Forståelse av mekanisk løshet i roterende maskineri
Definisjon: Hva er mekanisk løshet?
Mekanisk løshet er en tilstand der komponenter i roterende maskineri har for store klaringer, utilstrekkelig feste, slitte passformer eller strukturell forringelse som tillater utilsiktet relativ bevegelse mellom deler som skal være stivt forbundet. Dette skaper ikke-lineære vibrasjon atferd preget av flere harmoniske av løpehastigheten, uregelmessige amplitudevariasjoner og retningsforskjeller i vibrasjon som ikke følger normale mønstre.
Løshet er et vanlig maskinproblem som ikke bare forårsaker overdreven vibrasjon direkte, men også hindrer effektiv diagnose og korrigering av andre problemer som ubalanse eller feiljustering. Det må identifiseres og korrigeres før andre tiltak for vibrasjonsreduksjon kan lykkes.
Typer mekanisk løshet
Type A: Rotasjonsløshet (lagerløshet)
For stor klaring mellom lager og aksel eller hus:
- Lager-til-aksel: Slitt akseloverflate, utilstrekkelig presspasning, skadet lagerboring
- Lager-til-hus: Slitt husboring, løs lagerdeksel, utilstrekkelig presspasning
- Innvendig lager: Overdreven lagerklaring fra slitasje
- Symptom: 1×, 2×, 3× harmoniske; høyere i radielle retninger
Type B: Strukturell løshet (sokkel/fundament)
Mangelfull feste av ikke-roterende komponenter:
- Løse pidestaller: Ankerbolter ikke stramme, forringet fugemasse
- Løs basemontering: Løse eller manglende monteringsbolter for utstyr
- Sprukket ramme eller fundament: Strukturelle skader som tillater bevegelse
- Symptom: Flere harmoniske (ofte opptil 5× eller mer); uregelmessig, ikke-lineær respons
Type C: Løshet i komponenter
Løse monterte komponenter:
- Løse impellere: Løst impeller på aksel, slitt eller manglende kile
- Løse koblinger: Løse koblingsnav på akslinger
- Løse trinser/gir: Løse drevne komponenter på akselen
- Løse deksler/beskyttelse: Plateplater som rasler
- Symptom: Harmoniske og subharmoniske; mulige 1/2×, 1/3× komponenter
Vibrasjonssignatur
Frekvenskarakteristikker
Løshet produserer særegne frekvensmønstre:
- Flere harmoniske: Sterk 1×, 2×, 3×, 4× og høyere (i motsetning til ubalanse som primært er 1×)
- Subharmoniske: Kan se 1/2×, 1/3× komponenter (type C løshet)
- Ikke-harmonisk innhold: Topper ved ikke-heltallsmultipler av løpehastighet
- Forhøyet støynivå: Bredbåndsøkning fra tilfeldige påvirkninger
Amplitudeoppførsel
- Høyt samlet nivå: Total vibrasjon uforholdsmessig i forhold til drivkreftene
- Ikke-lineær: Vibrasjon skaleres ikke forutsigbart med hastighet eller belastning
- Uregelmessig: Amplituden varierer betydelig mellom målingene
- Retningsforskjeller: Kan være 2–5 ganger høyere i én retning enn vinkelrett
Faseegenskaper
- Ustabil Fase: Fasevinkelen endres uberegnelig mellom målingene
- Stor fasespredning: ±30–90° variasjon ved samme hastighet
- Nederlagsbalansering: Uforutsigbar fase gjør balanseringsberegninger upålitelige
Tidsbølgeformfunksjoner
- Uregelmessig, ikke-sinusformet bølgeform
- Avkortede eller avkuttede topper (påvirkninger mot begrensninger)
- Tilfeldige impulsive hendelser
- Tap av periodisk struktur
Vanlige steder og årsaker
Lagerrelatert
- Slitte akseltappoverflater som gjør at lageret vipper
- Slitte eller skadede lagerhusboringer
- Utilstrekkelig interferenspasning (feil toleransevalg)
- Lagerdekselboltene er løse eller utilstrekkelig strammet
- Delte lagerhus med slitte kontaktflater
Fundament og montering
- Løse ankerbolter (den vanligste strukturelle løsheten)
- Forringet eller manglende fugemasse under pidestaller
- Sprukne betongfundamenter
- Løse monteringsbolter for utstyr til bunnplaten
- Skadede eller forlengede bolthull
