ทำความเข้าใจเกี่ยวกับการถูในเครื่องจักรหมุน

อุปกรณ์

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

$2,358.31

อะไหล่

Vibration sensor

$107.47

อะไหล่

Optical Sensor (Laser Tachometer)

$148.07

อุปกรณ์

Balanset-4

$8,123.32

อะไหล่

Magnetic Stand Insize-60-kgf

$54.93

อะไหล่

Reflective tape

$11.94

อุปกรณ์

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

$2,071.73

คำจำกัดความ: การถูคืออะไร?

การถู คือการสัมผัสแรงเสียดทานและการเคลื่อนที่แบบเลื่อนสัมพัทธ์ระหว่างชิ้นส่วนที่หมุนและชิ้นส่วนที่อยู่กับที่ในเครื่องจักร คำนี้เน้นย้ำถึงแรงเสียดทานต่อเนื่องของ การสัมผัสระหว่างโรเตอร์กับสเตเตอร์, ซึ่งแตกต่างจากการสัมผัสหรือแรงกระแทกแบบเบา ๆ เป็นระยะ การเสียดสีก่อให้เกิดแรงเสียดทาน ก่อให้เกิดความร้อนสูงจากแรงเสียดทาน และก่อให้เกิดลักษณะเฉพาะ การสั่นสะเทือน รูปแบบที่มีลักษณะเด่นคือการหมุนย้อนกลับ ส่วนประกอบย่อยแบบซิงโครนัส และผลกระทบจากความร้อน.

คำว่า "การถู" มักใช้แทนคำว่า "การถูโรเตอร์" แม้ว่าบางครั้งการถูจะเน้นถึงแรงเสียดทานและความร้อนของการสัมผัส ในขณะที่การถูโรเตอร์อาจรวมถึงการสัมผัสทุกรูปแบบ รวมถึงการขูดเบาๆ หรือการกระแทก.

กลศาสตร์แรงเสียดทานของการถู

แบบจำลองแรงเสียดทานคูลอมบ์

การถูปฏิบัติตามหลักการเสียดสีแบบแห้ง (แรงเสียดทานคูลอมบ์):

• แรงเสียดทาน: F = µ × N โดยที่ µ คือค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน และ N คือแรงตั้งฉาก
• ทิศทาง: ต่อต้านการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ระหว่างพื้นผิวเสมอ
• ค่าสัมประสิทธิ์ทั่วไป: เหล็กบนเหล็ก µ ≈ 0.3-0.5; เหล็กบนวัสดุซีล µ ≈ 0.2-0.4
• การเกิดความร้อน: งานเสียดทานทั้งหมดถูกแปลงเป็นความร้อน

แรงสัมผัสและแรงปกติ

ระหว่างการถู:

• แรงปกติ: ดันเข้าด้านในตามแนวรัศมีบนโรเตอร์
• แรงเสียดทาน: ทำหน้าที่สัมผัสกัน หมุนสวนทางกัน
• แรงผลลัพธ์: การผสมผสานมีแนวโน้มที่จะทำให้โรเตอร์ช้าลงและเบี่ยงไปด้านหลัง
• การเพิ่มแรงบิด: แรงเสียดทานทำให้พลังงานลดลง ส่งผลให้ความต้องการแรงบิดในการขับเคลื่อนเพิ่มขึ้น

รูปแบบการสั่นสะเทือนลักษณะเฉพาะ

หมุนย้อนกลับ

ลักษณะเด่นที่สุดของการถูคือการหมุนกลับ (reverse)

• แรงเสียดทานสร้างองค์ประกอบเชิงสัมผัสที่ขับเคลื่อนการเคลื่อนที่แบบวงโคจรย้อนกลับ
• เพลา วงโคจร หมุนสวนทางกับทิศทางการหมุนของเพลา
• ความถี่โดยทั่วไปจะซิงโครนัสย่อย (น้อยกว่า 1 เท่าของความเร็ว)
• ความถี่ทั่วไป: 0.5×, 0.33×, 0.25× (ลำดับเศษส่วน)
• รูปร่างวงโคจรมักไม่สม่ำเสมอหรือบิดเบี้ยว

ลักษณะสเปกตรัม

• จุดสูงสุดแบบซับซิงโครนัส: จุดสูงสุดหลายจุดที่ต่ำกว่า 1× มักอยู่ที่ฮาร์โมนิกเศษส่วน
• ส่วนประกอบแบบซิงโครนัส: 1× อาจเพิ่มขึ้นจากแรงขัดถู
• ฮาร์โมนิกส์ระดับสูง: 2×, 3×, 4× จากแรงเสียดทานแบบไม่เชิงเส้น
• สัญญาณรบกวนบรอดแบนด์: พื้นเสียงที่สูงขึ้นทั่วทั้งสเปกตรัม
• สเปกตรัมไม่เสถียร: จุดสูงสุดปรากฏ หายไป หรือเปลี่ยนความถี่

