Rotējošo mašīnu vārpstas plaisu izpratne
Definīcija: Kas ir vārpstas plaisa?
A vārpstas plaisa ir lūzums vai pārtraukums rotējošā vārpstā, kas rodas noguruma, sprieguma koncentrācijas vai materiāla defektu dēļ. Plaisas parasti sākas virsmā un izplatās uz iekšu perpendikulāri maksimālā stiepes sprieguma virzienam. Rotējošās mašīnās vārpstas plaisas ir ārkārtīgi bīstamas, jo tās var progresēt no neliela, neatklājama defekta līdz pilnīgam vārpstas lūzumam dažu stundu vai dienu laikā, potenciāli izraisot katastrofālu iekārtu bojājumu.
Vārpstas plaisas rada atšķirīgu vibrācija pazīmes, īpaši raksturīgā 2× (divreiz apgriezienā) komponente, kas parādās, plaisai attīstoties. Agrīna atklāšana, izmantojot vibrācijas analīze ir kritiski svarīgi, lai novērstu pilnīgu vārpstas atteici un ar to saistītos drošības apdraudējumus.
Biežākie vārpstas plaisu cēloņi
1. Nogurums no cikliskām slodzēm
Visbiežākais iemesls, īpaši rotējošās mašīnās:
- Liekšanas nogurums: Rotējoša vārpsta ar nevienmērīgu stingrību vai slodzēm rada ciklisku lieces spriegumu
- Vērpes nogurums: Svārstīgs griezes moments jaudas pārvades vārpstās
- Augsta cikla nogurums: Darbības gadu laikā uzkrājas miljoniem stresa ciklu
- Stresa koncentrācija: Ierievas, caurumi, noapaļojumi un ģeometriskie pārtraukumi koncentrē spriegumu
2. Darbības apstākļi
- Pārmērīgs Nelīdzsvarotība: Lieli centrbēdzes spēki rada lieces spriegumu
- Neatbilstība: Lieces momenti no nepareizas izlīdzināšanas paātrina nogurumu
- Rezonanses darbība: Darbojas vietā vai tās tuvumā kritiskie ātrumi rada lielas novirzes
- Pārslodze: Darbojas ārpus konstrukcijas robežām
- Termiskā spriedze: Ātri sildīšanas/dzesēšanas cikli vai termiskie gradienti
3. Materiālu un ražošanas defekti
- Materiālie iekļautie materiāli: Izdedži, tukšumi vai svešķermeņi šahtas materiālā
- Nepareiza termiskā apstrāde: Nepietiekama sacietēšana vai atlaidināšana
- Apstrādes defekti: Instrumentu atstātās pēdas, iespiedumi vai skrambas, kas rada sprieguma paaugstinājumus
- Korozijas punktveida veidošanās: Virsmas korozija, kas rada plaisu veidošanās vietas
- Satraukums: Presējamo savienojumu vai atslēgu iedobēs
4. Operacionālie notikumi
- Ātruma pārsniegšanas notikumi: Avārijas vai nejauša ātruma pārsniegšana, kas rada lielu slodzi
- Spēcīgas berzes: Kontakts rada siltumu un lokālu sprieguma koncentrāciju
- Trieciena slodze: Pēkšņas slodzes, ko rada procesa traucējumi vai mehāniski triecieni
- Iepriekšējie remontdarbi: Metināšana vai mehāniskā apstrāde, radot atlikušos spriegumus
Saplaisājušas vārpstas vibrācijas simptomi
Raksturīgā 2× komponente
Saplaisājuša vārpstas raksturīgākā vibrācijas pazīme ir izteikta 2× (otrā harmonika) komponents:
Kāpēc attīstās 2× vibrācija
- Vārpstas griešanās laikā plaisa atveras un aizveras divas reizes vienā apgriezienā.
- Kad plaisa ir saspiešanas stāvoklī (rotācijas apakšā), stingrība ir lielāka.
- Kad plaisa ir stiepē (rotācijas augšgalā), plaisa atveras, stingrība ir zemāka.
