Diagnostik Getaran

Kaki Lembut: Punca, Diagnostik dan Pembetulan

Kaki lembut merupakan salah satu punca getaran berlebihan dalam peralatan berputar yang paling biasa tetapi dipandang remeh. Menurut statistik perkhidmatan lapangan, sehingga 80% mesin di kilang perindustrian beroperasi dengan kaki lembut yang tidak dibetulkan. Artikel ini memberikan pandangan terperinci tentang fizik fenomena tersebut, pengelasannya, kaedah pengesanan — daripada tolok perasa kepada analisis getaran fasa silang — dan teknik pembetulan praktikal.

15 minit bacaan ISO 20816 · ISO 18436 · ISO 1940 Balanset-1A

1. Definisi dan Sifat Fizikal

Kaki lembut adalah keadaan di mana satu atau lebih kaki mesin tidak bersentuhan sepenuhnya dengan rangka asas (plat tapak, plat asas) sebelum bolt penahan diketatkan. Apabila bolt sedemikian diketatkan, selongsong mesin berubah bentuk, geometri lubang galas menjadi herot, dan paksi rotor menyimpang daripada kedudukan yang direka bentuk.

Secara fizikal, perkara berikut berlaku: daya pengetatan bolt pada kaki dengan sentuhan yang tidak lengkap menghasilkan momen lenturan dalam selongsong. Ubah bentuk ini dihantar ke sokongan galas, menyebabkan:

  • Ketidaksejajaran cincin dalaman galas bergolek
  • Pengagihan beban yang tidak sekata dalam galas biasa
  • Ketidaksejajaran sudut aci mesin berganding
  • Ketidakseimbangan dinamik akibat pesongan rotor

Akibatnya, getaran meningkat pada frekuensi putaran (1×), dan dalam kes yang teruk, pada gandaan harmonik juga.

Data Lapangan

Terdapat kes yang didokumenkan di mana membetulkan kaki lembut pada bolt tunggal mengurangkan halaju getaran (RMS) daripada 12 mm/s hingga 2 mm/s — pengurangan enam kali ganda.

2. Klasifikasi Kaki Lembut

Amalan antarabangsa membezakan empat jenis kaki lembut. Setiap satu memerlukan pendekatan yang berbeza untuk pengenalpastian dan pembetulan.

1

Kaki Lembut Selari (Jurang Udara)

Jurang udara seragam terdapat di bawah kaki merentasi seluruh permukaan galas. Punca-puncanya termasuk: kaki yang pendek, plat tapak yang tidak rata, atau ketebalan shim yang tidak betul.

✓ Shim yang dikalibrasi rata
2

Kaki Lembut Sudut

Kaki hanya bersentuhan dengan bingkai di sepanjang satu tepi atau sudut. Apabila bolt diketatkan, bahagian yang bertentangan akan terangkat, menyebabkan selongsong menjadi herot. Berlaku apabila kaki tidak berserenjang dengan paksi bolt atau apabila permukaannya haus berbentuk baji.

✓ Shim tirus/bertingkat
3

Kaki Lembut Licin (Berkembang)

Permukaan secara formal bersentuhan dengan bingkai, tetapi bahan boleh mampat masih terdapat: kepingan nipis yang berlebihan, cat, kotoran, kakisan atau sisa gasket. Penjajaran "melayang" dari semasa ke semasa apabila ia mendap. Dikenal pasti oleh pengukuran berulang yang tidak stabil.

✓ Permukaan bersih, ≤3 shims
4

Kaki Lembut Terinduksi

Kaki dan rangka mempunyai geometri yang betul, tetapi daya luaran — regangan paip, beban dulang kabel, daya pelindung, tekanan bolt bicu — menarik selongsong keluar dari satah sokongan. Paling berbahaya: ukuran statik mungkin tidak mendedahkannya.

✓ Pembetulan terikan paip
Pengelasan Kaki Lembut — Gambarajah Keratan Rentas
Klasifikasi Kaki Lembut: selari, bersudut, licin dan teraruh Rajah menunjukkan empat jenis kaki lembut dalam keratan rentas. 1 · Selari BINGKAI jurang KAKI Jurang seragam ▸ Kepingan rata 2 · Sudut BINGKAI KAKI max 0 Jurang baji ▸ Shim tirus 3 · Licin BINGKAI serpihan/kotoran KAKI Lapisan boleh mampat ▸ Bersih, ≤3 shims 4 · Terinduksi BINGKAI KAKI Paip PEMBUNGKUS Daya luaran ▸ Pembetulan paip

JurangDaya luaranPembetulan Mula-mula tentukan jenis kaki lembut mengikut sifat sentuhan, kemudian pilih kaedah pembetulan (shim, pemesinan permukaan, penyingkiran beban luaran).

