Förstå mekanisk glapp i roterande maskiner
Definition: Vad är mekanisk glapp?
Mekanisk glapp är ett tillstånd där komponenter i roterande maskiner har för stort spelrum, otillräcklig fastsättning, slitna passningar eller strukturell försämring som möjliggör oavsiktlig relativ rörelse mellan delar som borde vara stelt sammankopplade. Detta skapar icke-linjära rörelser vibration beteende som kännetecknas av flera övertoner av körhastigheten, oregelbundna amplitudvariationer och riktningsskillnader i vibrationer som inte följer normala mönster.
Glapphet är ett vanligt maskinproblem som inte bara orsakar överdriven vibration direkt utan också förhindrar effektiv diagnos och korrigering av andra problem som obalans eller feljustering. Det måste identifieras och korrigeras innan andra vibrationsreducerande åtgärder kan lyckas.
Typer av mekanisk glapp
Typ A: Rotationsglapphet (lagerglapphet)
För stort spel mellan lager och axel eller hus:
- Lager till axel: Sliten axelyta, otillräcklig presspassning, skadat lagerhål
- Lager till hus: Slitet lagerhushål, löst lagerlock, otillräcklig presspassning
- Invändig lager: Överdriven lagerspel från slitage
- Symptom: 1×, 2×, 3× övertoner; högre i radiella riktningar
Typ B: Strukturell löshet (piedestal/fundament)
Otillräcklig fastsättning av icke-roterande komponenter:
- Lösa piedestaler: Ankarbultar inte åtdragna, sliten fogmassa
- Lös basmontering: Utrustningens monteringsbultar lösa eller saknas
- Sprucken stomme eller grund: Strukturella skador som tillåter rörelse
- Symptom: Flera övertoner (ofta upp till 5× eller mer); oregelbunden, icke-linjär respons
Typ C: Komponentlöshet
Lösa monterade komponenter:
- Lösa impeller: Lös impeller på axel, kil sliten eller saknas
- Lösa kopplingar: Lösa kopplingsnav på axlar
- Lösa remskivor/kugghjul: Drivna komponenter lösa på axeln
- Lösa skydd/skydd: Plåtpaneler skramlar
- Symptom: Övertoner och subövertoner; möjliga 1/2×, 1/3× komponenter
Vibrationssignatur
Frekvenskarakteristik
Löshet producerar distinkta frekvensmönster:
- Flera övertoner: Stark 1×, 2×, 3×, 4× och högre (till skillnad från obalans som främst är 1×)
- Subharmoniker: Kan se 1/2×, 1/3× komponenter (typ C-löshet)
- Icke-harmoniskt innehåll: Toppar vid icke-heltalsmultiplar av körhastighet
- Förhöjt bullergolv: Ökning av bredband från slumpmässiga effekter
Amplitudbeteende
- Hög övergripande nivå: Total vibration oproportionerlig i förhållande till drivkrafterna
- Icke-linjär: Vibrationer skalas inte förutsägbart med hastighet eller belastning
- Oregelbunden: Amplituden varierar avsevärt mellan mätningar
- Riktningsskillnader: Kan vara 2–5 gånger högre i en riktning än vinkelrät riktning
Fasegenskaper
- Instabil Fas: Fasvinkeln ändras oregelbundet mellan mätningar
- Stor fasspridning: ±30-90° variation vid samma hastighet
- Förlustbalansering: Oförutsägbar fas gör balanseringsberäkningar opålitliga
Funktioner i tidsvågformen
- Oregelbunden, icke-sinusformad vågform
- Avkortade eller klippta toppar (påverkan mot begränsningar)
- Slumpmässiga impulsiva händelser
- Förlust av periodisk struktur
Vanliga platser och orsaker
Lagerrelaterade
- Slitna axeltappsytor som gör att lagret gungar
- Slitna eller skadade lagerhushål
- Otillräcklig interferenspassning (fel toleransval)
- Lageröverfallsbultar lösa eller otillräckligt åtdragna
- Delade lagerhus med slitna anliggningsytor
Fundament och montering
- Lösa förankringsbultar (vanligaste strukturella glapp)
- Försämrad eller saknad fogmassa under piedestaler
- Spruckna betongfundament
- Lösa monteringsbultar för utrustning på bottenplattan
- Skadade eller förlängda bulthål
Roterande komponenter
