Ce este slăbirea mecanică? Deteriorare progresivă • Echilibrator portabil, analizor de vibrații "Balanset" pentru echilibrarea dinamică a concasoarelor, ventilatoarelor, tocătoarelor, spiralelor de pe combine, arborilor, centrifugelor, turbinelor și multor alte rotoare Ce este slăbirea mecanică? Deteriorare progresivă • Echilibrator portabil, analizor de vibrații "Balanset" pentru echilibrarea dinamică a concasoarelor, ventilatoarelor, tocătoarelor, spiralelor de pe combine, arborilor, centrifugelor, turbinelor și multor alte rotoare

Ce este slăbirea mecanică? Deteriorarea progresivă

Publicat de admin pe

Înțelegerea slăbirii mecanice

Definiție: Ce este slăbirea mecanică?

Slăbire mecanică este pierderea progresivă a forței de strângere, a tensiunii de fixare prin interferență sau a rigidității structurale în conexiunile mecanice asamblate corect în timp, din cauza condițiilor de funcționare, vibrații, cicluri termice, relaxare a materialului sau uzură. Spre deosebire de încălzirea inițială slăbiciune Din cauza asamblării necorespunzătoare, slăbirea mecanică descrie deteriorarea treptată a conexiunilor care au fost inițial instalate și strânse corect.

Acest proces progresiv reprezintă o problemă semnificativă în ceea ce privește fiabilitatea, deoarece se dezvoltă lent, pe parcursul a luni sau ani de funcționare, adesea trecând nedetectat până când vibrațiile cresc dramatic sau elementele de fixare se rup complet. Înțelegerea mecanismelor de slăbire permite implementarea unor măsuri preventive și a protocoalelor de inspecție pentru a detecta și corecta slăbirea înainte ca aceasta să provoace daune echipamentelor.

Mecanisme de slăbire mecanică

1. Slăbire indusă de vibrații

Cel mai comun mecanism în mașinile rotative:

Slăbirea elementelor de fixare

  • Mecanism: Vibrațiile provoacă alunecări microscopice la interfețele filetate
  • Proces: Fiecare ciclu de vibrație permite o ușoară rotație a piuliței/șurubului
  • Acumulare: Mii de cicluri desfac progresiv elementul de fixare
  • Factori critici: Amplitudinea vibrațiilor, frecvența, preîncărcarea șuruburilor, coeficientul de frecare
  • Prag: Amplitudinile vibrațiilor > 0,5-1,0 g pot cauza slăbirea în timp

Spirală auto-deblocantă

  • Vibrația inițială provoacă o ușoară slăbire
  • Slăbirea crește vibrațiile (efecte neliniare)
  • Vibrațiile crescute accelerează slăbirea ulterioară
  • Feedback-ul pozitiv poate duce la o deteriorare rapidă

2. Relaxare termică

Efectele temperaturii cauzează pierderea forței de strângere:

Expansiune diferențială

  • Șuruburile și piesele fixate au coeficienți de dilatare termică sau temperaturi diferite
  • Încălzirea provoacă dilatare care poate reduce tensiunea șuruburilor
  • Ciclurile de răcire/încălzire provoacă solicitări alternative (clichet termic)
  • Alungirea permanentă a șuruburilor din cauza fluajului la temperaturi ridicate

Set de compresie garnitură/etanșare

  • Materialele garniturii se comprimă sub sarcină și temperatură
  • Compresia permanentă reduce înălțimea de prindere
  • Tensiunea șuruburilor scade pe măsură ce îmbinarea se așează
  • Necesită strângere periodică

3. Încorporarea și tasarea materialului

  • Concasare rugozitate suprafață: Vârfurile microscopice de pe suprafețele de contact se comprimă sub sarcină
  • Decontare inițială: Componentele se asamblează în primele ore/zile de funcționare
  • Deformare permanentă: Deformare plastică ușoară în punctele de solicitare ridicată
  • Efect: Grosimea îmbinării scade ușor, reducând preîncărcarea șuruburilor

4. Frecare și uzură

  • Mișcare relativă microscopică la interfețe (fretting)
  • Material îndepărtat de pe suprafețele de contact
  • Autorizațiile de degajare cresc în timp
  • În special la îmbinările prin presare și cu cheie

5. Coroziune și atac chimic

  • Coroziunea elementelor de fixare reduce secțiunea transversală și rezistența
  • Cricul ruginit poate crește inițial tensiunea, apoi poate duce la defecțiune
  • Coroziunea filetului împiedică strângerea din nou
  • Coroziune galvanică între metale diferite

