Memahami Kelonggaran Mekanikal dalam Jentera Berputar
Definisi: Apakah Kelonggaran Mekanikal?
Kelonggaran mekanikal ialah keadaan di mana komponen dalam jentera berputar mempunyai kelegaan yang berlebihan, pengikat yang tidak mencukupi, saman haus, atau kemerosotan struktur yang membolehkan pergerakan relatif yang tidak diingini antara bahagian yang harus disambung dengan tegar. Ini mewujudkan bukan linear getaran tingkah laku yang dicirikan oleh pelbagai harmonik daripada kelajuan larian, variasi amplitud yang tidak menentu dan perbezaan arah dalam getaran yang tidak mengikut corak biasa.
Kelonggaran adalah masalah jentera biasa yang bukan sahaja menyebabkan getaran berlebihan secara langsung tetapi juga menghalang diagnosis yang berkesan dan pembetulan isu lain seperti ketidakseimbangan atau salah jajaran. Ia mesti dikenal pasti dan diperbetulkan sebelum usaha pengurangan getaran lain berjaya.
Jenis Kelonggaran Mekanikal
Jenis A: Kelonggaran Putaran (Kelonggaran Galas)
Kelegaan yang berlebihan antara galas dan aci atau perumah:
- Galas-ke-Aci: Permukaan aci haus, muat gangguan tidak mencukupi, gerek galas rosak
- Bearing-to-Housing: Lubang perumahan haus, penutup galas longgar, muat tekan tidak mencukupi
- Galas Dalaman: Berlebihan kelegaan galas daripada memakai
- simptom: 1×, 2×, 3× harmonik; lebih tinggi dalam arah jejari
Jenis B: Kelonggaran Struktur (Pedestal/Asas)
Lekatan komponen tidak berputar yang tidak mencukupi:
- Alas Longgar: Bolt penambat tidak ketat, grout rosak
- Pemasangan Asas Longgar: Bolt pemasangan peralatan longgar atau hilang
- Bingkai atau Asas Retak: Kerosakan struktur membolehkan pergerakan
- simptom: Berbilang harmonik (selalunya sehingga 5× atau lebih); tindak balas yang tidak menentu, tidak linear
Jenis C: Kelonggaran Komponen
Komponen yang dipasang longgar:
- Pendesak longgar: Pendesak longgar pada aci, kunci haus atau hilang
- Gandingan Longgar: Hab gandingan longgar pada aci
- Takal/Gear longgar: Komponen terdorong longgar pada aci
- Penutup/Pelindung yang longgar: Panel kepingan logam bergegar
- simptom: Harmonik dan subharmonik; mungkin 1/2×, 1/3× komponen
Tandatangan Getaran
Ciri Kekerapan
Kelonggaran menghasilkan corak frekuensi yang tersendiri:
- Pelbagai Harmonik: Kuat 1×, 2×, 3×, 4× dan lebih tinggi (tidak seperti ketidakseimbangan yang terutamanya 1×)
- Sub-Harmonik: Mungkin melihat komponen 1/2×, 1/3× (Kelonggaran Jenis C)
- Kandungan Tidak Harmonik: Puncak pada gandaan bukan integer kelajuan larian
- Tingkat Kebisingan Tinggi: Peningkatan jalur lebar daripada kesan rawak
Kelakuan Amplitud
- Tahap Keseluruhan Tinggi: Jumlah getaran tidak seimbang dengan daya penggerak
- Bukan Linear: Getaran tidak dapat diramalkan dengan kelajuan atau beban
- Tidak menentu: Amplitud berbeza dengan ketara antara ukuran
- Perbezaan arah: Mungkin 2-5× lebih tinggi dalam satu arah daripada arah serenjang
Ciri-ciri Fasa
- Tak stabil fasa: Sudut fasa berubah secara tidak menentu antara ukuran
- Penyebaran Fasa Besar: ± 30-90° variasi pada kelajuan yang sama
- Pengimbangan Kekalahan: Fasa yang tidak dapat diramalkan menjadikan pengiraan pengimbangan tidak boleh dipercayai
Ciri Bentuk Gelombang Masa
- Bentuk gelombang tidak teratur, bukan sinusoidal
- Puncak terpotong atau terpotong (kesan terhadap kekangan)
- Peristiwa impulsif rawak
- Kehilangan struktur berkala
Lokasi dan Punca Biasa
Berkaitan Galas
- Permukaan jurnal aci usang membenarkan galas bergoyang
- Lubang perumah galas yang haus atau rosak
- Kesesuaian gangguan yang tidak mencukupi (pilihan toleransi yang salah)
- Baut penutup galas longgar atau tork tidak mencukupi
- Perumah galas terbelah dengan permukaan mengawan yang haus
Asas dan Pemasangan
- Bolt penambat longgar (kelonggaran struktur yang paling biasa)
- Nat yang rosak atau hilang di bawah alas
