Pochopenie porúch spojky
Definícia: Čo sú to poruchy spojky?
Vady spojky sú problémy s trecími spojkami a elektromagnetickými spojkami, ktoré umožňujú riadené zapínanie a vypínanie prenosu výkonu medzi hriadeľmi. Medzi tieto poruchy patrí opotrebovanie alebo zašpinenie trecieho materiálu, deformované prítlačné dosky, oslabené pružiny, kontaminácia olejom alebo nečistotami, poruchy elektromagnetických cievok a mechanické poškodenie mechanizmov zapínania. Poruchy spojky sa prejavujú ako preklzávanie (neúplný prenos krútiaceho momentu), chvenie (kmitavý záber), nadmerné teplo a charakteristické... vibrácie vzory počas zapojenia alebo nepretržitej prevádzky.
Na rozdiel od permanentných spojok sa spojky musia opakovane zapínať a vypínať, čo spôsobuje opotrebovanie a únavu materiálu, ktoré obmedzujú životnosť. Pochopenie poruchových režimov špecifických pre spojky je dôležité pre zariadenia, ktoré používajú spojky na spúšťanie, zastavovanie alebo obmedzovanie krútiaceho momentu (čerpadlá, kompresory, dopravníky, obrábacie stroje, automobilové aplikácie).
Bežné poruchy spojky podľa typu
Trecie kotúčové spojky
1. Opotrebovanie trecieho materiálu
- Mechanizmus: Bežné opotrebovanie z opakovaných interakcií a sklzov
- Príznak: Znížený krútiaci moment, zvýšený preklz
- Meranie: Hrúbka disku je nižšia ako minimálna špecifikácia
- Typický život: 1 000 – 10 000 zákaziek v závislosti od aplikácie
2. Zasklenie
- Príčina: Nadmerné teplo vytvára tvrdý a hladký povrch
- Účinok: Znížený koeficient trenia, preklzávanie
- Vzhľad: Lesklý, hladký trecí povrch namiesto matnej textúry
- Oprava: Ľahké oderanie alebo výmena
3. Horúce miesta a deformácie
- Príčina: Nerovnomerný kontakt spôsobujúci lokálne prehriatie
- Účinok: Deformácie kotúča alebo prítlačnej dosky
- Príznak: Chvenie počas záberu, pulzujúci krútiaci moment
- Oprava: Ak je v medziach, znovu navrchujte alebo vymeňte
4. Jarné oslabenie
- Tlakové pružiny strácajú napätie v dôsledku tepla a únavy
- Znížená upínacia sila
- Zvýšený sklz, nižší krútiaci moment
- Vyžaduje sa výmena pružiny alebo kompletnej spojky
Elektromagnetické spojky
1. Porucha cievky
- Elektromagnetická cievka sa vyhorí alebo skratuje
- Strata magnetickej sily
- Spojka sa nezapína alebo je slabá
- Detekovateľné meraním odporu cievky alebo odberu prúdu
2. Problémy so vzduchovou medzerou
- Nadmerná vzduchová medzera z opotrebovania alebo nastavenia
- Nedostatočná magnetická sila pre úplné zapojenie
- Čiastočné zapojenie spôsobuje preklzávanie a zahrievanie
- Zmerajte a upravte medzeru podľa špecifikácie
3. Opotrebovanie trecej plochy
- Podobné mechanickým spojkám
- Znižuje prenos krútiaceho momentu
- Spôsobuje prehrievanie a prípadné zlyhanie
Vibračné podpisy
Počas zasnúbenia (rozprávanie)
Drkotanie spojky je kmitajúce, trhavé a preklzávajúce pri zábere:
- Frekvencia: Typicky 5 – 30 Hz (nízka frekvencia)
- Príznak: Trhavé, koktavé zapojenie namiesto plynulého
- Príčiny: Glazované trecie plochy, deformované komponenty, znečistenie, nesprávny tlak pružiny
- Účinok: Torzné vibrácie prenášané cez pohon
- Poškodenie: Môže poškodiť ozubené kolesá, hriadele, spojky za prúdom
Počas nepretržitej prevádzky
- Vyvážená, dobrá spojka: Minimálny príspevok k vibráciám
- Nevyvážené komponenty spojky: 1× vibrácie z asymetrie hmotnosti zostavy spojky
- Čiastočné zapojenie (skĺznutie): Nepravidelné vibrácie, subsynchrónne komponenty z rozdielu rýchlostí
- Mechanická vôľa: Viaceré harmonické, ak je spojka uvoľnená na hriadeli
Vibrácie súvisiace s šmykom
- Keď spojka neustále prešmykuje (poškodená alebo preťažená):
- Rozdiel otáčok medzi vstupným a výstupným hriadeľom
- Frekvencie úderov z malých rozdielov v rýchlosti
- Torzné vibrácie v hnacom ústrojenstve
- Vysoká tvorba tepla
Bežné príčiny porúch spojky
Bežné nosenie
- Očakávané zhoršenie z opakovaných stretnutí
- Trecí materiál sa postupne opotrebováva
- Pružiny časom strácajú napätie
- Predvídateľná životnosť založená na pracovnom cykle
Nadmerné šmýkanie
- Príčiny: Preťaženie, nesprávne nastavenie, opotrebovaný trecí materiál
- Účinok: Rýchle zahrievanie, zrýchlené opotrebovanie
- Môže zničiť: V prípade silného poškodenia sa spojka uvoľní za pár minút.
