Inzicht in losheid van voetstukken
Losheid van het voetstuk is een mechanische toestand waarbij de lagervoetstuk is onvoldoende aan de funderingsplaat of fundering bevestigd, waardoor onbedoelde bewegingen of schommelingen onder dynamische belastingen kunnen optreden. Dit kan het gevolg zijn van loszittende ankerbouten, gebarsten funderingsblokken, aangetaste mortel of aangetast funderingsbeton. Als een vorm van constructief mechanische losheid, ontstaat er een kenmerkende signaal met grote amplitude trillingen rich in harmonischen met grillig, niet-lineair gedrag.
Deze toestand is vooral problematisch omdat ze niet alleen de trillingen versterkt, maar ook elke andere corrigerende maatregel ondermijnt. U kunt niet met succes balanceren een rotor balanceren of een nauwkeurige uitlijning behouden wanneer de lagersteun zelf onder belasting kan verschuiven. Daarom moet speling in het voetstuk worden opgespoord en verholpen eerst — het is een eerste vereiste, geen bijzaak, in elk programma voor trillingsdemping.
1. Definitie: Wat is loszittendheid van het voetstuk?
Een lagervoetstuk dient om een lager in een vaste, starre positie ten opzichte van de fundering te houden, zodat de rotor rond een stabiele hartlijn draait. Deze functie is afhankelijk van een ononderbroken stijfheidsketen: lagerhuis → voetstuk → mortel → fundering, die allemaal aan elkaar zijn geklemd door correct aangedraaide ankerbouten. Loszittendheid van het voetstuk is een breuk ergens in die keten. De klemkracht gaat verloren, er ontstaat een opening en het voetstuk kan bij elke cyclus van de draaiende kracht een beetje omhoog komen, schommelen of verschuiven.
Die af en toe optredende vrijheid zorgt ervoor dat de trilling niet-lineair is. Een stevig vastgeschroefd voetstuk reageert evenredig aan de uitgeoefende kracht: dubbele kracht, dubbele beweging. Een loszittend voetstuk doet dat niet: het blijft stil staan totdat de kracht groot genoeg is om de wrijving te overwinnen of een opening te dichten, waarna het plotseling in beweging komt en met een klap tot stilstand komt. Juist deze stop-startbeweging, die gepaard gaat met schokken, is de reden waarom de spectrum vult zich met boventonen in plaats van de enkele zuivere piek van pure onbalans.
2. Oorzaken van loszittendheid van het voetstuk
Loszittende ankerbouten
De meest voorkomende oorzaak.
- Mechanisme: de ankerbouten waarmee het voetstuk aan de grondplaat is vastgezet, raken los.
- Redenen: een onjuist aandraaimoment bij het vastdraaien, uitrekken of terugveren van bouten, losraken door trillingen en corrosie.
- Detectie: visuele inspectie, controle van het aanhaalmoment en meting van de rek van bouten.
- Progressie: zelfverslechtering — naarmate de trillingen toenemen, raken de bouten steeds losser.
Versleten of ontbrekende voegmiddel
- Functie van mortel: vult de ruimte tussen de sokkel en de fundering op en verdeelt de belasting gelijkmatig.
- Verslechtering: mortel barst, brokkelt af of spoelt na verloop van tijd weg.
- Resultaat: het voetstuk staat scheef en kan wiebelen of verschuiven.
- Komt veel voor: oudere installaties, omgevingen met veel trillingen en ruimtes die aan water worden blootgesteld.
Gebarsten voetstukken
- Vermoeidheidsscheuren als gevolg van trillingsbelastingen (zie mechanische vermoeidheid).
- Spanningscorrosiescheuren.
- Productiefouten, zoals gietfouten.
- Overbelastingssituaties.
- Door een scheur kan de sokkel te veel doorbuigen of losraken.
Aantasting van de fundering
- Afbrokkeling of scheurvorming in beton.
- De gaten voor de ankerbouten worden groter door herhaaldelijke bewegingen.
- Zetting of verzakking.
- Vorst-dooi-schade.
Onjuiste installatie
- Onvoldoende aandraaimoment bij de montage.
- Openingen onder de voetjes van het voetstuk zachte voet toestand.
- Onvoldoende dekking of dikte van de voegmortel.
- Verkeerde maat of kwaliteit van de bout.
3. Trillingspatroon
Kenmerkende eigenschappen
- Meerdere harmonischen: sterke 1×-, 2×-, 3×- en 4×-componenten — in tegenstelling tot onbalans, die voornamelijk 1× is.
- Hoog algemeen niveau: de amplitude is onevenredig groot in verhouding tot de waargenomen forcering.
- Onvoorspelbaar gedrag: amplitude en fase onvoorspelbaar variëren tussen metingen.
- Niet-lineaire respons: Trillingen nemen niet lineair toe met de snelheid of de belasting.
- Verschillen in richting: vaak veel erger in één richting (verticaal versus horizontaal).
Spectrumkenmerken
- Talrijke harmonischen van de loopsnelheid (1×, 2×, 3×, 4×, 5× of meer).
- Subsynchroon Subharmonische componenten kunnen optreden (bijv. ½×).
- Een verhoogd breedband ruisniveau.
- Een onstabiel spectrum dat tussen metingen aanzienlijk varieert.
Kenmerken van de tijdgolfvorm
- Afknipping of afvlakking bij de pieken, waar het voetstuk tegen zijn aanslagen stoot — duidelijk zichtbaar in de tijdgolfvorm.
- Een onregelmatige, niet-sinusvormige vorm.
- Afgeknipte pieken die wijzen op harde schokken.
- Slagpatronen waarbij meerdere frequentiecomponenten samenkomen.
4. Detectiemethoden
Trillingstests
- Harmonische analyse: een reeks sterke harmonischen wijst er meteen op dat er sprake is van speling.