3. Kesan terhadap Keadaan Getaran Mesin

Kaki lembut mempunyai kesan negatif yang kompleks terhadap keadaan mesin merentasi pelbagai parameter:

ParameterMekanisme Impak
Halaju getaran (RMS, mm/s)Peningkatan amplitud pada frekuensi putaran 1× disebabkan oleh pesongan dan ketidaksejajaran rotor
Fasa getaranPerbezaan sudut fasa antara sokongan boleh mencapai 180° — satu tanda ciri kaki lembut
Spektrum1× yang dinaikkan dengan kemungkinan kehadiran 2× dan frekuensi talian (untuk motor elektrik)
Menjana kehidupanKetidaksejajaran cincin menyebabkan beban titik pada elemen penggelek, mengurangkan jangka hayat perkhidmatan secara drastik
Penjajaran aciPenjajaran tidak stabil: nilai "melayang" dari sasaran selepas pengetatan bolt
MeteraiUbah bentuk selongsong mengganggu geometri tempat duduk meterai mekanikal
Peraturan Praktikal

Jika getaran kekal tinggi selepas melakukan penjajaran aci yang berkualiti, Perkara pertama yang perlu diperiksa ialah kaki yang lembut.

4. Kaedah Diagnostik

4.1. Pengesanan Statik (Tolok Perasa dan Penunjuk Dail)

Kaedah paling biasa semasa kerja penjajaran berjadual.

  1. Longgarkan semua bolt penahan mesin.
  2. Masukkan tolok peraba yang ditetapkan di antara setiap kaki dan bingkai. Catatkan jarak.
  3. Bagi setiap kaki dengan jarak melebihi 0.05 mm, pilih shim yang dikalibrasi.
  4. Ketatkan semua bolt dengan sepana tork.
  5. Ulangi pengukuran dengan penunjuk dail: pasangkan tapak pada bingkai, letakkan hujung penunjuk pada kaki, dan longgarkan bolt. Anjakan yang dibenarkan tidak lebih daripada 0.05 mm (50 µm).
Had

Kaedah ini tidak mengesan kaki lembut yang disebabkan yang berlaku di bawah beban operasi (suhu, tekanan, regangan paip).

4.2. Pengesanan Dinamik (Kelonggaran Bolt pada Mesin yang Berjalan)

Kaedah ini mengesan kaki lembut secara langsung di bawah keadaan operasi — pada suhu, tekanan dan regangan paip.

  1. Pasangkan sensor getaran (pecutan) pada selongsong mesin berhampiran sokongan.
  2. Sambungkan instrumen dalam mod pemantauan RMS halaju getaran masa nyata. Getaran dwi-saluran mudah alih seperti Balanset-1A boleh digunakan, membolehkan pemantauan serentak tahap getaran dan sudut fasa pada frekuensi putaran.
  3. Longgarkan setiap bolt penahan secara berurutan (sehingga ketat serapat jari), memerhatikan perubahan dalam RMS.
  4. Segera ketatkan semula bolt selepas memeriksa dan beralih ke bolt seterusnya.
  5. Bolt yang kelonggarannya mengakibatkan pengurangan getaran yang ketara menunjukkan kaki lembut di lokasi tersebut.
Kriteria

Pengurangan RMS halaju getaran lebih daripada 20% apabila melonggarkan satu bolt adalah bukti muktamad kaki lembut.

Amaran Keselamatan

Bekerja dengan pengikat pada peralatan yang sedang berjalan melibatkan risiko yang tinggi. Pematuhan ketat terhadap keperluan keselamatan pekerjaan adalah wajib, termasuk penggunaan alat yang tidak bercahaya di kawasan berbahaya dan kebenaran yang sewajarnya untuk bekerja pada peralatan hidup.

4.3. Analisis Getaran Merentas Fasa

Kaedah instrumental yang paling bermaklumat, membolehkan pengenalpastian kaki lembut tanpa melonggarkan pengikat pada peralatan yang sedang berjalan.

