Memahami Retak Aci dalam Jentera Berputar

Peranti

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

$2,358.31

bahagian

Vibration sensor

$107.47

bahagian

Optical Sensor (Laser Tachometer)

$148.07

Peranti

Balanset-4

$8,123.32

bahagian

Magnetic Stand Insize-60-kgf

$54.93

bahagian

Reflective tape

$11.94

Peranti

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

$2,071.73

Definisi: Apakah itu Retak Aci?

A retak aci ialah patah atau ketakselanjaran dalam aci berputar yang timbul daripada keletihan, kepekatan tegasan, atau kecacatan bahan. Retakan biasanya bermula di permukaan dan merambat ke dalam secara berserenjang dengan arah tegasan tegangan maksimum. Dalam jentera berputar, keretakan aci adalah amat berbahaya kerana ia boleh berkembang daripada kecacatan kecil yang tidak dapat dikesan kepada menyelesaikan keretakan aci dalam masa beberapa jam atau hari, yang berpotensi menyebabkan kegagalan peralatan bencana.

Retak aci menghasilkan tersendiri getaran tandatangan, terutamanya komponen 2× (dua kali setiap revolusi) ciri yang muncul semasa retakan berkembang. Pengesanan awal melalui vibration analysis adalah penting untuk mengelakkan kegagalan aci lengkap dan bahaya keselamatan yang berkaitan.

Punca Biasa Aci Retak

1. Keletihan akibat Tekanan Kitaran

Penyebab yang paling biasa, terutamanya dalam mesin berputar:

• Keletihan Membengkok: Aci berputar dengan kekakuan atau beban yang tidak sekata menghasilkan tegasan lentur kitaran
• Keletihan kilasan: Tork berayun dalam aci penghantaran kuasa
• Keletihan Kitaran Tinggi: Berjuta-juta kitaran tekanan terkumpul sepanjang tahun beroperasi
• Kepekatan Tekanan: Alur kunci, lubang, fillet, dan ketakselanjaran geometri menumpukan tekanan

2. Keadaan Operasi

• Berlebihan Ketidakseimbangan: Daya sentrifugal yang tinggi mewujudkan tegasan lentur
• salah jajaran: Detik-detik lentur akibat salah jajaran mempercepatkan keletihan
• Operasi Resonans: Beroperasi di atau berhampiran kelajuan kritikal mewujudkan pesongan yang tinggi
• Lebihan beban: Beroperasi melebihi had reka bentuk
• Tekanan Terma: Kitaran pemanasan/penyejukan pantas atau kecerunan terma

3. Kecacatan Bahan dan Pembuatan

• Kemasukan Bahan: Sanga, lompang, atau bahan asing dalam bahan aci
• Rawatan Haba yang tidak betul: Pengerasan atau pembajaan yang tidak mencukupi
• Kecacatan Pemesinan: Tanda alat, gouges, atau calar yang menimbulkan tekanan
• Lubang Kakisan: Kakisan permukaan mewujudkan tapak permulaan retak
• Kerisauan: Pada antara muka tekan muat atau alur kekunci

4. Acara Operasi

• Acara Terlampau Laju: Kelajuan kecemasan atau tidak sengaja menyebabkan tekanan tinggi
• Gosok Teruk: Sentuhan penjanaan haba dan kepekatan tegasan tempatan
• Pemuatan Kesan: Beban mendadak akibat gangguan proses atau kejutan mekanikal
• Pembaikan Sebelumnya: Kimpalan atau pemesinan yang memperkenalkan tegasan sisa

Gejala Getaran Aci Retak

Ciri 2× Komponen

Tanda tangan getaran ciri aci retak adalah yang menonjol 2× (harmonik kedua) komponen:

Mengapa 2× Getaran Berkembang

• Retakan membuka dan menutup dua kali setiap pusingan apabila aci berputar
• Apabila retak berada dalam mampatan (bahagian bawah putaran), kekakuan adalah lebih tinggi
• Apabila retak berada dalam ketegangan (atas putaran), retak terbuka, kekakuan lebih rendah
• Perubahan kekakuan dua kali setiap revolusi ini menghasilkan paksaan 2×
• 2× amplitud bertambah apabila retakan merambat dan kekakuan asimetri bertambah

Penunjuk Getaran Tambahan

• 1× Perubahan: Peningkatan secara beransur-ansur dalam 1× getaran daripada perubahan kekakuan dan sisa tunduk
• Harmonik Tinggi: 3×, 4× mungkin muncul apabila keterukan retak meningkat
• Peralihan Fasa: Sudut fasa berubah semasa permulaan/pantai atau pada kelajuan yang berbeza
• Gelagat Bergantung Kepantasan: Getaran mungkin berubah secara tidak linear dengan kelajuan
• Kepekaan Suhu: Getaran mungkin berkait dengan pengembangan terma bukaan/tutup retak