6. Oboseală

  • Tensiunile alternante din vibrații cauzează oboseala șuruburilor
  • Se dezvoltă fisuri, ducând în cele din urmă la defectarea elementelor de fixare
  • Deosebit de problematic în medii cu vibrații ridicate
  • Poate apărea chiar dacă șurubul nu se slăbește vizibil

Detectarea slăbirii progresive

Tendințe privind vibrațiile

  • Creștere treptată a nivelului general de vibrații pe parcursul a lunilor/anilor
  • Apariția și creșterea componentelor armonice
  • Creșterea împrăștierii fazelor în măsurători
  • Schimbări de la răspunsul la vibrații liniar la cel neliniar

Verificări periodice ale cuplului de strângere a șuruburilor

  • Verificare anuală sau semestrială a cuplului
  • Documentați și valorile cuplului de tendință
  • Relaxarea cuplului > 20% indică o slăbire semnificativă
  • Identificați tiparele (care șuruburi se slăbesc primele/cel mai mult)

Inspecție fizică

  • Căutați urme de martori care indică mișcarea
  • Verificați uzura vopselei la îmbinări
  • Observați dacă există urme de rugină (indicând mișcare în prezența umezelii)
  • Căutați resturi de frecare (pulbere neagră sau roșiatică la interfețe)

Strategii de prevenire

Măsuri de proiectare

  • Dimensiune adecvată a elementului de fixare: Șuruburile mai mari rezistă mai bine la slăbirea vibrațiilor
  • Elemente de fixare multiple: Distribuiți sarcinile și asigurați redundanță
  • Angrenarea corectă a filetului: Angrenare minimă 1× diametrul șurubului
  • Optimizarea rigidității: Reduceți vibrațiile la sursă

Practici de asamblare

Aplicarea corectă a cuplului

  • Folosiți chei dinamometrice calibrate
  • Urmați secvența de strângere specificată (model în stea etc.)
  • Strângere în mai multe treceri pentru îmbinări critice
  • Verificați cuplul final al tuturor elementelor de fixare

Metode de blocare

  • Compuși de blocare a filetelor: Adezivi anaerobi (Loctite etc.) care împiedică rotația
  • Șaibe de blocare: Șaibe despicate, șaibe stelate, șaibe zimțate (eficacitate dezbătută)
  • Piulițe de blocare: Inserții de nailon, fire deformate, fixare
  • Sârmă de siguranță: Blocare pozitivă pentru elemente de fixare critice
  • Plăci/Clapete de blocare: Caracteristici de blocare mecanică

Selecția materialelor

  • Utilizați clase de elemente de fixare adecvate (Clasa 8.8, 10.9 pentru încărcări mari)
  • Materiale rezistente la coroziune pentru medii dure
  • Luați în considerare acoperirile pentru caracteristici de frecare îmbunătățite

Practici operaționale

  • Strângeți din nou cuplul după rodajul inițial: Strângeți din nou după primele 24-48 de ore de funcționare
  • Verificare periodică: Verificați cuplul de strângere la timp (minim anual, trimestrial pentru echipamentele critice)
  • Controlul vibrațiilor: Mențineți-vă bine echilibru și aliniere pentru a minimiza forțele de slăbire
  • Documentare: Înregistrați valorile cuplului și datele de tendință

Când slăbirea indică probleme mai profunde

Slăbirea recurentă poate indica probleme subiacente:

  • Vibrații excesive: Dezechilibru, nealiniere sau rezonanță care provoacă vibrații puternice care anulează fixarea normală
  • Design inadecvat: Elemente de fixare subdimensionate sau insuficiente pentru încărcături
  • Probleme termice: Cicluri sau gradiente de temperatură extremă
  • Coroziune: Elemente de fixare care atacă mediile agresive
  • Oboseală: Sarcini alternante care depășesc limita de rezistență a elementelor de fixare

În aceste cazuri, abordarea doar a slăbirii (strângerii din nou) oferă o ușurare temporară. Cauza principală trebuie identificată și corectată pentru o soluție permanentă.

Slăbirea mecanică este un proces insidios care transformă în timp utilajele asamblate corect în echipamente care vibrează și sunt nesigure. Monitorizarea proactivă prin monitorizarea tendințelor vibrațiilor și inspecția fizică periodică, combinată cu practici de asamblare și metode de blocare adecvate, previne compromiterea fiabilității și siguranței echipamentelor de către slăbire.

← Înapoi la indexul principal

Categorii:
WhatsApp