos (dažnai iki 5 × ar daugiau); nepastovus, netiesinis atsakas
C tipas: Komponentų laisvumas
Surinkti palaidi komponentai:
- Laisvi sparnuotės: Sparnuotė atsilaisvinusi ant veleno, kaištis susidėvėjęs arba jo nėra
- Laisvos movos: Movos stebulės atsilaisvinusios ant velenų
- Laisvi skriemuliai/krumpliaračiai: Varomosios dalys atsilaisvinusios ant veleno
- Palaidi dangčiai / apsaugos: Lakštinio metalo plokštės barška
- Simptomas: Harmonikos ir subharmonikos; galimi 1/2×, 1/3× komponentai
Vibracijos parašas
Dažnio charakteristikos
Laisvumas sukuria išskirtinius dažnių modelius:
- Kelios harmonikos: Stiprus 1×, 2×, 3×, 4× ir aukštesnis (kitaip nei disbalansas, kuris daugiausia yra 1×)
- Subharmonikos: Gali matytis 1/2×, 1/3× komponentai (C tipo laisvumas)
- Neharmoninis turinys: Piko vertės, kai bėgimo greitis yra ne sveikasis skaičius, o kartotinis
- Padidintas triukšmo lygis: Plačiajuosčio ryšio padidėjimas dėl atsitiktinių poveikių
Amplitudės elgsena
- Aukštas bendras lygis: Bendra vibracija neproporcinga varomosioms jėgoms
- Netiesinis: Vibracija nėra nuspėjamai keičiasi priklausomai nuo greičio ar apkrovos
- Nepastovus: Amplitudė labai skiriasi tarp matavimų
- Krypties skirtumai: Gali būti 2–5 kartus didesnis viena kryptimi nei statmena kryptimi
Fazės charakteristikos
- Nestabilus Fazė: Fazės kampas tarp matavimų kinta netolygiai
- Didelė fazės sklaida: ±30–90° pokytis tuo pačiu greičiu
- Pralaimėjimų balansavimas: Nenuspėjamas etapas balansavimo skaičiavimus daro nepatikimus
Laiko bangos formos ypatybės
- Netaisyklinga, nesinusoidinė bangos forma
- Nupjautos arba apkirptos viršūnės (smūgiai į apribojimus)
- Atsitiktiniai impulsyvūs įvykiai
- Periodinės struktūros praradimas
Dažnos vietos ir priežastys
Su guoliais susiję
- Susidėvėję veleno kakliukų paviršiai, dėl kurių guolis siūbuoja
- Susidėvėjusios arba pažeistos guolių korpuso kiaurymės
- Nepakankamas įterpimas į įterptąją plokštę (neteisingas tolerancijos pasirinkimas)
- Guolių dangtelių varžtai atsilaisvinę arba nepakankamai priveržti
- Suskaldyti guolių korpusai su susidėvėjusiais kontaktiniais paviršiais
Pamatai ir tvirtinimas
- Atsilaisvinę inkariniai varžtai (dažniausias konstrukcinis atsipalaidavimas)
- Susidėvėjęs arba trūkstamas skiedinys po pjedestalais
- Įtrūkę betoniniai pamatai
- Atsipalaidavę įrangos tvirtinimo varžtai prie pagrindo plokštės
- Pažeistos arba pailgos varžtų skylės
Besisukantys komponentai
- Ventiliatorius arba sparnuotė atsilaisvinusi ant veleno (susidėvėjęs raktas, atsilaisvinę fiksavimo varžtai)
- Sukabinimo stebulės su nepakankamu įtempimu
- Skriemulio tvirtinimo varžtai atsilaisvinę arba jų trūksta
- Rotoriaus komponentai atsilaisvinę ant veleno
Struktūrinis
- Įtrūkę mašinų rėmai arba korpusai
- Nuovargio įtrūkimai suvirinimo siūlėse
- Atsilaisvinę konstrukciniai varžtai
- Susilpnėjęs sukibimas arba klijai
Aptikimo metodai
Vibracijos analizė
- FFT analizė: Ieškokite kelių harmonikų (1×, 2×, 3×, 4×, 5×+)
- Nuoseklumo testavimas: Mažas matavimų koherencija rodo netiesinį elgesį
- Kryptinis palyginimas: Dideli skirtumai tarp horizontalios ir vertikalios
- Reakcija į išorinį sužadinimą: Bakstelėkite aparatą, stebėkite neįprastą reakciją
Fizinė apžiūra
Vizualinė apžiūra
- Ieškokite tarpų, įtrūkimų, korozijos, pažeidimų
- Patikrinkite, ar nėra judėjimo žymių
- Stebėkite dažų nusidėvėjimo modelius sąsajose
- Ieškokite metalo drožlių, rodančių įtrūkimus
Bakstelėjimo testavimas
- Įtariamai atsilaisvinusius komponentus daužykite plaktuku
- Įsiklausykite į barškėjimą ar duslius garsus vietoj kieto skambėjimo
- Pajuskite per didelį judėjimą ar vibraciją
- Palyginkite su žinomais gerais komponentais
Sukimo momento patikrinimas
- Patikrinkite visus varžtus sukimo momento raktu
- Patikrinkite pagal specifikacijas
- Ieškokite sulūžusių, pažeistų ar korozijos paveiktų tvirtinimo detalių
- Patikrinkite, ar nėra nubrozdintų siūlų
Stūmimo/traukimo testavimas
- Įtartinus komponentus spauskite
- Stebėkite judesius, kurie neturėtų vykti
- Žaidimo kiekybiniam įvertinimui naudokite indikatorius
- Palyginkite su naujais arba tinkamai pritvirtintais komponentais
Korekcinės procedūros
Guolių laisvumui
- Pakeiskite guolį: Jei guolis susidėvėjęs
- Veleno remontas: Susidėvėjusį veleną užtaisykite chromu arba suvirindami, perfrezuokite iki reikiamo dydžio
- Būsto remontas: Padidinkite mašinos korpusą, naudokite didesnį guolį arba sutvirtinkite metalo purškimo / suvirinimo būdu.