Nesprávne zarovnanie
- Polovice spojky nie sú súosové alebo rovnobežné
- Vytvára nerovnomerný kontaktný tlak
- Urýchľuje opotrebovanie, spôsobuje chvenie
- Zvyšuje zaťaženie ložísk
Kontaminácia
- Olej/Tučniny: Znižuje trenie, spôsobuje šmýkanie
- Abrazívne častice: Urýchľuje opotrebovanie trecieho materiálu
- Vlhkosť: Spôsobuje koróziu, ovplyvňuje trecie vlastnosti
Preťaženie
- Krútiaci moment presahuje menovitý krútiaci moment spojky
- Spôsobuje šmyk, prehrievanie, rýchle opotrebovanie
- Môže byť chronické (poddimenzovaná spojka) alebo prechodné (rázové zaťaženie)
Diagnostika a riešenie problémov
Diagnostický kontrolný zoznam
- Kvalita zapojenia: Hladké vs. trhané, úplné vs. čiastočné
- Skúška šmyku: Skontrolujte rozdiel rýchlosti medzi vstupom a výstupom počas prevádzky
- teplota: Zmerajte alebo skontrolujte teplotu spojky (mala by byť teplá, nie horúca)
- Hluk: Počúvajte hrkotanie, pískanie, škrípanie
- Vibrácie: Skontrolujte frekvenciu vibrácií, komponenty spôsobené preklzom
- Vizuálne: Skontrolujte trecie plochy, ak sú k dispozícii
Nápravné opatrenia
- Úprava: Overte nastavenie zapojenia podľa špecifikácií výrobcu
- Čistenie: Odstráňte nečistoty z trecích plôch
- Zarovnanie: Oprava nesprávneho zarovnania medzi polovicami spojky
- Výmena: Nainštalujte nové trecie kotúče, pružiny alebo celú spojku
- Overenie krútiaceho momentu: Zabezpečte aplikovaný krútiaci moment v rámci menovitých hodnôt spojky
Prevencia a predĺženie života
Prevádzkové postupy
- Vyhýbajte sa zbytočným záväzkom (každý cyklus spotrebuje život)
- Ak je to možné, zapájajte postupne (znížte šok).
- Nejazdite so spojkou (čiastočné zapojenie po dlhšiu dobu)
- Udržujte spojku čistú a suchú
- Pracujte v rámci menovitého krútiaceho momentu
Postupy údržby
- Pravidelné nastavenie na kompenzáciu opotrebenia
- Udržujte trecie plochy čisté
- Namažte uvoľňovacie mechanizmy (nie trecie plochy)
- Skontrolujte správny prietok chladiaceho prúdu
- Vymeňte opotrebované komponenty pred úplným zlyhaním
Poruchy spojky, hoci sú špecifické pre zariadenia používajúce spojky namiesto trvalých spojok, vytvárajú charakteristické vibrácie a prevádzkové príznaky. Pochopenie mechanizmov opotrebovania spojky, dynamiky záberu a požiadaviek na údržbu umožňuje spoľahlivú prevádzku strojov vybavených spojkou a zabraňuje nákladným poruchám spôsobeným opotrebovanými alebo poškodenými spojkami.