- Fläkt eller impeller lös på axeln (sliten kil, lösa ställskruvar)
- Kopplingsnav med otillräcklig presspassning
- Lösa eller saknade skruvar för remskivor
- Lösa rotorkomponenter på axeln
Strukturell
- Spruckna maskinramar eller höljen
- Utmattningssprickor i svetsar
- Lösa strukturella bultar
- Försämrad bindning eller lim
Detektionsmetoder
Vibrationsanalys
- FFT-analys: Leta efter flera övertoner (1×, 2×, 3×, 4×, 5×+)
- Koherenstestning: Låg koherens mellan mätningar indikerar icke-linjärt beteende
- Riktningsjämförelse: Stora skillnader mellan horisontellt och vertikalt
- Svar på extern excitation: Knacka på maskinen, observera onormal reaktion
Fysisk inspektion
Visuell inspektion
- Leta efter springor, sprickor, korrosion, skador
- Kontrollera om det finns spår som indikerar rörelse
- Observera färgslitagemönster vid gränssnitten
- Leta efter metallspån som tyder på nötning
Krantestning
- Slå på misstänkta lösa komponenter med hammare
- Lyssna efter skrammel eller dova ljud istället för fast ringsignal
- Känn efter överdriven rörelse eller vibration
- Jämför med kända bra komponenter
Vridmomentverifiering
- Kontrollera alla bultar med momentnyckel
- Verifiera mot specifikationerna
- Leta efter trasiga, skadade eller korroderade fästelement
- Kontrollera om det finns avskalade trådar
Push/Pull-testning
- Använd våld mot misstänkta komponenter
- Observera rörelser som inte borde förekomma
- Använd mätare för att kvantifiera spel
- Jämför med nya eller korrekt säkrade komponenter
Korrigeringsförfaranden
För lagerglapp
- Byt lager: Om lagret självt är slitet
- Reparation av axel: Bygg upp sliten axel med kromplätering eller svetsning, bearbeta till rätt storlek
- Bostadsreparation: Maskinhuset till större storlek, använd större lager; eller bygg upp med metallspruta/svetsning
- Förbättra passformen: Använd korrekta interferenspassningar enligt tillverkarens specifikationer
- Lageröverfall: Dra åt eller byt ut om det är slitet
För strukturell löshet
- Dra åt alla fästelement: Dra åt enligt specifikation med rätt mönster
- Byt ut skadade bultar: Montera nya bultar av rätt kvalitet och storlek
- Reparera grunden: Ta bort gammal fogmassa, rengör ytor, häll ny fogmassa
- Svetssprickor: Reparera sprickor i ramar eller piedestaler om det är lämpligt
- Lägg till förstärkning: Kilar eller avstöd för svaga strukturer
För komponentlöshet
- Dra åt ställskruvarna med rätt vridmoment och gänglåsning
- Byt ut slitna nycklar och nyckelspår
- Använd korrekta presspassningar för presspassningskomponenter
- Stift eller nyckelkomponenter som har lossnat upprepade gånger
- Byt ut skadade komponenter
Förebyggande strategier
Designfas
- Ange lämpliga storlekar och kvantiteter för fästelement
- Utforma korrekta interferenspassningar
- Säkerställ tillräcklig strukturell styvhet
- Undvik spänningskoncentrationer som leder till sprickbildning
- Ange lämpliga fästelementkvaliteter och material
Installationsfas
- Använd kalibrerade momentnycklar
- Följ korrekt åtdragningssekvens
- Använd gänglåsningsmedel där det är lämpligt
- Se till att ytorna är rena och plana före montering
- Kontrollera att passformen uppfyller specifikationerna
- Utför kvalitetskontroller
Underhållsfas
- Periodisk vridmomentverifiering (årligen eller enligt vibrationsövervakningsschema)
- Vibrationstrender för att upptäcka utvecklande glapp
- Visuella inspektioner under avbrott
- Dra åt efter behov
- Åtgärda vibrationer omedelbart innan de orsakar löshet
Diagnostiska utmaningar
Maskering av andra problem
- Löshet kan maskera eller härma andra fel
- Förhindrar noggrannhet balansering på grund av icke-linjärt svar
