Zachte voeten: oorzaken, diagnose en behandeling
Zachte voet is een van de meest voorkomende, maar tegelijkertijd onderschatte oorzaken van overmatige trillingen in roterende apparatuur. Volgens statistieken uit de praktijk, tot 80% Een groot deel van de machines in industriële installaties werkt met on gecorrigeerde softfoot. Dit artikel geeft een gedetailleerd overzicht van de fysica van het fenomeen, de classificatie ervan, detectiemethoden – van voelermaatjes tot cross-phase trillingsanalyse – en praktische correctietechnieken.
1. Definitie en fysieke kenmerken
Zachte voet Dit is een situatie waarbij een of meer machinevoeten geen volledig contact maken met het funderingsframe (zoolplaat, grondplaat) voordat de bevestigingsbouten worden vastgedraaid. Wanneer een dergelijke bout wordt vastgedraaid, vervormt de machinebehuizing, wordt de geometrie van de lagerboring verstoord en wijkt de rotoras af van de ontworpen positie.
Fysiek gebeurt het volgende: de aanhaalkracht van een bout op een voet met onvolledig contact creëert een buigmoment in de behuizing. Deze vervorming wordt overgebracht op de lagersteunen, waardoor:
- Uitlijningsfout van de binnenringen van het rollager
- Ongelijkmatige lastverdeling in glijlagers
- Hoekafwijking van gekoppelde machineassen
- Dynamische onbalans als gevolg van rotorafbuiging
Als gevolg hiervan neemt de trilling toe bij de rotatiefrequentie (1×), en in ernstige gevallen ook bij harmonische veelvouden.
Er zijn gedocumenteerde gevallen waarbij het corrigeren van een slappe voet bij een enkele bout verlaagde de trillingssnelheid (RMS) van 12 mm/s tot 2 mm/s — een zesvoudige reductie.
2. Classificatie van zachte voeten
Internationale richtlijnen onderscheiden vier typen zachte voeten. Elk type vereist een andere aanpak voor diagnose en behandeling.
Parallelle (luchtspleet) zachte voet
Onder de voet bevindt zich een gelijkmatige luchtspleet over het gehele lageroppervlak. Oorzaken hiervan zijn onder andere: een te korte voet, een niet-vlakke zoolplaat of een onjuiste dikte van de vulplaatjes.
✓ Platte, gekalibreerde vulplaatjesHoekige zachte voet
De voet raakt het frame slechts langs één rand of hoek. Wanneer de bout wordt aangedraaid, komt de tegenoverliggende zijde omhoog, waardoor de behuizing vervormt. Dit gebeurt wanneer de voet niet loodrecht op de boutas staat of wanneer het oppervlak wigvormige slijtage vertoont.
✓ Taps toelopende / getrapte vulplaatjesZachte (veerkrachtige) voet
Het oppervlak maakt formeel contact met het frame, maar er is samendrukbaar materiaal aanwezig: te dunne vulplaatjes, verf, vuil, corrosie of pakkingresten. De uitlijning "verschuift" in de loop van de tijd naarmate het materiaal zich zet. Dit wordt vastgesteld door instabiele, herhaalde metingen.
✓ Schone oppervlakken, maximaal 3 vulplaatjesGeïnduceerde zachte voet
De voet en het frame hebben de juiste geometrie, maar externe krachten — buisspanning, belasting van kabelgoten, krachten op de afscherming, druk van de vijzelbouten — trekken de behuizing uit het steunvlak. Het meest verraderlijke is dat statische metingen dit mogelijk niet aan het licht brengen.
✓ Correctie van leidingspanningGatExterne krachtCorrectie Bepaal eerst het type zachte voet aan de hand van de aard van het contact, en selecteer vervolgens de correctiemethode (vulplaatjes, oppervlaktebewerking, verwijdering van externe belastingen).
3. Invloed op de trillingstoestand van de machine
Een zachte voet heeft een complex negatief effect op de conditie van de machine, dat zich uitstrekt over meerdere parameters:
| Parameter | Mechanisme van impact |
|---|---|
| Trillingssnelheid (RMS, mm/s) | Amplitudetoename bij 1× rotatiefrequentie als gevolg van rotorafbuiging en -uitlijningsfouten. |
| Trillingsfase | Het fasehoekverschil tussen de steunpunten kan 180° bedragen – een kenmerkend teken van een zachte voet. |
| Spectrum | Verhoogd 1× met mogelijke aanwezigheid van 2× en netfrequentie (voor elektromotoren) |
| Leven dragend | Een verkeerde uitlijning van de ringen veroorzaakt puntbelasting op de rolelementen, waardoor de levensduur drastisch wordt verkort. |
| Asuitlijning | Instabiele uitlijning: waarden wijken af van de streefwaarde na het vastdraaien van de bouten. |
| Zeehonden | Behuizingsvervorming verstoort de geometrie van de zittingen van de mechanische afdichting. |
Als de trillingen na een goede asuitlijning aanhouden, dan... Het eerste wat je moet controleren is of je voeten zacht zijn..