- Šī divreiz vienā apgriezienā notiekošā stingrības maiņa rada 2× piespiešanu
- 2× amplitūda palielinās, plaisai izplatoties un pieaugot stingrības asimetrijai
Papildu vibrācijas indikatori
- 1× Izmaiņas: Pakāpeniska 1× vibrācijas palielināšanās no mainītās stingrības un atlikušā izliekuma
- Augstākas harmonikas: 3×, 4× var parādīties, palielinoties plaisas smagumam
- Fāzes nobīdes: Fāzes leņķa izmaiņas palaišanas/indēšanas laikā vai dažādos ātrumos
- Ātruma atkarīga uzvedība: Vibrācija var mainīties nelineāri atkarībā no ātruma
- Temperatūras jutība: Vibrācija var būt saistīta ar termiskās izplešanās plaisas atvēršanos/aizvēršanos
Iedarbināšanas/indbrīvošanas raksturlielumi
- 2× komponents pārejas laikā uzrāda neparastu uzvedību
- Var parādīties divi pīķi Bodes diagramma (ar 1/2 no katra kritiskā ātruma)
- 1× komponenta fāzes izmaiņas var atšķirties no normālas disbalansa reakcijas
Noteikšanas metodes
Vibrācijas monitorings
Tendenču analīze
- 2X/1X attiecības uzraudzība laika gaitā
- Pakāpeniska 2× amplitūdas palielināšanās ir brīdinājuma zīme
- 2X/1X attiecība > 0,5 pamato izmeklēšanu
- Pēkšņas vibrācijas modeļa izmaiņas rada aizdomas
Spektrālā analīze
- Regulāri FFT analīze, kas parāda harmonikas
- Salīdziniet pašreizējos un vēsturiskos bāzes spektrus
- Vērojiet 2× pīķa parādīšanos vai pieaugumu
Pārejoša analīze
- Ūdenskrituma diagrammas iedarbināšanas/indēšanas laikā
- Bodes diagrammas, kas parāda amplitūdu un fāzi atkarībā no ātruma
- Neparasta uzvedība kritiskā ātruma pārbraucienos
Vibrācijas nesaturošas metodes
1. Magnētisko daļiņu pārbaude (MPI)
- Atklāj virsmas un virsmas tuvumā esošās plaisas
- Nepieciešama pieejama šahtas virsma
- Augsta uzticamība plaisu noteikšanā
- Daļa no regulārām apkopes pārbaudēm
2. Ultraskaņas pārbaude (UT)
- Atklāj iekšējās un virsmas plaisas
- Var atrast plaisas, pirms tās rada vibrācijas simptomus
- Nepieciešams specializēts aprīkojums un apmācīts personāls
- Ieteicams kritiskām šahtām
3. Krāsvielu iespiešanās pārbaude
- Vienkārša metode virsmas plaisu noteikšanai
- Nepieciešama tīrīšana un virsmas sagatavošana
- Noderīgi pieejamām vietām elektroenerģijas padeves pārtraukumu laikā
4. Virpuļstrāvu testēšana
- Bezkontakta virsmas plaisu noteikšana
- Piemērots automatizētai pārbaudei
- Efektīvs uz nemagnētiskiem un magnētiskiem materiāliem
Atbilde un korektīvās darbības
Nekavējoties veicamās darbības pēc noteikšanas
- Palielināt uzraudzības biežumu: No mēneša uz nedēļu vai dienu
- Samazināt darbības nopietnību: Ja iespējams, samaziniet ātrumu vai slodzi
- Plāna pārtraukšana: Ieplānojiet remontu vai nomaiņu pēc iespējas ātrāk
- Veikt NDE: Apstipriniet plaisas klātbūtni un novērtējiet tās smagumu
- Riska novērtējums: Nosakiet, vai turpmāka darbība ir droša
Ilgtermiņa risinājumi
- Vārpstas nomaiņa: Visuzticamākais risinājums apstiprinātām plaisām
- Remonts (ierobežotos gadījumos): Dažas plaisas var novērst, apstrādājot un metinot (nepieciešama eksperta novērtēšana).
- Cēloņu analīze: Nosakiet plaisas rašanās iemeslu, lai novērstu tās atkārtošanos
- Dizaina modifikācijas: Risināt sprieguma koncentrācijas, uzlabot materiālu izvēli, modificēt ekspluatācijas apstākļus
Profilakses stratēģijas
Projektēšanas fāze
- Novērsiet asus stūrus un sprieguma koncentrācijas
- Izmaiņu gadījumā diametrā izmantojiet lielus noapaļojuma rādiusus
- Norādiet atbilstošus materiālus atkarībā no slodzes līmeņiem un vides
- Veikt galīgo elementu sprieguma analīzi
- Veiciet virsmas apstrādi (lodīšu presēšanu, nitridēšanu), lai uzlabotu izturību pret nogurumu
Darbības fāze
- Uzturēt labu līdzsvara kvalitāte lai samazinātu ciklisko lieces spriegumu
- Nodrošiniet precīzu izlīdzināšanu
- Izvairieties no darbības kritiskā ātrumā
- Novērst ātruma pārsniegšanas gadījumus
- Kontrolējiet termiskos spriegumus, veicot atbilstošu iesildīšanos/atdzesēšanu
Uzturēšanas fāze
- Regulāras pārbaudes, izmantojot atbilstošas NDE metodes
- Vibrācijas tendences programmas agrīnu simptomu noteikšanai
- Periodiska balansēšana, lai samazinātu noguruma spriegumus
- Korozijas novēršana un pārklājuma uzturēšana
Vārpstas plaisas ir viens no nopietnākajiem potenciālajiem rotējošu mašīnu bojājumiem. Vibrāciju monitoringa (lai noteiktu raksturīgās 2× pazīmes) un periodiskas nesagraujošās pārbaudes kombinācija nodrošina labāko stratēģiju plaisu agrīnai noteikšanai, ļaujot veikt plānoto apkopi pirms katastrofālas bojājuma.
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 