- Pagerinti tinkamumą: Naudokite tinkamus interferencinius jungimus pagal gamintojo specifikacijas
- Guolių dangteliai: Priveržkite arba pakeiskite, jei susidėvėję
Dėl konstrukcinio laisvumo
- Priveržkite visus tvirtinimo elementus: Priveržkite pagal specifikaciją, naudodami tinkamą schemą
- Pakeiskite pažeistus varžtus: Įstatykite naujus tinkamos klasės ir dydžio varžtus
- Remonto fondas: Pašalinkite seną glaistą, nuvalykite paviršius, užpilkite naują glaistą
- Suvirinimo įtrūkimai: Jei tinka, pataisykite įtrūkimus rėmuose arba pjedestaluose
- Pridėti armatūrą: Silpnų konstrukcijų įdėklai arba sutvirtinimai
Dėl komponentų laisvumo
- Priveržkite fiksavimo varžtus tinkamu sukimo momentu ir sriegio fiksatoriumi
- Pakeiskite susidėvėjusius raktus ir raktų griovelius
- Presuojamiesiems komponentams naudokite tinkamus įterpimo jungtis
- Pakartotinai atsilaisvinę kaiščiai arba pagrindiniai komponentai
- Pakeiskite pažeistus komponentus
Prevencijos strategijos
Projektavimo etapas
- Nurodykite tinkamus tvirtinimo detalių dydžius ir kiekius
- Sukurkite tinkamus interferencinius atitikmenis
- Užtikrinti pakankamą konstrukcijos standumą
- Venkite įtempių koncentracijų, kurios sukelia įtrūkimus
- Nurodykite tinkamas tvirtinimo detalių rūšis ir medžiagas
Įdiegimo etapas
- Naudokite kalibruotus sukimo momento raktus
- Laikykitės tinkamos priveržimo sekos
- Jei reikia, naudokite sriegių fiksavimo mišinius
- Prieš surinkdami įsitikinkite, kad paviršiai švarūs ir lygūs
- Patikrinkite, ar atitikimas atitinka specifikacijas
- Atlikti kokybės kontrolės patikrinimus
Palaikymo etapas
- Periodinis sukimo momento patikrinimas (kasmet arba pagal vibracijos stebėjimo grafiką)
- Vibracijos tendencijos, skirtos aptikti atsirandantį atsipalaidavimą
- Vizualiniai patikrinimai sutrikimų metu
- Priveržkite pagal poreikį
- Nedelsdami pašalinkite vibraciją, kol ji nesukėlė atsipalaidavimo
Diagnostiniai iššūkiai
Kitų problemų maskavimas
- Laisvumas gali užmaskuoti arba imituoti kitus defektus
- Apsaugo nuo tikslaus balansavimas dėl netiesinio atsako
- Gamintojai lygiavimas sunku ar neįmanoma
- Gali generuoti vibracijos modelius, panašius į įtrūkimus ar guolių defektus
Progresyvi gamta
- Laisvumas dažnai prasideda nuo mažų dalykų ir palaipsniui didėja
- Vibracija dėl laisvumo sukelia dar daugiau laisvumo (teigiamas grįžtamasis ryšys)
- Gali progresuoti nuo nedidelio iki sunkaus per kelias savaites, jei nebus ištaisyta
- Galiausiai sukelia antrinę žalą guoliams, velenams, pamatams
Ryšys su kitais gedimais
Laisvumas ir disbalansas
| Funkcija | Disbalansas | Laisvumas |
|---|---|---|
| Pirminis dažnis | Tik 1× | 1×, 2×, 3×, 4×+ harmonikos |
| Fazės stabilumas | Nuoseklus, kartojamas | Nereguliarūs pokyčiai tarp matavimų |
| Tiesiškumas | Vibracija ∝ greitis² | Netiesinis, nenuspėjamas |
| Atsakas į balansavimą | Sumažinta vibracija | Minimalus arba jokio pagerėjimo |
| Kryptinis raštas | Panašūs horizontalūs/vertikalūs | Dažnai daug aukščiau viena kryptimi |
Laisvumas ir nesutapimas
- Nesuderinimas: Iš esmės 2× su šiek tiek 1×, stabili fazė
- Laisvumas: Kelios harmonikos (nuo 1 iki 5 ×+), nestabili fazė
- Derinys: Neteisingas išlyginimas gali sukelti laisvumą, o laisvumas pablogina netinkamo išlyginimo poveikį.
