Шта је савијање вратила? Узроци, откривање и исправљање • Преносни балансер, анализатор вибрација "Balanset" за динамичко балансирање дробилица, вентилатора, малчера, пужева на комбајнима, вратила, центрифуга, турбина и многих других ротора Шта је савијање вратила? Узроци, откривање и исправљање • Преносни балансер, анализатор вибрација "Balanset" за динамичко балансирање дробилица, вентилатора, малчера, пужева на комбајнима, вратила, центрифуга, турбина и многих других ротора

Шта је савијање осовине? Узроци, откривање и исправљање

Објавио admin на

Разумевање лука вратила код ротирајућих машина

Дефиниција: Шта је осовински лук?

Лук осовине (такође се назива савијање вратила, савијање ротора или једноставно “савијање”) је стање у којем ротор вратило је развило трајну или полутрајну закривљеност, што узрокује одступање од праве средишње линије. За разлику од привремене истрчавање што може бити узроковано лабавом компонентом или ексцентричним монтирањем, лук вратила представља стварну деформацију самог материјала вратила.

Лук осовине производи вибрација симптоми који површно подсећају неравнотежа, али се то не може исправити конвенционалним методама балансирање процедуре. Због тога је исправна дијагноза кључна како би се избегло губљење времена покушавајући да се уравнотежи савијено вратило.

Врсте лукова са осовином

Лук осовине може се категоризовати на основу узрока и трајања:

1. Трајни механички лук

Ово је пластична (трајна) деформација материјала вратила узрокована:

  • Механичко преоптерећење или удар
  • Неправилно подизање или руковање током одржавања
  • Спуштање ротора
  • Прекомерно напрезање савијања током рада
  • Производни дефекти или неправилна термичка обрада

Када се вратило једном савије (трајно деформише), лук остаје такав чак и када је вратило у мировању и када су сва оптерећења уклоњена.

2. Термални лук (пролазни)

Такође се назива термални лук или врући лук, ово је привремено стање узроковано неравномерним загревањем вратила. Загрејана страна се шири више од хладне стране, стварајући привремену кривину. Узроци укључују:

  • Асиметрични извори топлоте (врела процесна течност са једне стране, хладни ваздух са друге стране)
  • Загревање трења лежаја на једној страни вратила
  • Ротор трља стварајући локализовано загревање
  • Соларно грејање на спољној опреми
  • Неправилни поступци загревања великих турбина

Термички лук обично нестаје када се вратило равномерно охлади или када се постигне термичка равнотежа. Међутим, поновљени циклуси термичког лука могу на крају проузроковати трајно стврдњавање.

3. Лук за заостали напон

Унутрашњи заостали напони од заваривања, термичке обраде или производних процеса могу проузроковати споро савијање вратила током времена, посебно када је изложено радним температурама или механичким оптерећењима која узрокују смањење напона.

Узроци лука осовине

Разумевање основних узрока помаже у спречавању савијања вратила и усмерава корективне мере:

Механички узроци

  • Преоптерећење: Рад при оптерећењима која прелазе пројектована ограничења
  • Неправилно складиштење: Складиштење осовина хоризонтално без одговарајуће потпоре, што временом узрокује савијање
  • Неправилно руковање: Подизање за осовину уместо за предвиђене тачке за подизање
  • Несрећа или удар: Падање, судар или оштећење страним предметом
  • Заглављивање лежаја: Заглављени лежај може проузроковати савијање вратила под обртним моментом

Термални узроци

  • Неравномерно загревање: Неуједначена расподела температуре по обиму вратила
  • Брзе промене температуре: Термички шок током покретања или гашења
  • Жаришта: Локализовано загревање услед трења, трљања или услова процеса
  • Недовољно загревање: Пребрзо покретање хладних турбина или великих машина
  • Поступци искључивања: Дозвољавање врућем вратилу да се заустави окретање пре хлађења (термички пад)

Материјал и производња Узроци

  • Лош квалитет материјала: Укључења, шупљине или нехомогености материјала
  • Неправилна термичка обрада: Заостали напони од каљења или отпуштања
  • Дисторзија заваривања: Асиметрично заваривање које ствара заостале напоне
  • Напрезања обраде: Напрезања изазвана током производње

Како осовина лука изазива вибрације

Савијена осовина ствара вибрације кроз два механизма:

1. Геометријска неравнотежа

Када се закривљено вратило ротира, његова закривљена средишња линија оцртава конус или другу некружну путању. Чак и ако је расподела масе ротора савршено уравнотежена, закривљена геометрија ствара ексцентричну ротирајућу масу која генерише центрифугалне силе, производећи 1X вибрације (вибрације на фреквенцији ротације вратила).

2. Моментно оптерећење лежајева

Закривљеност ствара моменте савијања који се преносе на лежајеве, узрокујући флуктуирајућа оптерећења лежајева и вибрације.