- Asas konkrit retak
- Bolt pemasangan peralatan longgar ke plat tapak
- Lubang bolt yang rosak atau memanjang
Komponen Berputar
- Kipas atau pendesak longgar pada aci (kunci haus, skru set longgar)
- Hab gandingan dengan kesesuaian gangguan yang tidak mencukupi
- Skru set takal longgar atau hilang
- Komponen pemutar longgar pada aci
berstruktur
- Bingkai atau selongsong mesin retak
- Keretakan keletihan dalam kimpalan
- Bolting struktur longgar
- Ikatan atau pelekat yang rosak
Kaedah Pengesanan
Analisis Getaran
- Analisis FFT: Cari berbilang harmonik (1×, 2×, 3×, 4×, 5×+)
- Ujian Koheren: Koheren rendah antara ukuran menunjukkan tingkah laku bukan linear
- Perbandingan Arah: Perbezaan besar antara mendatar dan menegak
- Respons kepada Pengujaan Luaran: Ketik mesin, perhatikan tindak balas yang tidak normal
Pemeriksaan Fizikal
Pemeriksaan Visual
- Cari celah, retak, kakisan, kerosakan
- Periksa tanda saksi yang menunjukkan pergerakan
- Perhatikan corak haus cat pada antara muka
- Cari pencukur logam yang menunjukkan keresahan
Ketik Ujian
- Pukul komponen yang disyaki longgar dengan tukul
- Dengar bunyi berderak atau membosankan dan bukannya deringan pepejal
- Rasa untuk pergerakan atau getaran yang berlebihan
- Bandingkan dengan komponen baik yang diketahui
Pengesahan Tork
- Periksa semua bolt dengan sepana tork
- Sahkan terhadap spesifikasi
- Cari pengikat yang patah, rosak atau berkarat
- Periksa benang yang dilucutkan
Ujian Tolak/Tarik
- Guna daya pada komponen yang disyaki
- Perhatikan pergerakan yang tidak sepatutnya berlaku
- Gunakan penunjuk dail untuk mengukur permainan
- Bandingkan dengan komponen baharu atau terjamin dengan betul
Prosedur Pembetulan
Untuk Kelonggaran Galas
- Gantikan Galas: Jika bearing sendiri dipakai
- Pembaikan aci: Bina aci haus dengan penyaduran krom atau kimpalan, mesin semula mengikut saiz
- Pembaikan Perumahan: Perumahan mesin kepada saiz yang lebih besar, gunakan galas yang lebih besar; atau membina dengan semburan/kimpalan logam
- Tingkatkan Kesesuaian: Gunakan padanan gangguan yang betul mengikut spesifikasi pengeluar
- Penutup galas: Ketatkan atau ganti jika haus
Untuk Kelonggaran Struktur
- Ketatkan Semua Pengikat: Tork mengikut spesifikasi menggunakan corak yang betul
- Gantikan Bolt yang Rosak: Pasang bolt baharu dengan gred dan saiz yang betul
- Yayasan Pembaikan: Keluarkan grout lama, bersihkan permukaan, tuangkan grout baru
- Retak Kimpalan: Baiki keretakan pada bingkai atau alas jika sesuai
- Tambah Pengukuhan: Gussets atau pendakap untuk struktur yang lemah
Untuk Kelonggaran Komponen
- Ketatkan semula skru set dengan tork dan kunci benang yang betul
- Gantikan kunci dan alur kunci yang haus
- Gunakan padanan gangguan yang betul untuk komponen muat tekan
- Pin atau komponen utama yang telah longgar berulang kali
- Gantikan komponen yang rosak
Strategi Pencegahan
Fasa Reka Bentuk
- Nyatakan saiz dan kuantiti pengikat yang mencukupi
- Reka bentuk padanan gangguan yang betul
- Sediakan kekukuhan struktur yang mencukupi
- Elakkan kepekatan tegasan yang membawa kepada keretakan
- Nyatakan gred dan bahan pengikat yang sesuai
Fasa Pemasangan
- Gunakan sepana tork yang ditentukur
- Ikuti urutan pengetatan yang betul
- Gunakan sebatian pengunci benang jika sesuai
- Pastikan permukaan bersih dan rata sebelum dipasang
- Sahkan kesesuaian memenuhi spesifikasi
- Lakukan pemeriksaan kawalan kualiti
Fasa Penyelenggaraan
- Pengesahan tork berkala (setiap tahun atau setiap jadual pemantauan getaran)
- Arah aliran getaran untuk mengesan perkembangan kelonggaran
- Pemeriksaan visual semasa gangguan
- Ketatkan semula mengikut keperluan
- Atasi getaran dengan segera sebelum ia menyebabkan kelonggaran
Cabaran Diagnostik
Menyembunyikan Masalah Lain
- Kelonggaran boleh menutupi atau meniru kesalahan lain