4. Diagnostische methoden
4.1. Statische detectie (voelermaatjes en meetklokken)
De meest gebruikelijke methode tijdens geplande uitlijningswerkzaamheden.
- Maak alle bevestigingsbouten van de machine los.
- Plaats een voelermaat tussen elke voet en het frame. Noteer de afstanden.
- Voor elke voet met een opening groter dan 0,05 mm, selecteer gekalibreerde vulplaatjes.
- Draai alle bouten vast met een momentsleutel.
- Herhaal de meting met een meetklok: monteer de basis op het frame, plaats de punt van de meetklok op de voet en draai de bout los. De toegestane verplaatsing is niet meer dan 0,05 mm (50 µm).
Deze methode detecteert niet. geïnduceerde zachte voet Dat treedt op onder bedrijfsbelasting (temperatuur, druk, leidingspanning).
4.2. Dynamische detectie (losraken van bouten op een draaiende machine)
Deze methode detecteert een slappe voet direct onder bedrijfsomstandigheden — bij temperatuur, druk en leidingbelasting.
- Monteer een trillingssensor (accelerometer) op de machinebehuizing in de buurt van de steun.
- Sluit het instrument aan in de modus voor realtime RMS-monitoring van de trillingssnelheid. Een draagbare tweekanaals vibrometer zoals de Balanset-1A kan worden gebruikt om gelijktijdig het trillingsniveau en de fasehoek bij de rotatiefrequentie te bewaken.
- Draai elke bevestigingsbout één voor één los (totdat u hem met de hand vastdraait) en observeer de verandering in de RMS-waarde.
- Draai de bout na controle direct weer vast en ga verder met de volgende.
- Als het losdraaien van een bout leidt tot een aanzienlijke vermindering van de trillingen, duidt dit op een zwakke plek op de bout.
Een verlaging van de RMS-waarde van de trillingssnelheid van meer dan 20% Het losdraaien van één enkele bout is dan al een doorslaggevend bewijs van een slappe constructie.
Het werken met bevestigingsmiddelen aan draaiende machines brengt een verhoogd risico met zich mee. Strikte naleving van de Arbo-voorschriften is verplicht, inclusief het gebruik van vonkvrij gereedschap in gevaarlijke gebieden en met de juiste vergunning voor werkzaamheden aan onder spanning staande apparatuur.
4.3. Analyse van trillingen tussen fasen
De meest informatieve instrumentele methode, waarmee zachte voetidentificatie mogelijk is. zonder de bevestigingsmiddelen los te maken op lopende apparatuur.
Benodigde uitrusting
- Tweekanaals trillingsanalysator met kruisfasefunctie
- Twee versnellingsmeters
- Fase referentiesensor (toerenteller) en een reflecterende markering op de rotor
De tweekanaals vibrometer Balanset-1A Het apparaat maakt gelijktijdige meting van de trillingsamplitude bij 1× en de fasehoek op twee kanalen mogelijk met een nauwkeurigheid van ±2°, waardoor het geschikt is voor kruisfaseanalyse in het veld. Een foto-elektrische fasereferentiesensor (bereik 0–360°) is standaard inbegrepen.
- Monteer versnellingsmeters op twee machineonderdelen in dezelfde richting (bijvoorbeeld verticaal).
- Bevestig de markering aan de rotor en richt de toerentellersensor op de markering.
- Voer de kruisfasemeting uit: het instrument bepaalt het verschil in trillingsfasehoek tussen twee punten bij 1× rotatiefrequentie.
Als het faseverschil ongeveer 180° Een gelijktijdig significant amplitudeverschil tussen de twee steunpunten is een kenmerkend teken van een slappe voet. Het steunpunt met de hogere amplitude geeft de locatie van het probleem aan.
Differentiële diagnose
| Defect | Faseverschil tussen steunpunten | Amplitude |
|---|---|---|
| Zachte voet | ≈ 180° | Aanzienlijk verschil tussen de steunpunten |
| Onbalans | ≈ 0° (in fase) | Vergelijkbare niveaus |
| Verkeerde uitlijning | 0° of 180° | Afhankelijk van het type uitlijningsfout |
CH1 / CH2Δφ ≈ 0°Δφ ≈ 180° In-fase signalen duiden doorgaans op een onbalans; anti-fase signalen wijzen op een slappe voet. Voor een definitieve conclusie dient u de amplitudes, het 1×/2× spectrum en de boutlosheidstest te controleren.