Детекција лука осовине

Разликовање лука вратила од правог дисбаланса масе је кључно за ефикасно решавање проблема:

Поређење симптома: лук наспрам неравнотеже

Карактеристика Неравнотежа Осовина лука
Фреквенција вибрација 1X брзина трчања 1X брзина трчања
Фазни однос Доследно, исто у сваком тренутку Може се променити током загревања
Споро котрљање вибрација Присутно (пропорционално брзини²) Присутно и често значајно чак и при веома малој брзини
Одговор на балансирање Вибрације смањене правилним балансирањем Минимално или никакво побољшање; може се погоршати
Термичка осетљивост Релативно стабилно са температуром Значајне промене током загревања/хлађења
Мерење излаза Ниско када ротор мирује Велико трзање чак и у мировању (трајно савијање)

Дијагностички тестови

1. Мерење спорог котрљања

Окрећите вратило веома споро (обично 5-10% радне брзине) и измерите истрчавање са сондом за мерење близине или индикатором сатнице. Велико одступање при спором котрљању указује на савијање вратила или механичко одступање, а не на неуравнотеженост (која производи силу пропорционалну квадрату брзине).

2. Фазни помак при искључењу

Вибрације монитора фазни угао док се машина гаси. Прави дисбаланс одржава константну фазу без обзира на брзину. Савијено вратило може показивати промене фазе, посебно када се хлади.

3. Тест термалног лука

У случају сумње на термички лук, пратите вибрације током покретања и загревања. Термички лук обично показује повећане вибрације како се машина загрева, а затим се може стабилизовати или смањити како се постигне термална равнотежа.

4. Провера искоришћења ван машине

Уклоните ротор, ослоните га на V-блокове или струг и полако га окрећите док мерите радијално одступање помоћу индикатора са сатком. Значајно одступање (обично > 0,001″ или 25 µm) потврђује трајно савијање.

5. Визуелни преглед

Код великих осовина, визуелно посматрање дужине осовине или коришћење оптичких метода (ласерско поравнање) може открити очигледне избочине.

Методе корекције

Одговарајућа корекција зависи од тежине и врсте лука:

За трајни механички лук

1. Исправљање вратила

За благи до умерени поклон (обично < 0,005" или 125 µm), вратило се понекад може хладно или топло исправити помоћу хидрауличних преса. Ово захтева специјализовану опрему и веште техничаре. Вратило се подупире и пажљиво оптерећује како би се пластично деформисало назад ка правом положају.

2. Ублажавање термичког стреса

Термичка обрада вратила ради ублажавања заосталих напона, потенцијално смањења или елиминисања избочина услед узрока напрезања. Ово захтева одговарајућу опрему пећи и контролу процеса.

3. Замена вратила

За јаке изгибе или у критичним применама, замена је често најпоузданије решење. Трошкови новог вратила морају се упоредити са временом застоја и ризиком од неуспеха покушаја исправљања.

4. “Балансирање око лука”

У неким случајевима, посебно код великих турбина, могу се израчунати и инсталирати корекциони тегови како би се супротставили ефекту лука. Ово не поправља лук, али минимизира вибрације. Овај приступ има ограничења и обично је привремено решење.

За термални лук

1. Промене оперативних процедура

  • Примените споре поступке загревања
  • Одржавајте континуирани рад окретног механизма током гашења како бисте спречили термички пад
  • Пажљивије контролишите довод паре или температуру процесне течности
  • Обезбедите симетрично грејање/хлађење

2. Модификације дизајна

  • Додајте изолацију да бисте смањили термичке градијенте
  • Инсталирајте грејне јакне за равномерно загревање
  • Побољшајте систем хлађења како бисте осигурали равномерну расподелу температуре

3. Руковање окретним зупчаником

Код великих турбина, током загревања и хлађења, користите зупчаник за окретање (ротациони погон са малом брзином) како бисте ротирали вратило и спречили развој термалног лука.

Стратегије превенције

Спречавање савијања вратила је много лакше него његово исправљање:

Дизајн и производња

  • Користите одговарајуће поступке термичке обраде како бисте смањили заостале напоне
  • Пројектовати одговарајућу крутост вратила за примену
  • Наведите одговарајуће материјале за термално окружење

Инсталација и одржавање

  • Увек подижите роторе користећи предвиђене тачке за подизање, никада за осовину
  • Резервне роторе чувајте са одговарајућом подлогом како бисте спречили њихово савијање.
  • Избегавајте механичке ударце током руковања
  • Периодично проверавајте праволинију вратила (годишње или према распореду произвођача)

Операција

  • Пратите фабричке процедуре загревања и гашења
  • Избегавајте нагле промене температуре
  • Пратите знаке термалног лука током покретања
  • Испитајте све необјашњиве промене у фази вибрације

Утицај на поступке балансирања

Покушај балансирања закривљеног вратила је генерално узалудан и може бити контрапродуктиван:

  • Неефикасне корекције: Тегови баланса израчунати за неравнотежу масе неће исправити геометријски лук
  • Маскирање проблема: Делимично успешно “балансирање” савијеног вратила може привремено смањити вибрације, али оставити основни проблем нерешеним
  • Изгубљено време: Вишеструке итерације балансирања без успеха указују на потребу да се провери савијање
  • Потенцијална штета: Додавање великих корективних тегова на савијену осовину може повећати напрезања и проузроковати даља оштећења

Најбоља пракса: Увек проверите да ли је вратило савијено пре почетка поступака балансирања, посебно ако је ротор имао историју руковања, термичких догађаја или необјашњивих проблема са вибрацијама.

← Назад на главни индекс

Categories:
WhatsApp