Rotora berzes izpratne rotējošās mašīnās
Definīcija: Kas ir rotora berzēšana?
Rotora berze (saukta arī par berzi vai rotora un statora kontaktu) ir stāvoklis, kad mašīnas rotējošās sastāvdaļas periodiski vai nepārtraukti saskaras ar nekustīgām daļām, piemēram, blīvēm, gultņu korpusiem vai korpusa sienām. Šis kontakts rada berzes spēkus, ģenerē siltumu un rada atšķirīgas īpašības. vibrācija modeļi, kas var ātri pāraugt katastrofālā neveiksmē, ja tie netiek nekavējoties risināti.
Rotora berzēšanās ir īpaši bīstama, jo saskare var radīt pozitīvu atgriezenisko saiti: vibrācija izraisa berzi, berze rada siltumu, siltums izraisa termiskā loka, Termiskā loka iedarbība palielina vibrāciju, kas izraisa spēcīgāku berzi. Šī spirāle var sabojāt iekārtu dažu minūšu laikā, ja to neaptur.
Rotora berzes veidi
1. Viegla berzēšana (periodiska saskare)
- Īslaicīga, neregulāra saskare maksimālās novirzes ciklu laikā
- Var notikt tikai pie noteiktiem ātrumiem vai ekspluatācijas apstākļiem
- Rada neregulāras, periodiskas vibrācijas
- Bieži vien pie blīvēm vai labirinta spraugām
- Var īslaicīgi panest, bet norāda uz problēmu, kas jālabo
2. Daļēja berzēšana (nepārtraukta viegla saskare)
- Nepārtraukts kontakts, bet ar nelielu berzes spēku
- Rotors saglabā rotāciju, vienlaikus skrāpējot nekustīgu virsmu
- Ģenerē nepārtrauktu subsinhronu vai sinhronu vibrāciju
- Ražo siltumu un nodiluma gružus
- Var progresēt līdz spēcīgai berzei, ja to nelabo
3. Spēcīga berze (pilnīgs gredzenveida kontakts)
- Rotors saskaras ar statoru pa visu apkārtmēru vai lielu tā daļu
- Ļoti lieli berzes spēki
- Straujš temperatūras paaugstināšanās (simtiem grādu minūtēs)
- Spēcīga vibrācija, bieži vien haotiska
- Var izraisīt rotora iestrēgšanu vai katastrofālu atteici
- Nepieciešama tūlītēja avārijas izslēgšana
Bieži sastopamas berzēšanas vietas
- Labirinta roņi: Šauras spraugas bieži izraisa blīvējuma berzi
- Fiksācijas gultņi: Avārijas gultņi, kas paredzēti vārpstas nofiksēšanai spēcīgu notikumu laikā
- Balansēšanas virzuļa blīves: Daudzpakāpju kompresoros un sūkņos
- Starpposma diafragmas: Turbīnās
- Gultņa korpuss: Smagi gadījumi, kad vārpsta saskaras ar gultņa vāciņu
- Vārpstas uzmavas: Aizsarguzmavas blīvējumu vietās
Rotora berzes cēloņi
Pārmērīga vibrācija
- Smaga nelīdzsvarotība izraisot lielu vārpstas novirzi
- Neatbilstība radot vārpstas kustību
- Darbojas plkst. kritiskais ātrums ar rezonanses pastiprinājumu
- Rotora nestabilitāte (eļļas putotājs, tvaika virpulis)
Nepietiekama klīrensa
- Nepareiza montāža, kuras rezultātā rodas nepietiekama radiālā atstarpe
- Termiskā izplešanās samazina klīrensu iesildīšanās laikā
- Gultņu nodilums, kas izraisa pārmērīgu vārpstas kustību
- Pamatnes nosēšanās, tuvinot nekustīgās detaļas rotoram
Pārejoši notikumi
- Kritiskā ātruma pārsniegšana palaišanas/indbina laikā
- Slodzes izmaiņas, kas izraisa pēkšņu vārpstas novirzi
- Braukšanas notikumi vai avārijas apstāšanās
- Ātruma pārsniegšanas apstākļi
Rotora berzes vibrācijas paraksti
Raksturīgie modeļi
- Subsinhronās komponentes: Frekvences zem 1× (bieži vien 1/2×, 1/3×, 1/4×) no atpakaļejošas virpuļošanas berzes laikā
- Vairākas harmonikas: 1×, 2×, 3×, 4× nelineāru berzes spēku dēļ
- Nepastāvīga uzvedība: Pēkšņas izmaiņas amplitūda un biežums
- Platjoslas troksnis: Nejaušas, augstfrekvences komponentes no berzes un triecieniem
- Fāzes nestabilitāte: Fāzes leņķi mainīties neregulāri
Spektra raksturojums
- Daudzas virsotnes daļējās un vairākās kārtās
- Augsts trokšņa līmenis no nejaušiem triecieniem
- Spektrs mainās ātri un neparedzami
- Ūdenskrituma diagrammas parādīt frekvences komponentus, kas parādās un pazūd
Orbītas analīze
Vārpstas orbīta Berzēšanas laikā raksturīgie raksti ir ļoti atšķirīgi:
- Neregulāras, izkropļotas orbītas formas