Peralatan yang Diperlukan

  • Penganalisis getaran dwi-saluran dengan fungsi rentas fasa
  • Dua pecutan
  • Sensor rujukan fasa (takometer) dan penanda reflektif pada rotor

Getaran dwi-saluran Balanset-1A menyediakan pengukuran serentak amplitud getaran pada 1× dan sudut fasa pada dua saluran dengan ketepatan ±2°, menjadikannya sesuai untuk analisis rentas fasa di lapangan. Sensor rujukan fasa fotoelektrik (julat 0–360°) disertakan sebagai peralatan standard.

  1. Pasangkan pecutan pada dua penyokong mesin dalam arah yang sama (cth., menegak).
  2. Pasangkan penanda pada rotor dan halakan sensor takometer ke arah penanda.
  3. Lakukan pengukuran fasa silang: instrumen menentukan perbezaan sudut fasa getaran antara dua titik pada frekuensi putaran 1×.
Kriteria Diagnostik

Jika perbezaan fasa adalah lebih kurang 180° dengan perbezaan amplitud yang ketara secara serentak antara kedua-dua sokongan, ini merupakan tanda ciri kaki lembut. Sokongan dengan amplitud yang lebih tinggi menunjukkan lokasi masalah.

Diagnostik Pembezaan

KecacatanPerbezaan Fasa Antara SokonganAmplitud
Kaki lembut≈ 180°Perbezaan ketara antara sokongan
Ketidakseimbangan≈ 0° (dalam fasa)Tahap yang setanding
salah jajaran0° atau 180°Bergantung pada jenis ketidakselarasan
Analisis Fasa Merentas: Ketidakseimbangan (0°) vs Kaki Lembut (180°)
Ketidakseimbangan — fasa ≈ 0° (pergerakan sokongan dalam fasa) CH1 CH2 Δφ ≈ 0° BINGKAI MESIN Kaki Lembut — fasa ≈ 180° (pergerakan sokongan anti-fasa) CH1 CH2 Δφ ≈ 180° BINGKAI MESIN SF

CH1 / CH2Δφ ≈ 0°Δφ ≈ 180° Isyarat dalam fasa biasanya menunjukkan ketidakseimbangan; isyarat anti-fasa menunjukkan kaki lembut. Untuk kesimpulan yang muktamad, sahkan amplitud, spektrum 1×/2× dan ujian pelonggaran bolt.

Kelebihan kaedah fasa silang ialah ia berfungsi semasa operasi mesin biasa dan tidak memerlukan pelonggarkan sebarang pengikat.

5. Kaki Lembut Beraruh Paip

Ketegangan paip pada peralatan pam atau pemampat merupakan salah satu punca utama — namun paling kerap diabaikan — getaran berlebihan dan penjajaran yang tidak stabil.

5.1. Mekanisme Kejadian

Jika paip disambungkan ke bebibir mesin di bawah tekanan (tanpa padanan bebas), daya paip sentiasa dikenakan pada selongsong mesin. Di bawah tekanan dan suhu operasi, daya ini meningkat disebabkan oleh pengembangan haba. Paip "menggoncang" mesin, yang membawa kepada:

  • Perubahan berkala dalam penjajaran aci
  • Peningkatan getaran pada frekuensi putaran 1× dan 2×
  • Haus pramatang galas dan pengedap mekanikal
  • Bacaan tidak stabil semasa cuba penjajaran
Kaki Lembut Teraruh: Ketegangan Mesin daripada Paip
YAYASAN BINGKAI PAM (pemampat) PAIP (sedutan) PAIP (pelepasan) — di bawah tekanan! F (terikan) ubah bentuk bebibir Pemeriksaan 4 mata 12 6 9 3

Daya terikanDeformasi Anak panah merah menunjukkan daya terikan paip yang menarik mesin keluar dari geometrinya. Bulatan 12–3–6–9 menunjukkan susunan pengukuran jurang bebibir pada empat titik sebelum penjajaran.

5.2. Pemeriksaan Keadaan Paip

Sebelum penjajaran aci, pemeriksaan keangularan bebibir dan ofset adalah wajib.

  1. Putuskan sambungan paip daripada bebibir mesin.
  2. Ukur jurang antara bebibir paip dan bebibir mesin pada empat titik: pukul 12, 3, 6, dan 9.
  3. Tentukan keangularan (perbezaan jurang pada titik bertentangan) dan ofset (ketidakpadanan selari garis tengah bebibir).