Roterende komponenter
- Vifte eller impeller løs på akselen (slitt kile, løse settskruer)
- Koblingsnav med utilstrekkelig presspasning
- Skruene til remskiven er løse eller mangler
- Rotorkomponenter løse på akselen
Strukturell
- Sprukne maskinrammer eller -hus
- Utmattingssprekker i sveiser
- Løse strukturelle bolter
- Forringet liming eller lim
Deteksjonsmetoder
Vibrasjonsanalyse
- FFT-analyse: Se etter flere harmoniske (1×, 2×, 3×, 4×, 5×+)
- Koherenstesting: Lav koherens mellom målingene indikerer ikke-lineær oppførsel
- Retningsmessig sammenligning: Store forskjeller mellom horisontalt og vertikalt
- Respons på ekstern eksitasjon: Bank på maskinen, observer unormal respons
Fysisk inspeksjon
Visuell inspeksjon
- Se etter hull, sprekker, korrosjon og skader
- Se etter vitnespor som indikerer bevegelse
- Observer slitasjemønstre på malingen ved grensesnittene
- Se etter metallspon som indikerer slitasje
Trykktesting
- Slå på mistenkte løse komponenter med hammer
- Lytt etter raslende eller dumpe lyder i stedet for konstant ringing
- Kjenn etter overdreven bevegelse eller vibrasjon
- Sammenlign med kjente, gode komponenter
Momentverifisering
- Sjekk alle bolter med momentnøkkel
- Verifiser mot spesifikasjoner
- Se etter ødelagte, skadede eller korroderte festemidler
- Sjekk for avrevne tråder
Push/Pull-testing
- Bruk makt på mistenkelige komponenter
- Observer bevegelse som ikke skal forekomme
- Bruk måleskiver for å kvantifisere spill
- Sammenlign med nye eller riktig sikrede komponenter
Korrigeringsprosedyrer
For lagerløshet
- Bytt lager: Hvis lageret selv er slitt
- Reparasjon av aksel: Bygg opp slitt aksel med forkromming eller sveising, maskiner etter behov
- Reparasjon av bolig: Maskinhuset til større størrelse, bruk større lager; eller bygg opp med metallsprøyte/sveis
- Forbedre passformen: Bruk riktige interferenspasninger i henhold til produsentens spesifikasjoner
- Lagerhetter: Stram eller skift ut hvis slitt
For strukturell løshet
- Stram alle festemidler: Trekk til spesifikasjonen med riktig mønster
- Skift ut skadede bolter: Monter nye bolter av riktig kvalitet og størrelse
- Reparer fundament: Fjern gammel fugemasse, rengjør overflater, hell ny fugemasse
- Sveisesprekker: Reparer sprekker i rammer eller pidestaller hvis det er egnet
- Legg til forsterkning: Kiler eller avstivning for svake konstruksjoner
For løshet i komponenter
- Stram til settskruene med riktig moment og gjengesikring
- Skift ut slitte nøkler og kilespor
- Bruk riktige presspasninger for presspasningskomponenter
- Pinne- eller nøkkelkomponenter som har løsnet gjentatte ganger
- Skift ut skadede komponenter
Forebyggingsstrategier
Designfase
- Spesifiser tilstrekkelige festestørrelser og -mengder
- Design riktig interferenspasning
- Sørg for tilstrekkelig strukturell stivhet
- Unngå spenningskonsentrasjoner som fører til sprekkdannelser
- Spesifiser passende festekvaliteter og materialer
Installasjonsfase
- Bruk kalibrerte momentnøkler
- Følg riktige strammesekvenser
- Bruk gjengelåsende midler der det er hensiktsmessig
- Sørg for at overflatene er rene og flate før montering
- Bekreft at passer og oppfyller spesifikasjonene
- Utfør kvalitetskontrollinspeksjoner
Vedlikeholdsfase
- Periodisk momentverifisering (årlig eller i henhold til vibrasjonsovervåkingsplan)
- Vibrasjonstrend for å oppdage utviklende løshet
- Visuelle inspeksjoner under driftsstans
- Stram etter behov
- Håndter vibrasjoner raskt før de forårsaker løshet
Diagnostiske utfordringer
Maskering av andre problemer
- Løshet kan maskere eller etterligne andre feil
- Forhindrer nøyaktig balansering på grunn av ikke-lineær respons