Het voordeel van de kruisfasemethode is dat deze werkt tijdens normaal machinegebruik en dat er geen bevestigingsmiddelen losgemaakt hoeven te worden.
5. Pijpgerelateerde softfoot
Pijpbelasting op pomp- of compressorapparatuur is een van de belangrijkste, maar vaak over het hoofd geziene oorzaken van overmatige trillingen en instabiele uitlijning.
5.1. Mechanisme van ontstaan
Als een leiding onder spanning (zonder speling) op een machineflens wordt aangesloten, wordt de leidingkracht constant op de machinebehuizing uitgeoefend. Onder de bedrijfsdruk en -temperatuur neemt deze kracht toe als gevolg van thermische uitzetting. De leiding "schudt" de machine heen en weer, wat leidt tot:
- Periodieke veranderingen in de uitlijning van de as
- Verhoogde trillingen bij 1× en 2× rotatiefrequentie
- Voortijdige slijtage van lagers en mechanische afdichtingen
- Onstabiele meetwaarden bij poging tot uitlijning.
RekkrachtVervorming De rode pijlen geven de trekkracht in de pijp aan die de machine uit zijn geometrie trekt. De cirkel 12-3-6-9 geeft de volgorde aan voor het meten van de flensopeningen op vier punten vóór de uitlijning.
5.2. Inspectie van de staat van de leidingen
Voordat de as wordt uitgelijnd, is inspectie van de flenshoek en -offset verplicht.
- Koppel de leiding los van de machineflens.
- Meet de afstand tussen de pijpflens en de machineflens op vier punten: 12, 3, 6 en 9 uur.
- Bepaal de hoekafwijking (verschil in spleet tussen tegenoverliggende punten) en de verschuiving (parallelle afwijking van de hartlijnen van de flenzen).
Toleranties
- Ideale hoek en offsetwaarde: 0 mm
- Praktisch haalbaar met zorgvuldige aanpassing: 0,01–0,02 mm
- Waarden die hoger zijn dan 0,05 mm Vereist verplichte correctie vóór uitlijning.
5.3. Pijpfitting
Het doel is een spanningsvrije flensverbinding te realiseren zonder externe krachten toe te passen. Methoden omvatten:
- Het afstellen van buissteunen en -ophangsystemen
- Het inkorten of verlengen van spoelstukken
- Gebruik van uitzettingsvoegen
- Correctie van tussenliggende steunposities
Volgens gegevens uit de praktijk, Tot wel 80% aan operationele organisaties verwaarlozen de controle van de leidingdruk., De zoektocht naar de oorzaak van de trillingen gaat door. Dit werk is arbeidsintensief, maar zonder dit werk zal elke uitlijning – zelfs precisie-uitlijning – instabiel zijn.
6. Vereisten voor het voetcontactoppervlak
Het minimale contactoppervlak van de machinevoet met de zoolplaat (fundamentframe) moet zijn ten minste 80% van het voetzoolgebied.
Wanneer het contactoppervlak kleiner is dan 80%:
- De belasting is ongelijk verdeeld, waardoor plaatselijke spanningsconcentraties ontstaan.
- Vulplaatjes vervormen en vertonen inkepingen op de contactpunten.
- Het vastdraaien van bouten zorgt niet voor een stabiele bevestiging; de uitlijning verschuift na verloop van tijd.
- Het risico op vermoeidheidsbreuk van de voet of zoolplaat neemt toe.
Inspectiemethoden
- Visuele inspectie: contactsporen, oxidatie, krassen op de voet- en frameoppervlakken
- Pruisisch blauw (markeerpasta): Breng een dunne laag aan op de zoolplaat, druk de voet naar beneden en beoordeel het contactpatroon.
- Voelermaatset: Meet de omtrek van de voet met de bout losgedraaid.
Als blijkt dat het contactoppervlak minder dan 80% is, moet de vlakheid van de lageroppervlakken worden hersteld: door middel van schrapen, frezen of slijpen van de zoolplaat en/of voetzool.
7. Correctieprocedure voor zachte voeten
Aanbevolen werkvolgorde bij constatering van een zachte voet:
Lageroppervlakken voorbereiden
- Reinig de zoolplaten en voetoppervlakken van vuil, verf, roest en oud pakkingmateriaal.
- Controleer de vlakheid met een liniaal en voelermaat.
- Bewerk de oppervlakken indien nodig (slijpen, schrapen).