Ciri-ciri Permulaan/Coastdown

• Komponen 2× menunjukkan tingkah laku luar biasa semasa transien
• Boleh menunjukkan dua puncak dalam Plot pertanda (pada 1/2 setiap kelajuan kritikal)
• Perubahan fasa komponen 1× mungkin berbeza daripada tindak balas ketidakseimbangan biasa

Kaedah Pengesanan

Pemantauan Getaran

Analisis Arah Aliran

• Pantau nisbah 2X/1X dari semasa ke semasa
• Peningkatan beransur-ansur dalam amplitud 2 × adalah tanda amaran
• Nisbah 2X/1X > 0.5 waran penyiasatan
• Perubahan mendadak dalam corak getaran mencurigakan

Analisis Spektrum

• Biasa FFT analisis yang menunjukkan harmonik
• Bandingkan semasa dengan spektrum garis dasar sejarah
• Perhatikan kemunculan atau pertumbuhan 2× puncak

Analisis Sementara

• Petak air terjun semasa startup/coastdown
• Plot Bode menunjukkan amplitud dan fasa berbanding kelajuan
• Tingkah laku luar biasa pada laluan kelajuan kritikal

Kaedah Bukan Getaran

1. Pemeriksaan Zarah Magnet (MPI)

• Mengesan retakan permukaan dan hampir permukaan
• Memerlukan permukaan aci yang boleh diakses
• Kebolehpercayaan yang tinggi untuk pengesanan retak
• Sebahagian daripada pemeriksaan penyelenggaraan rutin

2. Ujian Ultrasonik (UT)

• Mengesan keretakan dalaman dan permukaan
• Boleh menemui retak sebelum ia menghasilkan gejala getaran
• Memerlukan peralatan pakar dan kakitangan terlatih
• Disyorkan untuk aci kritikal

3. Pemeriksaan Penetrant Dye

• Kaedah mudah untuk pengesanan retak permukaan
• Memerlukan pembersihan dan penyediaan permukaan
• Berguna untuk kawasan yang boleh diakses semasa gangguan

4. Ujian Semasa Eddy

• Pengesanan retak permukaan bukan sentuhan
• Baik untuk pemeriksaan automatik
• Berkesan pada bahan bukan magnet dan magnet

Respon dan Tindakan Pembetulan

Tindakan Segera Selepas Pengesanan

1. Tingkatkan Kekerapan Pemantauan: Dari bulanan ke mingguan atau harian
2. Kurangkan Keterukan Operasi: Kurangkan kelajuan atau beban jika boleh
3. Penutupan Rancangan: Jadualkan pembaikan atau penggantian pada peluang selamat yang paling awal
4. Lakukan NDE: Sahkan kehadiran retak dan nilai keterukan
5. Penilaian Risiko: Tentukan sama ada operasi berterusan adalah selamat

Penyelesaian Jangka Panjang

• Penggantian Aci: Penyelesaian yang paling boleh dipercayai untuk retak yang disahkan
• Pembaikan (Kes Terhad): Sesetengah keretakan boleh dikeluarkan dengan pemesinan dan membina dengan kimpalan (memerlukan penilaian pakar)
• Analisis Punca Punca: Kenal pasti mengapa retakan berkembang untuk mengelakkan berulang
• Pengubahsuaian Reka Bentuk: Atasi kepekatan tegasan, perbaiki pemilihan bahan, ubah suai keadaan operasi

Strategi Pencegahan

Fasa Reka Bentuk

• Hilangkan sudut tajam dan kepekatan tegasan
• Gunakan jejari fillet yang besar pada perubahan diameter
• Nyatakan bahan yang sesuai untuk tahap tekanan dan persekitaran
• Lakukan analisis tegasan unsur terhingga
• Sapukan rawatan permukaan (shot peening, nitriding) untuk meningkatkan rintangan keletihan

Fasa Operasi

• Kekalkan kebaikan kualiti keseimbangan untuk meminimumkan tegasan lentur kitaran
• Pastikan penjajaran ketepatan
• Elakkan operasi pada kelajuan kritikal
• Elakkan peristiwa kelajuan terlampau
• Kawal tegasan haba melalui pemanasan/penyejukan yang betul

Fasa Penyelenggaraan

• Pemeriksaan berkala menggunakan kaedah NDE yang sesuai
• Program aliran getaran untuk mengesan gejala awal
• Pengimbangan berkala untuk meminimumkan tekanan keletihan
• Pencegahan kakisan dan penyelenggaraan salutan

Keretakan aci mewakili salah satu potensi kegagalan yang paling serius dalam jentera berputar. Gabungan pemantauan getaran (untuk mengesan ciri 2× tandatangan) dan pemeriksaan tidak musnah berkala menyediakan strategi terbaik untuk pengesanan retak awal, membolehkan penyelenggaraan terancang sebelum kegagalan bencana berlaku.

---

← Kembali ke Indeks Utama