- Asi stūri vai plakanas vietas, kur notiek saskare
- Orbītas forma mainās atkarībā no berzes intensitātes
- Bieži vien parāda apgrieztās (atpakaļejošās) precesijas komponentes
Sekas un bojājumi
Tūlītēja iedarbība
- Berzes sildīšana: Kontakts rada intensīvu lokālu karstumu (iespējams, 300–600 °C)
- Termiskā loka: Asimetriska sildīšana izraisa vārpstas locīšanos, palielinot berzes intensitāti
- Valkāt: No vārpstas un statora virsmām noņemtais materiāls
- Atkritumu rašanās: Nodiluma daļiņas piesārņo gultņus un blīves
Sekundārie bojājumi
- Blīvējuma iznīcināšana: Labirinta blīvējuma zobi ir nodiluši vai nolūzuši
- Gultņu pārslodze: Palielinātas slodzes un sakaršana no berzes spēkiem
- Pastāvīgā vārpstas loka: Spēcīga karsēšana var izraisīt plastisku deformāciju
- Vārpstas vērtējums: Vārpstas virsmā nodilušas rievas
Katastrofālas neveiksmes
- Vārpstas iestrēgšana: Pilnīga bloķēšana no spēcīgas berzes
- Vārpstas lūzums: Karstuma ietekmētā zona rada plaisu veidošanos
- Rotora kritums: Gultņa atteice pārkaršanas dēļ ļauj rotoram nokrist uz fiksācijas gultņiem vai korpusa
- Ugunsbīstamība: Karsti gruži vai dzirksteles var aizdedzināt viegli uzliesmojošus materiālus
Atklāšana un diagnostika
Vibrācijas analīzes indikatori
- Vairāku subsinhronu komponentu pēkšņa parādīšanās
- Neregulāri, neatkārtojami vibrācijas modeļi
- Straujš kopējā vibrācijas līmeņa pieaugums
- Vibrācijas izmaiņas tūlīt pēc ātruma izmaiņām
- Neparasti orbītas raksti ar asām iezīmēm
Fiziski pierādījumi
- Metāla putekļi vai daļiņas gultņu korpusos
- Redzamas nodiluma pēdas vai skrāpējumi uz atklātām vārpstas virsmām
- Bojātas vai nolietotas blīvējuma detaļas
- Gultņu temperatūra paaugstinās
- Dzirdamas skrāpēšanas vai slīpēšanas skaņas
Ārkārtas reaģēšana
Ja darbības laikā ir aizdomas par rotora berzi:
- Novērtējiet smaguma pakāpi: Viegla berzēšana var nodrošināt kontrolētu izslēgšanu; spēcīga berzēšana prasa tūlītēju avārijas apturēšanu
- Samazināt ātrumu: Ja iespējams, lēnām samaziniet ātrumu, vienlaikus kontrolējot vibrāciju
- Temperatūras monitors: Paaugstināta gultņu temperatūra norāda uz stāvokļa pasliktināšanos
- Avārijas izslēgšana: Ja vibrācija turpina pieaugt vai temperatūra strauji paaugstinās
- Nepārstartēt: Līdz brīdim, kad ir pārbaudītas atstarpes un noteikta berzes vieta
- Dokumenta notikums: Reģistrējiet vibrācijas datus, temperatūras, ātrumus analīzei
Profilakse un mazināšana
Dizaina pasākumi
- Pietiekama radiālā atstarpe visās potenciālajās berzes vietās
- Klīrensa projektēšanā ņemiet vērā termisko pieaugumu
- Lai samazinātu bojājumus, ko rada vieglas berzes, blīvējuma vietās izmantojiet abrazīvus pārklājumus.
- Uzstādiet fiksējošos gultņus, lai ierobežotu novirzi spēcīgu notikumu laikā
Operatīvie pasākumi
- Uzturēt labu līdzsvars lai samazinātu vārpstas novirzi
- Nodrošiniet precīzu izlīdzināšanu
- Ievērojiet atbilstošas iesildīšanās procedūras, lai pārvaldītu termisko izaugsmi
- Izvairieties no darbības kritiskā ātrumā
- Nepārtraukti uzraugiet kritiski svarīgu iekārtu vibrāciju
Uzraudzība un aizsardzība
- Uzstādiet vibrācijas trauksmes signālus, kas iestatīti zem berzes sliekšņa līmeņiem
- Gultņu un blīvējumu temperatūras uzraudzība
- Izmantojiet tuvuma zondes, lai izsekotu vārpstas pozīciju un atstarpes
- Ieviesiet automātisku izslēgšanu pārmērīgas vibrācijas gadījumā
Rotora berzēšanās ir ārkārtas stāvoklis, kam nepieciešama tūlītēja uzmanība. Izpratne par tās cēloņiem, raksturīgo vibrācijas pazīmju atpazīšana un atbilstošu profilakses un aizsardzības pasākumu ieviešana ir būtiska rotējošu iekārtu drošai darbībai, jo īpaši ātrgaitas vai cieši savienotās iekārtās, piemēram, turbīnās un kompresoros.
Kategorijas:
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 