Poveikis mašinos našumui
Tiesioginis poveikis
- Didelė vibracija: Per didelis kiekis sukelia diskomfortą ir saugumo problemas
- Triukšmas: Barškėjimo, trankymo ar beldimo garsai
- Sumažintas tikslumas: Veleno padėties nustatymo klaidos
- Pagreitintas nusidėvėjimas: Smūginė apkrova pažeidžia komponentus
Antrinė žala
- Guolių pažeidimai: Smūginės apkrovos ir nesutapimas dėl atsilaisvinimo pažeidžia guolius
- Veleno įtempimas: Mikrojudesiai esant laisviems sujungimams sukelia trinties koroziją
- Tvirtinimo detalės gedimas: Varžtai gali nuovargiui ir lūžiui veikti dėl kintamų apkrovų
- Įtrūkimų plitimas: Vibracija skleidžia esamus įtrūkimus
- Pamatų nusidėvėjimas: Nuolatinė vibracija pažeidžia betoną ir skiedinį
Veiklos problemos
- Neleidžia efektyviai subalansuoti
- Neįmanoma išlaikyti lygiavimo
- Diagnostinė painiava maskuoja kitas problemas
- Sumažėjęs įrangos patikimumas
Atvejo pavyzdys
Situacija: Didelės traukos ventiliatorius, 1200 aps./min., per didelė vibracija
- Pradiniai simptomai: 8 mm/s bendra vibracija (aliarmo riba 4,5 mm/s)
- Spektras: Stiprūs 1×, 2×, 3×, 4× komponentai
- Balansavimo bandymai: Trys bandymai, pagerėjimo nėra, fazė nepastovi
- Tyrimas: Fizinis patikrinimas parodė, kad keturi iš aštuonių inkarinių varžtų yra atsilaisvinę
- Pataisa: Visus inkarinius varžtus priveržkite iki 400 N·m specifikacijos
- Rezultatas: Vibracija iš karto sumažėjo iki 1,8 mm/s
- Tolesni veiksmai: Vienas balansavimo ciklas sumažino vibraciją iki 0,8 mm/s (dabar sistema buvo linijinė)
- Pamoka: Prieš balansuodami visada patikrinkite, ar nėra laisvumo
Geriausia praktika
Diagnostinis kontrolinis sąrašas
Tiriant vibracijos problemas, visada patikrinkite, ar nėra laisvumo:
- Analizuokite spektrą, ar nėra kelių harmonikų
- Patikrinkite fazės pakartojamumą
- Atlikite įtartinų komponentų čiaupo bandymus
- Patikrinkite visų varžtų priveržimo momentus
- Patikrinkite, ar nėra įtrūkimų, nusidėvėjimo, pablogėjimo
- Pirmiausia ištaisykite laisvumą prieš kitas diagnostikas ar korekcijas
Priežiūros protokolas
- Įtraukite varžtų sukimo momento patikrinimus į PM tvarkaraščius
- Dokumentuokite bazines sukimo momento vertes
- Sukimo momento relaksacijos tendencija laikui bėgant
- Svarbiausioms tvirtinimo detalėms naudokite sriegių fiksavimo mišinius
- Jei atsipalaidavimas pasikartoja, pakeiskite, o ne pakartotinai priveržkite
Mechaninis laisvumas yra dažna, bet dažnai nepastebima mašinų vibracijos priežastis. Dėl būdingo daugiaharmoninio parašo, netiesinio elgesio ir trukdžių kitoms diagnostinėms bei korekcinėms priemonėms būtina patikrinti ir ištaisyti laisvumą kaip pirmąjį vibracijos trikčių šalinimo žingsnį.
Kategorijos:
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 