- Menghalang tepat balancing disebabkan tindak balas bukan linear
- membuat penjajaran sukar atau mustahil
- Boleh menjana corak getaran yang serupa dengan keretakan atau kecacatan galas
Sifat Progresif
- Kelonggaran selalunya bermula kecil dan semakin teruk
- Getaran daripada kelonggaran menyebabkan lebih banyak kelonggaran (maklum balas positif)
- Boleh berkembang daripada kecil kepada teruk dalam beberapa minggu jika tidak diperbetulkan
- Akhirnya menyebabkan kerosakan sekunder pada galas, aci, asas
Hubungan dengan Kesalahan Lain
Kelonggaran vs Ketidakseimbangan
| Ciri | Ketidakseimbangan | Kelonggaran |
|---|---|---|
| Kekerapan Utama | 1× sahaja | 1×, 2×, 3×, 4×+ harmonik |
| Kestabilan Fasa | Konsisten, boleh diulang | Tidak menentu, perubahan antara ukuran |
| Kelinearan | Getaran ∝ kelajuan² | Tidak linear, tidak dapat diramalkan |
| Respons kepada Pengimbangan | Getaran berkurangan | Minimum atau tiada peningkatan |
| Corak Arah | Mendatar/menegak yang serupa | Selalunya lebih tinggi dalam satu arah |
Kelonggaran vs. Salah Jajaran
- salah jajaran: Terutamanya 2× dengan beberapa fasa 1×, stabil
- Kelonggaran: Berbilang harmonik (1× hingga 5×+), fasa tidak stabil
- Gabungan: Salah jajaran boleh menyebabkan kelonggaran, dan kelonggaran memburukkan lagi kesan salah jajaran
Kesan pada Prestasi Mesin
Kesan Langsung
- Getaran Tinggi: Tahap yang berlebihan menyebabkan ketidakselesaan dan kebimbangan keselamatan
- bunyi bising: Bunyi berderak, hentakan atau ketukan
- Ketepatan Dikurangkan: Ralat kedudukan aci
- Pemakaian Dipercepat: Pemuatan kesan merosakkan komponen
Kerosakan Sekunder
- Kerosakan galas: Beban kesan dan salah jajaran daripada galas kerosakan kelonggaran
- Keresahan Aci: Pergerakan mikro pada longgar menyebabkan hakisan yang membimbangkan
- Kegagalan Pengikat: Bolt boleh keletihan dan pecah dari beban berselang-seli
- Penyebaran Retak: Getaran merambat rekahan sedia ada
- Kemerosotan asas: Getaran berterusan merosakkan konkrit dan grout
Isu Operasi
- Menghalang pengimbangan yang berkesan
- Menjadikan penjajaran mustahil untuk dikekalkan
- Kekeliruan diagnostik menutupi masalah lain
- Kebolehpercayaan peralatan berkurangan
Contoh Kes
Situasi: Kipas draf teraruh besar, 1200 RPM, getaran berlebihan
- Gejala awal: 8 mm/s getaran keseluruhan (had penggera 4.5 mm/s)
- Spektrum: Komponen 1×, 2×, 3×, 4× yang kuat
- Percubaan Mengimbangi: Tiga percubaan, tiada peningkatan, fasa tidak menentu
- Penyiasatan: Pemeriksaan fizikal mendedahkan empat daripada lapan bolt sauh longgar
- Pembetulan: Retorqued semua bolt anchor kepada spesifikasi 400 N·m
- Keputusan: Getaran turun kepada 1.8 mm/s serta-merta
- Susulan: Larian pengimbangan tunggal mengurangkan getaran kepada 0.8 mm/s (sekarang sistem itu adalah linear)
- Pelajaran: Sentiasa periksa kelonggaran sebelum mengimbangi
Amalan Terbaik
Senarai Semak Diagnostik
Apabila menyiasat masalah getaran, sentiasa periksa kelonggaran:
- Menganalisis spektrum untuk pelbagai harmonik
- Semak kebolehulangan fasa
- Lakukan ujian ketuk pada komponen yang disyaki
- Sahkan semua tork bolt
- Periksa keretakan, haus, kemerosotan
- Betulkan kelonggaran dahulu sebelum diagnostik atau pembetulan lain
Protokol Penyelenggaraan
- Sertakan pemeriksaan tork bolt dalam jadual PM
- Dokumen nilai tork garis dasar
- Trend kelonggaran tork dari semasa ke semasa
- Gunakan sebatian pengunci benang pada pengikat kritikal
- Gantikan daripada mengetatkan semula berulang kali jika kelonggaran berulang
Kelonggaran mekanikal adalah punca getaran jentera yang biasa tetapi sering diabaikan. Ciri ciri berbilang harmonik, gelagat bukan linear dan gangguan dengan langkah diagnostik dan pembetulan lain menjadikannya penting untuk menyemak dan membetulkan kelonggaran sebagai langkah pertama dalam sebarang usaha penyelesaian masalah getaran.