Toleransi

  • Angulariti dan nilai ofset ideal: 0 mm
  • Secara praktikal boleh dicapai dengan pemasangan yang teliti: 0.01–0.02 mm
  • Nilai melebihi 0.05 mm memerlukan pembetulan mandatori sebelum penjajaran

5.3. Pemasangan Paip

Matlamatnya adalah untuk mencapai sambungan bebibir bebas tekanan tanpa mengenakan daya luaran. Kaedah termasuk:

  • Melaraskan sokongan dan penyangkut paip
  • Memotong atau memanjangkan kepingan gelendong
  • Menggunakan sambungan pengembangan
  • Membetulkan kedudukan sokongan pertengahan
Realiti Industri

Menurut data amalan lapangan, sehingga 80% organisasi operasi mengabaikan pengesahan terikan paip, terus mencari punca getaran di tempat lain. Kerja ini memerlukan banyak tenaga kerja, tetapi tanpanya, sebarang penjajaran — walaupun penjajaran ketepatan — akan menjadi tidak stabil.

6. Keperluan Kawasan Sentuhan Kaki

Luas sentuhan minimum kaki mesin dengan plat tapak (rangka asas) mestilah sekurang-kurangnya 80% kawasan tapak kaki.

Apabila luas sentuhan kurang daripada 80%:

  • Beban diagihkan secara tidak sekata, mewujudkan kepekatan tegasan setempat
  • Shim berubah bentuk dan terlekukan pada zon sentuhan titik
  • Pengetatan bolt tidak memberikan fiksasi yang stabil — penjajaran "melayang" dari semasa ke semasa
  • Risiko kegagalan kaki atau plat tapak kaki yang letih meningkat

Kaedah Pemeriksaan

  • Pemeriksaan visual: tanda sentuhan, pengoksidaan, pemarkahan pada permukaan kaki dan bingkai
  • Prussian Blue (pes penanda): sapukan lapisan nipis pada plat tapak, tekan kaki ke bawah, nilai corak sentuhan
  • Set tolok perasa: ukur di sekeliling perimeter kaki dengan bolt dilonggarkan

Jika sentuhan didapati kurang daripada 80%, kerataan permukaan galas mesti dipulihkan: mengikis, mengisar atau mengisar plat tapak dan/atau tapak kaki.

7. Prosedur Pembetulan Kaki Lembut

Urutan kerja yang disyorkan apabila kaki lembut dikesan:

1

Sediakan Permukaan Bearing

  • Bersihkan plat tapak dan permukaan kaki daripada kotoran, cat, karat dan bahan gasket lama
  • Periksa kerataan dengan set tolok lurus dan tolok perasa
  • Mesinkan permukaan jika perlu (mengisar, mengikis)
2

Sahkan Kawasan Sentuhan

  • Pastikan sentuhan plat kaki ke tapak kaki sekurang-kurangnya 80%
  • Singkirkan sebarang bahan boleh mampat (kenyal) dalam zon sentuhan
3

Ukur Jurang

  • Longgarkan semua bolt penahan
  • Ukur jurang dengan tolok peraba atau penunjuk dail pada setiap kaki
  • Pilih shim keluli tahan karat yang dikalibrasi. Tidak lebih daripada 3 shim setiap kaki (untuk mengelakkan kesan "lembik")
4

Periksa Tegangan Paip

  • Putuskan sambungan paip
  • Ukur keangularan bebibir dan ofset pada empat titik
  • Jika toleransi dilampaui, betulkan untuk mencapai sambungan bebas tekanan
5

Pengetatan & Pengesahan Akhir

  • Ketatkan semua bolt dengan sepana tork dalam corak silang
  • Pemeriksaan penunjuk dail: anjakan ≤ 0.05 mm apabila melonggarkan sebarang bolt
  • Jalankan ujian dan sahkan tahap getaran
6

Lakukan Penjajaran Aci

Penjajaran aci hendaklah dilakukan hanya selepas kaki lembut telah dibetulkan sepenuhnya dan paip telah dipasang. Jika tidak, keputusan penjajaran akan menjadi tidak stabil.

8. Instrumentasi

8.1. Alat untuk Diagnostik Statik

  • Set tolok perasa yang dikalibrasi (dari 0.02 mm)
  • Penunjuk dail pada tapak magnet (penggredan 0.01 mm)
  • Lurus
  • Pes penanda (Prussian Blue) untuk penilaian kawasan sentuhan
  • Sepana tork yang dikalibrasi

8.2. Alat untuk Diagnostik Dinamik

Pengesanan kaki lembut dinamik dan analisis rentas fasa memerlukan penganalisis getaran mudah alih dengan keupayaan pengukuran dwi-saluran dan analisis fasa serentak.

