Pochopenie defektov spojky
Definícia: Čo sú to spojovacie chyby?
Vady spojky sú poškodenie, opotrebovanie alebo zhoršenie mechanických spojok, ktoré spájajú hnací a poháňaný hriadeľ (motor s čerpadlom, motor s ventilátorom atď.). Medzi tieto chyby patria opotrebované pružné prvky, poškodené zuby v ozubených spojkách, prasknuté alebo zlomené elastomérové vložky, uvoľnené spojenia medzi nábojom a hriadeľom a poškodenie spôsobené nesprávnym zarovnaním. Problémy so spojkami vytvárajú charakteristické vibrácie vzory s dominantnými 2× a 3× harmonickými, často sprevádzané vysokými axiálne vibrácie.
Hoci sú spojky navrhnuté tak, aby vyhovovali niektorým nesprávne zarovnanie a poskytujú flexibilné pripojenie, majú obmedzenú životnosť a môžu zlyhať v dôsledku nadmerného nesprávneho zarovnania, preťaženia, únavy materiálu alebo opotrebenia, preto je pravidelná kontrola a monitorovanie nevyhnutné.
Bežné typy spojok a ich nedostatky
1. Elastomérové (flexibilné prvky) spojky
Typické chyby
- Opotrebovanie prvkov: Gumový alebo uretánový prvok sa ohýbaním degraduje
- Praskanie: Únavové trhliny v ohybnom prvku
- Trhanie: Prvok sa trhá z preťaženia alebo nesprávneho zarovnania
- Kalenie: Teplo alebo starnutie stvrdzuje prvok a stráca flexibilitu
- Chemické poškodenie: Olej alebo chemikálie napádajú elastomérne materiály
Príznaky vibrácií
- Zvyšovanie 2× a 3× harmonických s degradáciou prvku
- Vysoké axiálne vibrácie z degradácie prvkov
- Nepravidelné vibrácie, pretože prvok postupne zlyháva
- Konečné zlyhanie: Úplné zlomenie prvku, strata pohonu
2. Ozubené spojky
Typické chyby
- Opotrebovanie zubov: Opotrebovanie zubov ozubeného kolesa v dôsledku klzného pohybu počas úpravy vychýlenia
- Porucha mazania: Nedostatočné mazivo vedúce k odieraniu
- Porucha tesnenia: Tuk uniká, nečistoty sa dostávajú
- Zlomenie zuba: Silné preťaženie alebo únava láme zuby
- Vôľa náboja: Náboje uvoľnené na hriadeľoch
Príznaky vibrácií
- Vysoká vibrácia 2× (primárny prejav nesúososti sa prenáša cez opotrebovanú spojku)
- Spájanie špičiek vlastnej frekvencie (typicky 200 – 1 000 Hz)
- Hrkotavý zvuk a nárazy pri nadmernej vôli
- Viaceré harmonické z nelineárneho kontaktu zubov
3. Mriežkové/kovové pružinové spojky
Typické chyby
- Opotrebovanie alebo zlomenie mriežky
- Únava pružinového prvku
- Degradácia mazania
- Poškodenie tesnenia krytu
Príznaky
- Zvyšovanie vibrácií 2×
- Hluk z uvoľnených alebo poškodených mriežkových prvkov
- Vysokofrekvenčné hrkotanie
4. Spojky typu tanier/membrána
Typické chyby
- Únava disku: Praskliny kovového disku alebo membrány v dôsledku ohýbania
- Uvoľnenie skrutiek: Spojovacie skrutky sa uvoľňujú
- Zlomenie disku: Úplné zlyhanie diskového bloku
Príznaky
- Vysoké 2× vibrácie z dôvodu namáhania nesprávnym súosením na tuhej spojke
- Možné náhle katastrofické zlyhanie
- Kovové hrkotanie, ak sú skrutky uvoľnené
Vibračné charakteristiky problémov so spojkou
Frekvencia Obsah
- 2× Dominantný: Väčšina defektov spojky zdôrazňuje 2× rýchlosť jazdy
