रोटेटिंग मशिनरीमध्ये घर्षण समजून घेणे
रबिंग हे घर्षण संपर्क आणि मशिनमधील फिरणाऱ्या आणि स्थिर घटकांमधील सापेक्ष सरकण्याची गती आहे. हा शब्द घर्षणाच्या सतत पैलूवर जोर देतो रोटर-ते-स्टेटर संपर्क, ते हल्के, अंतरायी संपर्क किंवा एकल प्रभाव ज्यापासून वेगळे करते जे देखील होऊ शकते. घर्षण घर्षण शक्तिय उत्पन्न करते, घर्षण कार्यांद्वारे महत्त्वपूर्ण उष्णता सोडते, आणि एक वैशिष्ट्यपूर्ण उत्पादन करते vibration मागास भ्रमण द्वारे वर्चस्व, उप-समकालिक components and thermal effects. It is one of the most dangerous faults a rotating machine can develop, because it can escalate to failure within minutes.
"घर्षण" आणि "रोटर घर्षण" हे बहुधा अदलाबदली करून वापरले जातात. व्यवहारात, घर्षण संपर्क आणि तापीय बाजू जोर देतो, तर रोटर घर्षण हे संपर्कांचे प्रकार आव्हान करणारे व्यापक छत्र आहे — हल्के खरामेपणापासून कठोर प्रभावापर्यंत.
1. घर्षणाचे यांत्रिकी
कूलॉम्ब घर्षण मॉडेल
घर्षण कोलॉम्ब घर्षण (कोलॉम्ब) तत्त्वांचे पालन करते:
- घर्षण शक्ति: F = μ × N, जेथे μ हा घर्षण गुणांक आहे आणि N हा सामान्य शक्ती आहे जी पृष्ठभाग एकत्रित ठेवते.
- दिशा: घर्षण बल संपर्क करणारी पृष्ठभागांमधील सापेक्ष गतीला नेहमीच विरोध करतो.
- विशिष्ट गुणांक: steel on steel μ ≈ 0.3–0.5; steel on seal material μ ≈ 0.2–0.4.
- उष्मा निर्माण: घर्षण कार्य अनिवार्यपणे संपूर्णपणे संपर्क बिंदूवर उष्मेमध्ये रूपांतरित होते.
स्पर्शीय आणि सामान्य बल
संपर्कादरम्यान, रोटरवर दोन बल घटक कार्य करतात:
- Normal force: घर्षण बिंदूवर रोटरला अंतर्मुखी दिशेने ठेलते.
- घर्षण शक्ति: परिभ्रमणाला विरोध करून स्पर्शीय दिशेने कार्य करते.
- परिणामी बल: हे संयोजन रोटरला मंद करण्याचा आणि त्याला परिभ्रमणाच्या विरुद्ध दिशेने मागास घसरवण्याचा प्रवृत्ती असते.
- टॉर्क वाढ: घर्षण शक्ती नष्ट करतो, मशीनला पुरवावयाचा ड्राइव्ह टॉर्क वाढवतो.
२. वैशिष्ट्यपूर्ण कंपन नमुने
बॅकवर्ड व्हर्ल
रबिंग (घर्षण) ची सर्वांत विशिष्ट वैशिष्ट्य मागास (उलट) परिभ्रमण आहे व्हर्ल:
- घर्षण बल एक स्पर्शीय घटक निर्माण करतो जो कक्षीय गतीला मागास चालवतो.
- The shaft कक्षा शाफ्ट परिभ्रमणाच्या विरुद्ध दिशेने मागास चलते.
- व्हर्ल फ्रिक्वेन्सी सामान्यत: उप-समकालीन आहे — १× रनिंग स्पीडपेक्षा कमी.
- Common frequencies appear at fractional orders: 0.5×, 0.33×, 0.25×.
- कक्षा आकार अनेकदा अनियमित किंवा स्पष्टपणे विकृत असतो.
स्पेक्ट्रम वैशिष्ट्ये
- उप-सिंक्रोनस शिखर: १× खाली अनेक शिखर, अनेकदा अपूर्णांक हार्मोनिक्स वर.