- Märken inriktning svårt eller omöjligt
- Kan generera vibrationsmönster som liknar sprickor eller lagerdefekter
Progressiv natur
- Löshet börjar ofta smått och förvärras gradvis
- Vibrationer från glapp orsakar mer glapp (positiv återkoppling)
- Kan utvecklas från lindrig till svår på några veckor om den inte korrigeras
- Orsakar så småningom sekundära skador på lager, axlar och fundament
Samband med andra fel
Löshet kontra obalans
| Särdrag | Obalans | Löshet |
|---|---|---|
| Primärfrekvens | Endast 1× | 1×, 2×, 3×, 4×+ övertoner |
| Fasstabilitet | Konsekvent, repeterbar | Oregelbundna förändringar mellan mätningar |
| Linjäritet | Vibration ∝ hastighet² | Icke-linjär, oförutsägbar |
| Svar på balansering | Vibrationsreducerad | Minimal eller ingen förbättring |
| Riktningsmönster | Liknande horisontellt/vertikalt | Ofta mycket högre i en riktning |
Löshet kontra feljustering
- Feljustering: Primärt 2× med viss 1×, stabil fas
- Löshet: Flera övertoner (1× till 5×+), instabil fas
- Kombination: Feljustering kan orsaka glapp, och glapp förvärrar feljusteringseffekterna
Påverkan på maskinens prestanda
Direkta effekter
- Hög vibration: Överdrivna nivåer orsakar obehag och säkerhetsproblem
- Buller: Skrammel, bankande eller knackande ljud
- Minskad precision: Axelpositioneringsfel
- Accelererat slitage: Stötbelastning skadar komponenter
Sekundär skada
- Lagerskador: Stötbelastningar och feljustering från glapp skadar lager
- Axelfretting: Mikrorörelser vid lösa passningar orsakar nötningskorrosion
- Fästelementfel: Bultar kan utmattas och gå sönder av växlande belastningar
- Sprickutbredning: Vibrationer sprider befintliga sprickor
- Försämring av grunden: Fortsatta vibrationer skadar betong och fogmassa
Operativa problem
- Förhindrar effektiv balansering
- Gör det omöjligt att upprätthålla justeringen
- Diagnostisk förvirring som maskerar andra problem
- Minskad utrustningstillförlitlighet
Fallexempel
Situation: Stor inducerad fläkt, 1200 varv/min, kraftig vibration
- Initiala symtom: 8 mm/s total vibration (larmgräns 4,5 mm/s)
- Spektrum: Starka 1×, 2×, 3×, 4× komponenter
- Balanseringsförsök: Tre försök, ingen förbättring, oregelbunden fas
- Undersökning: Fysisk inspektion visade att fyra av åtta förankringsbultar var lösa
- Korrektion: Efterdragna alla förankringsbultar till 400 N·m specifikation
- Resultat: Vibrationen sjönk omedelbart till 1,8 mm/s
- Uppföljning: En enda balanseringskörning minskade vibrationerna till 0,8 mm/s (nu när systemet var linjärt)
- Lektion: Kontrollera alltid om det finns någon löshet innan balansering
Bästa praxis
Diagnostisk checklista
Kontrollera alltid att det inte finns något glapp när du undersöker vibrationsproblem:
- Analysera spektrum för flera övertoner
- Kontrollera fasrepeterbarheten
- Utför tapptester på misstänkta komponenter
- Kontrollera alla bultars åtdragningsmoment
- Kontrollera för sprickor, slitage och försämring
- Korrigera lösheten först före annan diagnostik eller korrigering
Underhållsprotokoll
- Inkludera kontroller av bultmoment i PM-scheman
- Dokumentera baslinjevridmomentvärden
- Trendmomentrelaxation över tid
- Använd gänglåsningsmedel på kritiska fästelement
- Byt ut istället för att dra åt upprepade gånger om avslappningen återkommer
Mekanisk glapp är en vanlig men ofta förbisedd orsak till maskinvibrationer. Dess karakteristiska multipla harmoniska signatur, icke-linjära beteende och störning av andra diagnostiska och korrigerande åtgärder gör det viktigt att kontrollera och korrigera glapp som ett första steg i all felsökning av vibrationer.
Kategorier:
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 