Controleer het contactgebied
- Zorg ervoor dat het contact tussen de voet en de zoolplaat minimaal 80% bedraagt.
- Verwijder alle samendrukbare (veerkrachtige) materialen uit de contactzone.
Meetbare hiaten
- Maak alle bevestigingsbouten los.
- Meet de openingen met voelermaatjes of een meetklok bij elke voet.
- Selecteer gekalibreerde roestvrijstalen vulplaatjes. Niet meer dan 3 vulplaatjes per voet (om een "slap" effect te voorkomen)
Controleer de leidingspanning
- Koppel de leidingen los.
- Meet de flenshoek en de offset op vier punten.
- Als de toleranties worden overschreden, corrigeer dit dan om een spanningsvrije verbinding te verkrijgen.
Definitieve aanscherping en verificatie
- Draai alle bouten kruislings vast met een momentsleutel.
- Controle met meetklok: verplaatsing ≤ 0,05 mm bij het losdraaien van een bout.
- Test de trillingsniveaus en controleer ze.
Voer asuitlijning uit.
De as moet worden uitgelijnd. pas nadat de slappe voet volledig is gecorrigeerd en de leidingen zijn gemonteerd. Anders zullen de uitlijningsresultaten instabiel zijn.
8. Instrumentatie
8.1. Hulpmiddelen voor statische diagnostiek
- Gekalibreerde voelermaatset (vanaf 0,02 mm)
- Meetklok op magnetische voet (schaalverdeling 0,01 mm)
- Rechte rand
- Markeerpasta (Pruisisch blauw) voor het beoordelen van het contactoppervlak.
- Gekalibreerde momentsleutel
8.2. Hulpmiddelen voor dynamische diagnostiek
Dynamische detectie van zachte voetbewegingen en kruisfaseanalyse vereisen een draagbare trillingsanalysator met gelijktijdige tweekanaalsmeting en faseanalysemogelijkheden.
De Balanset-1A (gefabriceerd door VibroMera) is een draagbare tweekanaals vibratiemeter-balancer die geschikt is voor deze taken. Belangrijke specificaties relevant voor diagnostiek van zachte voeten:
De tweekanaalsarchitectuur van de Balanset-1A maakt gelijktijdige amplitude- en fasetrillingsmeting op twee steunpunten mogelijk, wat een voorwaarde is voor cross-phase softfoot-diagnostiek. Na softfoot-correctie wordt hetzelfde instrument gebruikt voor rotorbalancering in de eigen lagers – in één of twee correctievlakken – zonder demontage van de apparatuur.
9. Normatieve referenties
- GOST R ISO 20816-1-2021 — Trillingen. Meting en evaluatie van machinetrillingen. Deel 1. Algemene richtlijnen.
- GOST R ISO 18436-2-2005 — Conditiebewaking en diagnose van machines. Trillingsconditiebewaking en -diagnose. Deel 2. Eisen voor opleiding en certificering van personeel.
- ISO 1940-1:2003 — Mechanische trillingen. Kwaliteitseisen voor de balans van rotoren in een constante (stijve) toestand. Deel 1: Specificatie en verificatie van balanstoleranties.
- ISO 10816 / ISO 20816 — Een reeks normen voor het beoordelen van de trillingstoestand van machines.
10. Conclusie
Belangrijkste conclusie
Een slappe voet is een systematisch installatiedefect waarvan de correctie een verplichte voorwaarde Voor een succesvolle asuitlijning en trillingsreductie in roterende apparatuur. Het negeren van een zachte voet maakt alle daaropvolgende inbedrijfstellingswerkzaamheden zinloos: de uitlijning zal instabiel zijn, de trillingen zullen hoog blijven en de levensduur van lagers en afdichtingen zal worden verkort.
Moderne draagbare tweekanaals vibratiemeters zoals de Balanset-1A Het biedt een complete diagnostische cyclus — van het detecteren van onregelmatigheden via faseovergangsanalyse tot de daaropvolgende rotorbalancering op locatie. Het gebruik van instrumentele diagnostische methoden in plaats van visuele inspectie verhoogt de betrouwbaarheid van defectdetectie aanzienlijk en verkort de inbedrijfstellingstijd.
Aanbevolen inbedrijfstellingsworkflow
Werklogica""Ja"-takLaatste controle Kernregel: ga pas verder met uitlijnen nadat de zachte voetcorrectie is bevestigd. Het praktische criterium: voetverplaatsing ≤ 0,05 mm tijdens het losdraaien van de controlebout en afwezigheid van trillingen in tegenfase.
Het volgen van deze stappen vormt de basis voor een betrouwbare en langdurige werking van roterende apparatuur.
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 
0 reacties