- सिंक्रोनस घटक: तो 1× समकालिक शिखर रब शक्तींच्या जोडणीने वाढू शकतो.
- उच्च हार्मोनिक्स: 2×, 3×, 4× harmonics अंतरमितीय घर्षणाच्या अरेखीयतेपासून प्रकट होते.
- व्यापक शोर: संपूर्ण आवाज मापदंड भर spectrum lifts.
- अस्थिर स्पेक्ट्रम: शिखर येतात आणि जातात किंवा एका मापनापासून दुसऱ्या मापनात वारंवारता बदलतात.
वेळ तरंगरूप वैशिष्ट्ये
- संपर्क सुरू होताना प्रत्येक वेळी आवेगपूर्ण घटना किंवा स्पाइक्स, दृश्यमान time waveform.
- शिखर विक्षेपांवर क्लिपिंग किंवा समतलीकरण, जेथे स्टेटर शारीरिकरित्या प्रवास मर्यादित करते.
- अनियमित, अ-साइनसॉइडल एकूण आकार.
- सहअस्तित्वातील अनेक वारंवारत्यांद्वारे उत्पादित बीट नमुने.
3. रबिंगचे तापीय प्रभाव
उष्णता निर्मिती
घर्षण यांत्रिक उर्जा थेट उष्णतामध्ये रूपांतरित करते:
- दर: विसर्जित शक्ती घर्षण शक्ती × स्लाइडिंग वेग च्या बरोबर आहे.
- परिमाण: हलका रब 10–100 वाट सोडू शकतो; जड रब, किलोवाट.
- एकाग्रता: ती उष्णता अत्यंत लहान संपर्क क्षेत्रामध्ये टाकली जाते.
- तापमानाची वाढ: स्थानीय पृष्ठभाग तापमान गंभीर परिस्थितीत 500 °C पेक्षा जास्त असू शकते.
तापीय धनुष विकास
रबिंगचा धोका एक उष्णता-कंपन अभिप्राय लूप मध्ये निहित आहे:
- प्रारंभिक घर्षण शाफ्टच्या एका बाजूला उष्णता जमा करते.
- असममित तापमान शाफ्टला वाकवते थर्मल बो.
- तापीय वक्रता शाफ्टचे विक्षेपण वाढवते.
- अधिक विक्षेपण अधिक गंभीर घर्षण चालित करते.
- अधिक घर्षण आणखी अधिक उष्णता निर्माण करते.
- ही सकारात्मक प्रतिक्रिया द्रुत, अनियंत्रित विफलतेकडे नेऊ शकते.
कारण या पाश का प्रत्येक वळण पुढीलला गहन करते, घर्षण हा एक प्रकारचा मानला जातो स्व-उत्तेजित कंपन आणि एक मार्ग अगदी रोटर अस्थिरता.
दुय्यम तापीय प्रभाव
- असर तापन: उष्णता शाफ्टसह असरांमध्ये वहन करते.
- तेल हास: अत्यधिक तापमान स्नेहकाचे विघटन करते.
- सामग्री परिवर्तन: उष्णता-प्रभावित क्षेत्रांमध्ये टप्प्यातील रूपांतरण किंवा धातुशास्त्रीय परिवर्तन.
- औष्ण तणाव: तापीयदृष्ट्या तणावग्रस्त क्षेत्रांमध्ये क्रॅक सुरू करू शकते.
4. क्षेत्रात घर्षण शोधणे
कंपन देखरेख
- उप-समकालिक अलर्ट: 0.3–0.5× चालू गतीमध्ये शिखरांवर सतर्क करा.
- कक्षा निरीक्षण: स्वचालित कक्षा विश्लेषण पश्चभ्रमण (backward whirl) च्या आगमनाचा संकेत देते.
- वर्णक्रमीय परिवर्तन: अल्गोरिदम अनेक हार्मोनिक्सच्या अचानक आगमनाचे शोधन करतात.
- तरंगरूप क्लिपिंग: संपर्काने निर्मित अ-साइनसॉयडल विकृतीचे शोधन.