- 3× Komponent: Často prítomné, indikuje uhlové vychýlenie v dôsledku opotrebovanej spojky
- 1× Môže sa zvýšiť: Z vplyvu nevyváženosti na asymetriu väzby
- Vysoká frekvencia: Rachotenie a nárazy vytvárajú širokopásmový šum
Smerové charakteristiky
- Vysoká axiálna: Axiálne vibrácie často > 50% alebo radiálne (klasické vychýlenie prenášané cez spojku)
- Radiálny vzor: Môže byť vyššia pri ložiskách susediacich so spojkou
- 180° fáza: Axiálne merania na hnacom a hnanom konci sú často fázovo posunuté o 180°
Detekcia a diagnostika
Analýza vibrácií
- Monitorujte trendy 2× amplitúdy (zvyšujúca sa amplitúda indikuje opotrebovanie alebo nesprávne zarovnanie spojky)
- Porovnajte pomery axiálnych a radiálnych vibrácií
- Hľadajte vysokofrekvenčné hrkotanie alebo nárazy
- Fázová analýza cez väzbu (veľké rozdiely naznačujú problém)
Fyzická kontrola
- Vizuálne: Hľadajte praskliny, opotrebovanie, poškodenie, úniky oleja
- Kontroly skrutiek: Skontrolujte, či sú všetky spojovacie skrutky utiahnuté
- Vhodnosť náboja: Skontrolujte uvoľnenie hriadeľov
- Flexibilné prvky: Skontrolujte opotrebovanie, praskliny alebo stvrdnutie
- Mazanie: Skontrolujte prítomnosť maziva v ozubených spojkách
- Zarovnanie: Laserové zarovnanie na overenie spojenia v rámci tolerancií
Prevádzkové indikátory
- Nezvyčajný hluk z oblasti spojky
- Viditeľné poškodenie alebo opotrebenie
- Únik maziva
- Horúca spojka (citlivá teplota)
- Zápach horiacej gumy (elastomérové spojky)
Preventívna údržba
Zarovnanie
- Presné zarovnanie počas inštalácie
- Pravidelné overovanie zarovnania (ročne alebo podľa harmonogramu)
- Dodržujte tolerancie nesúososti stanovené výrobcom spojky
- Zohľadnite tepelný rast v postupe zarovnávania
Mazanie (ozubené a mriežkové spojky)
- Použite špecifikovaný typ maziva
- Domazávajte podľa plánu (zvyčajne každých 6 – 12 mesiacov)
- Skontrolujte neporušenosť tesnení, aby sa zachovalo mazanie
- Výmena tesnení počas generálnej opravy spojky
Harmonogram inšpekcií
- Týždenne: Vizuálna vonkajšia kontrola, počúvajte nezvyčajné zvuky
- Štvrťročne: Trendy vibrácií, kontroly teploty
- Ročne: Overenie zarovnania, podrobná kontrola
- Hlavné výpadky: Demontujte a skontrolujte vnútorné komponenty
Kritériá nahradenia
- Elastomérne prvky: Vymeňte, ak je prasklina > 1/3 hĺbky, alebo je stvrdnutá, alebo po uplynutí prevádzkových hodín stanovených výrobcom.
- Zuby ozubeného kolesa: Vymeňte, keď opotrebenie prekročí limity alebo sa povrch zvýši na > 30%
- Mriežkové/pružinové prvky: Vymeňte, ak je poškodený, prasknutý alebo podľa plánovanej výmeny
- Kompletné spojenie: Po väčších poruchách zvážte výmenu polovíc aj nábojov.
Vady spojky sú bežnými zdrojmi vibrácií v spriahnutých strojoch. Charakteristický dvojnásobný signál v kombinácii s vysokými axiálnymi vibráciami umožňuje ľahko identifikovať problémy so spojkou a pravidelná kontrola v kombinácii s monitorovaním vibrácií umožňuje plánovanú výmenu skôr, ako katastrofické zlyhanie spojky spôsobí drahé sekundárne poškodenie pripojeného zariadenia.