- Merker justering vanskelig eller umulig
- Kan generere vibrasjonsmønstre som ligner på sprekker eller lagerfeil
Progressiv natur
- Løshet starter ofte i det små og forverres gradvis
- Vibrasjon fra løshet forårsaker mer løshet (positiv tilbakekobling)
- Kan utvikle seg fra mild til alvorlig i løpet av uker hvis den ikke korrigeres
- Forårsaker til slutt sekundær skade på lagre, aksler og fundamenter
Forholdet til andre feil
Løshet vs. ubalanse
| Trekk | Ubalanse | Løshet |
|---|---|---|
| Primærfrekvens | Kun 1× | 1×, 2×, 3×, 4×+ harmoniske |
| Fasestabilitet | Konsekvent, repeterbar | Uregelmessige endringer mellom målingene |
| Linearitet | Vibrasjon ∝ hastighet² | Ikke-lineær, uforutsigbar |
| Respons på balansering | Redusert vibrasjon | Minimal eller ingen forbedring |
| Retningsmønster | Lignende horisontal/vertikal | Ofte mye høyere i én retning |
Løshet vs. feiljustering
- Feiljustering: Primært 2× med noe 1×, stabil fase
- Løshet: Flere harmoniske (1× til 5×+), ustabil fase
- Kombinasjon: Feiljustering kan forårsake løshet, og løshet forverrer feiljusteringseffektene
Innvirkning på maskinens ytelse
Direkte effekter
- Høy vibrasjon: For høye nivåer forårsaker ubehag og sikkerhetsbekymringer
- Støy: Skranglende, bankende eller dunkende lyder
- Redusert presisjon: Feil ved akselposisjonering
- Akselerert slitasje: Støtbelastning skader komponenter
Sekundærskade
- Lagerskade: Støtbelastninger og feiljustering fra løshet skader lagrene
- Skaftfreting: Mikrobevegelse ved løse passformer forårsaker gnagingskorrosjon
- Festemiddelfeil: Bolter kan bli utmattede og brekke av vekslende belastninger
- Sprekkforplantning: Vibrasjon forplanter eksisterende sprekker
- Forringelse av fundamentet: Vedvarende vibrasjoner skader betong og fugemasse
Driftsproblemer
- Hindrer effektiv balansering
- Gjør det umulig å opprettholde justeringen
- Diagnostisk forvirring som maskerer andre problemer
- Redusert utstyrspålitelighet
Eksempel på sak
Situasjon: Stor vifte med indusert trekk, 1200 o/min, kraftig vibrasjon
- Første symptomer: 8 mm/s total vibrasjon (alarmgrense 4,5 mm/s)
- Spektrum: Sterke 1×, 2×, 3×, 4× komponenter
- Balanseringsforsøk: Tre forsøk, ingen forbedring, faseuregelmessig
- Etterforskning: Fysisk inspeksjon avdekket fire av åtte ankerbolter løse
- Korreksjon: Etterstrammet alle ankerbolter til 400 N·m spesifikasjon
- Resultat: Vibrasjonen falt umiddelbart til 1,8 mm/s
- Oppfølging: Enkelt balanseringskjøring reduserte vibrasjonen til 0,8 mm/s (nå som systemet var lineært)
- Lekse: Sjekk alltid for løshet før balansering
Beste praksis
Diagnostisk sjekkliste
Når du undersøker vibrasjonsproblemer, sjekk alltid for løshet:
- Analyser spekteret for flere harmoniske
- Sjekk faserepeterbarhet
- Utfør trykktester på mistenkelige komponenter
- Bekreft alle boltmomenter
- Inspiser for sprekker, slitasje og forringelse
- Rett opp løsheten først før annen diagnostikk eller korrigeringer
Vedlikeholdsprotokoll
- Inkluder kontroller av boltmoment i PM-planer
- Dokumenter grunnleggende momentverdier
- Trendmomentavslapning over tid
- Bruk gjengelåsende midler på kritiske festemidler
- Bytt ut i stedet for å stramme gjentatte ganger hvis avslapningen gjentar seg
Mekanisk løshet er en vanlig, men ofte oversett årsak til maskinvibrasjon. Dens karakteristiske flerharmoniske signatur, ikke-lineære oppførsel og interferens med andre diagnostiske og korrigerende tiltak gjør det viktig å sjekke og korrigere løshet som et første trinn i enhver feilsøkingsinnsats for vibrasjoner.
Kategorier:
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 