या पद्धतीचे ओळख ही पोर्टेबल विश्लेषक यंत्रणेचा अगदी योग्य उद्देश आहे. कार्यरत गतीवर मशीनच्या स्वत:च्या बेअरिंगमध्ये कार्य करणारे, अशा दोन-चॅनल उपकरण जसे की Balanset-1A काल तरंग आणि 1× आयाम आणि फेज संग्रहित करते, जेणेकरून एक तंत्रज्ञ आघातजन्य क्लिपिंग आणि आंशिक-क्रमांकित ऊर्जा पाहू शकते जो रगड दर्शवते, आणि नंतर अवशिष्ट असंतुलन किंवा misalignment हे मूलभूत कारण आहे की नाही हे कोणतीही विघ्न केल्याचे पहिल्यांत तपासा.
तापमान निरीक्षण
- बेअरिंग तापमान सेंसर जलद-उदय सज्ञांसह.
- अवरक्त तापमान मेजमान बाह्य शाफ्ट विभागांचे.
- तापमान-अंतर मेजमान — बेअरिंगच्या शीर्ष विरुद्ध तळ.
- Rate-of-change alarms, for example greater than 5 °C per minute.
अतिरिक्त सूचक
- टॉर्क वाढ: घर्षण ड्राइव्हवर भार आणते म्हणून शक्ती वापर वाढते.
- गति चढ-उतार: भिन्न घर्षण टॉर्कमधील लहान गति भिन्नता.
- ध्वनिक उत्सर्जन: संपर्कातील उच्च-वारंवारता ध्वनी, शोधण्यायोग्य द्वारे ध्वनिक उत्सर्जन सेन्सर्स.
- दृश्य निरीक्षण: घसारण कणांमध्ये रंग परिवर्तन आणि दृश्यमान खरोच.
५. रगडाला प्रतिक्रिया
तात्काळ क्रिया
- तीव्रता कमी करा: सुरक्षित असल्यास गती किंवा लोड कमी करा.
- बारीकसाने निरीक्षण करा: कंपन आणि तापमान वर सतत लक्ष ठेवा.
- बंद करण्याची तयारी करा: आपत्कालीन शटडाउन ready.
- आपातकालीन थांबवणे: कंपन किंवा तापमान वाढत असल्यास मशीन बंद करा.
- शीतलन सोडा: परीक्षणापूर्वी टर्निंग गियर चालवा किंवा नैसर्गिक शीतलन व्हावे द्या, जेणेकरून थर्मल बो आराम पावेल.
तपासणी
- संपर्कचिन्हांसाठी भौतिक पुरावे तपासा.
- संदिग्ध घर्षण स्थानांवर अंतर मोजा.
- थर्मल बो किंवा कायमस्वरूप शाफ्ट वाकणे.
- मूळ कारण ओळखा — अतिरिक्त कंपन, अपुरे अंतर, इत्यादी.
सुधारक कृती
- अंतर वाढवा: खराब झालेले क्षेत्र बाहेर काढा किंवा घटक बदला.
- मूळ कारणाचा समाधान करा: रोटर संतुलित करा, संरेखण सुधारा, संपर्क व्हावा दिलेल्या बेअरिंग समस्या ठीक करा.
- खराब झालेले भाग बदला: आवश्यकतेनुसार सील, बेअरिंग घटक आणि शाफ्ट विभाग बदला.
- अंतर सत्यापित करा: पुनः सुरू करण्यापूर्वी प्रत्येक स्थानावर पर्याप्त अंतराल सुनिश्चित करा.
घर्षण हा परिभ्रमणशील यंत्रसामग्रीतील सर्वात गंभीर कंपन-संबंधित दोषांपैकी एक आहे. त्याच्या तापीय प्रतिक्रिया माध्यमातून वेगाने वाढण्याच्या क्षमतेसाठी तात्काळ ओळख, तत्पर आणि अनुशासित प्रतिक्रिया आणि संपूर्ण सुधार आवश्यक आहे — कारण पर्याय, महत्वपूर्ण उपकरणांमध्ये, विनाशकारी अपयश आहे.