The Balanset-1A (dikeluarkan oleh VibroMera) ialah pengimbang getaran dwi saluran mudah alih yang sesuai untuk tugas-tugas ini. Spesifikasi utama yang berkaitan dengan diagnostik kaki lembut:

Saluran Getaran 2 (serentak)
Julat Kelajuan 250–90,000 RPM
RMS Halaju Getaran 0–80 mm/s
Ketepatan Fasa 0–360°, ±2°
Sensor Fasa Fotoelektrik, termasuk
Analisis Spektrum FFT disokong
Bekalan Kuasa USB (7–20 V)
Balancing 1 atau 2 satah

Seni bina dwi-saluran Balanset-1A membolehkan pengukuran getaran amplitud dan fasa serentak pada dua sokongan, yang merupakan prasyarat untuk diagnostik kaki lembut fasa silang. Selepas pembetulan kaki lembut, instrumen yang sama digunakan untuk pengimbangan rotor dalam galasnya sendiri — dalam satu atau dua satah pembetulan — tanpa peralatan ditanggalkan.

9. Rujukan Normatif

  • GOST R ISO 20816-1-2021 — Getaran. Pengukuran dan penilaian getaran mesin. Bahagian 1. Garis panduan umum.
  • GOST R ISO 18436-2-2005 — Pemantauan keadaan dan diagnostik mesin. Pemantauan keadaan getaran dan diagnostik. Bahagian 2. Keperluan untuk latihan dan pensijilan kakitangan.
  • ISO 1940-1:2003 — Getaran mekanikal. Keperluan kualiti imbangan untuk rotor dalam keadaan malar (tegar). Bahagian 1: Spesifikasi dan pengesahan toleransi imbangan.
  • ISO 10816 / ISO 20816 — Siri piawaian untuk menilai keadaan getaran mesin.

10. Conclusion

Kunci Bawa Pulang

Kaki lembut ialah kecacatan pemasangan sistemik yang pembetulannya prasyarat wajib untuk penjajaran aci yang berjaya dan pengurangan getaran dalam peralatan berputar. Mengabaikan kaki lembut menjadikan sebarang kerja pentauliahan berikutnya tidak bermakna: penjajaran akan menjadi tidak stabil, getaran akan kekal tinggi, dan hayat perkhidmatan galas dan pengedap akan berkurangan.

Getaran dwi-saluran mudah alih moden seperti Balanset-1A menyediakan kitaran diagnostik yang lengkap — daripada pengesanan kaki lembut melalui analisis fasa silang kepada pengimbangan rotor di tapak seterusnya. Menggunakan kaedah diagnostik instrumental dan bukannya pemeriksaan visual dapat meningkatkan kebolehpercayaan pengesanan kecacatan dan mengurangkan masa pentauliahan dengan ketara.

Alur Kerja Pentauliahan yang Disyorkan

1
Pemeriksaan & Pembetulan Kaki Lembut
2
Pemasangan Paip
3
Penjajaran Aci
4
Pengimbangan rotor
5
Pemeriksaan Getaran Akhir ✓
Carta Alir Pentauliahan Peralatan Berputar
1. Pemeriksaan kaki lembut tolok + penunjuk + fasa silang SF ditemui? >0.05 mm ya SF yang betul: shims, pembersihan, pemesinan Tidak 2. Pemasangan paip kesudutan / ofset ≤ 0.02 mm 3. Penjajaran aci penunjuk laser/dail 4. Pengimbangan (Imbangan-1A) 5. Pengukuran getaran akhir ✓ Balanset-1A digunakan pada: ▸ langkah 1 — fasa silang ▸ langkah 4 — pengimbangan

Logik kerja"Cawangan "Ya"Pemeriksaan akhir Peraturan utama: teruskan ke penjajaran hanya selepas pembetulan kaki lembut disahkan. Kriteria praktikal: anjakan kaki ≤ 0.05 mm semasa bolt kawalan melonggarkan dan ketiadaan getaran anti-fasa.

Mengikuti urutan ini adalah asas untuk operasi peralatan berputar yang andal dan jangka panjang.

Sumber: diagnostik getaran dan bahan program latihan penjajaran aci; GOST R ISO 20816-1-2021; GOST R ISO 18436-2-2005; ISO 1940-1:2003; Dokumentasi teknikal VibroMera (Balanset-1A).