- Coherentietests: laag coherentie Lage coherentie tussen herhaalde metingen weerspiegelt de onstabiele, niet-lineaire respons.
- Vergelijking van de richting: Grote verschillen tussen horizontale en verticale waarden duiden doorgaans op een structureel probleem.
- Respons op uitbalancering: Speling verstoort het evenwicht — de meetwaarden stabiliseren niet.
Een draagbare tweekanaalsanalysator is het ideale hulpmiddel voor deze triage in het veld. De Balanset-1A registreert het spectrum, de tijdgolfvorm en de 1×-amplitude en -fase direct bij het lagerhuis, zodat een analist de harmonische reeks kan zien, de faseverschuivingen tussen verschillende draaicycli kan volgen en kan vaststellen dat de meetwaarden niet stabiliseren — het klassieke kenmerk van speling — voordat er tijd wordt verspild aan een uitbalanceringspoging die niet kan slagen.
Tap test
- Sla met een hamer op het voetstuk terwijl u luistert en voelt of er geratel klinkt
- Een losse voet geeft een doffe klap in plaats van een heldere klank.
- U kunt onder de slag voelen dat het voetstuk beweegt.
- Eenvoudig, maar een echt effectieve praktijktest.
Visuele inspectie
- Kijk of er openingen onder de poten van het voetstuk zitten.
- Controleer op scheuren in het voetstuk of het voegsel.
- Controleer de staat van de bouten — roest, uitrekking, gebroken bouten.
- Let op sporen (slijtage, gepolijste plekken) die wijzen op beweging.
- Controleer op corrosie, ontbrekende voegen en schade aan de fundering
Controle van het aandraaimoment
- Controleer elke ankerbout met een momentsleutel.
- Vergelijk de werkelijke waarden met de opgegeven waarden — een Rekenhulp voor het aandraaimoment van bouten en een Calculator voor boutvoorspanning geeft de juiste gegevens voor de afmetingen en de kwaliteit van de bout.
- Draai loszittende bouten opnieuw vast en controleer de trillingen nogmaals.
- Vervang beschadigde of verroeste bouten.
Verdere diagnostische onderzoeken
- Belasting toepassen: Oefen een kracht uit op het voetstuk en bekijk de doorbuiging.
- Rocking test: Probeer het voetstuk met de hand te wiebelen.
- Meetklok: Bewegingen meten onder bedrijfsbelasting.
- Ultrasone boutspanning: De werkelijke voorspanning van de bout op niet-destructieve wijze meten.
5. Correctieprocedures
Directe maatregelen
- Zet de ankerbouten vast volgens de specificaties, in de juiste volgorde.
- Ontbrekende vulplaatjes toevoegen om de openingen onder de voetjes van het voetstuk op te vullen.
- Controleer of er verbetering is door de trillingen na de correctie opnieuw te controleren.
Volledige reparatie
- Verwijder de oude, versleten voegmortel volledig.
- Reinig en bereid de oppervlakken voor.
- Zet het voetstuk waterpas en vul de openingen nauwkeurig op.
- Installeer de ankerbouten en draai ze vast met het juiste aanhaalmoment.
- Giet nieuwe voegmortel in en zorg ervoor dat de ruimte volledig wordt opgevuld — een calculator voor voegvolume bepaalt de hoeveelheid.
- Wacht voldoende lang totdat het materiaal volledig is uitgehard voordat u het weer in gebruik neemt.
- Controleer de uiteindelijke uitlijning en trillingen.
Constructief herstel
Voor gebarsten of beschadigde sokkels:
- Lasreparatie van scheuren, mits het materiaal daarvoor geschikt is en de spanningen bekend zijn.
- Versterking met hoekplaten of verstevigingselementen.
- Vervang de voet volledig indien deze ernstig beschadigd is.
- Herstel of vervanging van funderingen wanneer het beton beschadigd is.
6. Preventie
Tijdens de installatie
- De juiste voegprocedures met hoogwaardige materialen.
- De juiste maat en het juiste aantal ankerbouten — een Berekeningsprogramma voor de uittrekkracht van ankerbouten controleert de draagkracht.
- Juiste aanhaalmomenten en toepassing.
- Correctie van zachte voet vóór de definitieve montage.
- Kwaliteitscontrole.
Tijdens het gebruik
- Periodieke controle van het boutkoppel (jaarlijks of volgens schema)
- Trillingsmonitoring om beginnende losheid vroegtijdig op te sporen.
- Controles op uitlijning om verschuivingen van de sokkel op te sporen.
- Visuele inspecties tijdens stilstand.
7. Verband met andere kwesties
- vs. soft foot: A zachte voet zijn er oneffenheden voor de bouten zijn aangedraaid; loszittende voet duidt op onvoldoende klemkracht na tightening.
- vs. algemene mechanische speling: loszittende sokkel is het constructie-element aan de ondersteuningszijde van het bredere mechanische losmaking family.
- Maakt uitbalancering onmogelijk: Een rotor kan niet worden uitgebalanceerd op een losse voet.
- Uitlijning onmogelijk: precision uitlijning heeft geen zin als het voetstuk kan bewegen.
- Versnelt andere problemen: de overmatige trillingen versnellen lagerslijtage en slijtage op andere plaatsen in de machine.
Loszittende voetstukken zijn een structureel probleem dat moet worden verholpen als voorwaarde voor effectieve trillingsbeheersing. De karakteristieke meervoudige harmonische kenmerken en het niet-lineaire gedrag maken het gemakkelijk te identificeren. Correctie door middel van het correct aandraaien van bouten en structurele reparatie is meestal eenvoudig, wat de algehele trillingen en betrouwbaarheid van de machine direct verbetert.
