Diagnosticarea unui arbore îndoit
A arbore îndoit este o condiție în care o mașină rotor a fost deformat permanent - plastic - astfel încât axa sa geometrică nu mai este dreaptă. Aceasta produce o vibrații semnătură care arată înșelător ca dezechilibru sau nealiniere, dar are o amprentă revelatoare care îl diferențiază: vibrații axiale ridicate la turația de funcționare. Recunoașterea amprentei - și confirmarea acesteia cu analiza fazelor - este ceea ce împiedică un inginer să piardă ore întregi încercând să echilibreze o defecțiune pe care echilibrarea nu o poate remedia niciodată.
1. Natura unui arbore îndoit
Un arbore încovoiat este rezultatul solicitării materialului arborelui dincolo de limita sa elastică, astfel încât deformarea nu revine atunci când sarcina este eliminată. Mai multe mecanisme o cauzează:
- Stres termic: un rotor fierbinte - de exemplu, un rotor de turbină lăsat să se răcească neuniform sau unul care nu este rotit pe un angrenaj de virare - poate căpăta o curbură permanentă pe măsură ce se fixează. Acest lucru este diferit de o curbură temporară arc termic care dispare odată cu egalizarea temperaturilor.
- Daune mecanice: un rotor căzut, un impact puternic sau o manipulare dură în timpul transportului sau al reviziei.
- Defectare indusă: funcționarea susținută în condiții de dezechilibru sever sau de dezaliniere poate suprasolicita arborele până când acesta cedează, transformând o defecțiune în alta.
Este necesar să se facă distincția între o adevărată îndoire plastică și o îndoire recuperabilă încovoierea arborelui: o curbură termică sau gravitațională se poate îndrepta în timpul utilizării sau după repaus, în timp ce un arbore îndoit rămâne deformat și trebuie corectat fizic sau înlocuit.
2. Semnătura vibrațională a unui arbore îndoit
Caracteristica dominantă este un vârf de amplitudine mare la 1× din viteză de funcționare. Curbura acționează ca un punct greu mare, distribuit, astfel încât, pe măsură ce arborele se rotește, aruncă o dată pe revoluție forță centrifugă foarte asemănătoare cu cea a dezechilibrului. Indicatorii distinctivi sunt:
- Vibrații axiale ridicate: cel mai important semn. Pe măsură ce un arbore îndoit se rotește, acesta forțează componentele fixate pe el - cuplaje, rulmenți, corpul rotorului - să se miște înainte și înapoi de-a lungul axei arborelui. Atunci când vibrații axiale depășește aproximativ 50% din nivelul radial (orizontal sau vertical), se indică în mod clar un arbore îndoit sau o dezaliniere gravă.
- Vibrații radiale similare: ca și în cazul dezechilibrului, 1× vibrație radială este mare.
- Frecvență dominantă 1×: a spectru este de obicei dominată de vârful 1×, deși poate apărea și o componentă 2× - în special atunci când curbura este aproape de centrul arborelui.
Deoarece imaginea radială imită atât de bine dezechilibrul, citirea axială și relațiile de fază descrise mai jos sunt cele care stabilesc de fapt diagnosticul.
3. Diferențierea unui arbore îndoit de o nealiniere
Un arbore îndoit și nealinierea arborelui pot părea aproape identice în ceea ce privește amplitudinea, deoarece ambele generează vibrații axiale. Modalitatea de a le separa este următoarea analiza fazelor, folosind relația de sincronizare a tahometru referință face posibilă.
- Procedura: luați radiale și axiale fază măsurători atât la rulmenții interiori, cât și la cei exteriori - patru citiri în total.
- Indicația arborelui îndoit: în cazul în care arborele este îndoit, măsurătorile de fază axială efectuate în aceeași poziție radială (de exemplu, partea superioară a fiecărui rulment) vor fi aproximativ defazate cu 180° unul cu celălalt. În timp ce un capăt al rotorului este împins înainte de curbură, celălalt capăt este tras înapoi.
- Indicație de dezaliniere: în dezaliniere unghiulară clasică, aceleași citiri ale fazei axiale tind să fie aproximativ în fază (aproape la 0° distanță).
Citirea fazelor în cuplaj oferă dovezi suplimentare, adesea definitive, pentru a diferenția cele două defecte. A calculator unghi de fază este utilă pentru combinarea și compararea acestor citiri vectoriale în timpul evaluării.
4. Diferențierea unui arbore îndoit de un dezechilibru
Ambele condiții creează vibrații radiale 1× ridicate, dar dezechilibru generează foarte puține vibrații axiale. Deci, un vârf mare de 1× combinate cu mișcarea axială semnificativă nu indică doar dezechilibrul, ci un arbore îndoit sau o dezaliniere.
Există, de asemenea, un comportament practic, aproape diagnostic, în timpul corecției. Un arbore îndoit nu poate fi reparat prin echilibrare: adăugarea ponderi de corecție poate reduce vibrațiile la un rulment și le poate crește la altul, deoarece îndoirea este o deformare distribuită și nu o singură masă localizată. Dacă un rotor se dovedește încăpățânat sau imposibil de echilibrat - citirile refuzând să converge către o valoare acceptabilă dezechilibru rezidual - acest comportament frustrant este în sine o dovadă puternică a unui arbore îndoit, mai degrabă decât a unui simplu dezechilibru.
5. Confirmarea și măsurarea practică
Confirmarea definitivă este mecanică: montați rotorul pe blocuri V sau între centrele strungului și baleiați arborele cu un indicator cu cadran pentru a măsura bătaia radială (citirea totală a indicatorului). O bătaie radială semnificativă și repetabilă, care atinge un maxim într-o anumită poziție unghiulară, confirmă o îndoire fizică, după care arborele trebuie îndreptat sau înlocuit. Un calculator al bătăii radiale a arborelui ajută la corelarea TIR-ului măsurat cu excentricitatea reală a liniei centrale.
Cu toate acestea, înainte ca o mașină să fie deschisă, defecțiunea este de obicei identificată mai întâi pe echipamentul în funcțiune. Un analizor portabil cu două canale, cum ar fi Balanset-1A permite tehnicianului să capteze simultan amplitudinea și faza 1× în direcțiile radială și axială la ambii rulmenți, în rulmenții proprii ai mașinii la viteza de funcționare - exact setul de fază în patru puncte necesar pentru a separa un arbore îndoit de dezaliniament și pentru a confirma că rotorul chiar nu poate fi echilibrat. Această citire la fața locului transformă un simptom ambiguu de 1× ridicat într-un diagnostic sigur, înainte de a începe orice dezasamblare.