คุณสมบัติของรูปแบบคลื่นเวลา

• เหตุการณ์ฉับพลันหรือจุดสูงสุดเมื่อการติดต่อเริ่มต้น
• การตัดหรือการทำให้แบนราบที่จุดเบี่ยงเบนสูงสุด
• รูปคลื่นที่ไม่สม่ำเสมอและไม่เป็นไซน์
• รูปแบบจังหวะจากความถี่หลายความถี่ปรากฏ

ผลกระทบจากความร้อนของการถู

การเกิดความร้อน

แรงเสียดทานแปลงพลังงานกลเป็นความร้อน:

• ประเมิน: กำลังที่สูญเสียไป = แรงเสียดทาน × ความเร็วเลื่อน
• ขนาด: การถูเบา: 10-100 วัตต์ การถูหนัก: กิโลวัตต์
• ความเข้มข้น: ความร้อนรวมตัวที่บริเวณสัมผัสขนาดเล็ก
• การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ: อุณหภูมิในพื้นที่อาจสูงเกิน 500°C ในกรณีที่รุนแรง

การพัฒนาธนูความร้อน

วงจรป้อนกลับความร้อน-การสั่นสะเทือน:

1. การถูเบื้องต้นทำให้เกิดความร้อนที่ด้านหนึ่งของเพลา
2. การให้ความร้อนแบบไม่สมมาตรทำให้เกิด โบว์เทอร์มอล
3. ธนูเทอร์มอลช่วยเพิ่มการเบี่ยงเบนของเพลา
4. การเบี่ยงเบนที่เพิ่มขึ้นทำให้เกิดการเสียดสีที่รุนแรงมากขึ้น
5. การถูมากขึ้นทำให้เกิดความร้อนมากขึ้น
6. การตอบรับเชิงบวกสามารถนำไปสู่ความล้มเหลวอย่างรวดเร็ว

ผลกระทบทางความร้อนรอง

• ความร้อนของตลับลูกปืน: ความร้อนถูกส่งผ่านเพลาไปยังตลับลูกปืน
• การเสื่อมสภาพของน้ำมัน: อุณหภูมิที่สูงเกินไปทำให้สารหล่อลื่นเสื่อมลง
• การเปลี่ยนแปลงวัสดุ: การเปลี่ยนแปลงเฟสหรือการเปลี่ยนแปลงทางโลหะวิทยาในโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน
• ความเครียดจากความร้อน: สามารถทำให้เกิดรอยแตกร้าวในบริเวณที่มีความเครียดจากความร้อนได้

วิธีการตรวจจับ

การตรวจสอบการสั่นสะเทือน

• สัญญาณเตือนแบบซับซิงโครนัส: แจ้งเตือนเมื่อถึงจุดสูงสุดที่ความเร็ว 0.3-0.5 เท่า
• การติดตามวงโคจร: การวิเคราะห์วงโคจรอัตโนมัติตรวจจับการหมุนย้อนกลับ
• การเปลี่ยนแปลงสเปกตรัม: อัลกอริทึมในการตรวจจับการปรากฏอย่างกะทันหันของฮาร์มอนิกหลายตัว
• การตัดรูปคลื่น: การตรวจจับการบิดเบือนที่ไม่ใช่ไซน์

การตรวจวัดอุณหภูมิ

• เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิแบริ่งพร้อมสัญญาณเตือนการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว
• การตรวจวัดอุณหภูมิอินฟราเรดของส่วนเพลาที่เปิดออก
• การตรวจสอบความแตกต่างของอุณหภูมิ (ตลับลูกปืนด้านบนเทียบกับด้านล่าง)
• สัญญาณเตือนอัตราการเปลี่ยนแปลง (เช่น > 5°C/นาที)

ตัวบ่งชี้เพิ่มเติม

• การเพิ่มแรงบิด: การใช้พลังงานเพิ่มขึ้นเนื่องจากแรงเสียดทาน
• ความผันผวนของความเร็ว: การเปลี่ยนแปลงความเร็วเล็กน้อยจากแรงบิดแรงเสียดทานที่เปลี่ยนแปลง
• การปล่อยเสียง: เสียงความถี่สูงจากการสัมผัส
• การตรวจสอบภาพ: เศษสึกหรอ การเปลี่ยนสี ความเสียหายที่มองเห็นได้

การดำเนินการตอบสนอง

การดำเนินการทันที

1. ลดความรุนแรง: ลดความเร็วหรือโหลดหากทำได้อย่างปลอดภัย
2. ติดตามอย่างใกล้ชิด: การสังเกตการสั่นสะเทือนและอุณหภูมิอย่างต่อเนื่อง
3. เตรียมพร้อมสำหรับการปิดระบบ: เตรียมการปิดระบบฉุกเฉินให้พร้อม
4. หยุดฉุกเฉิน: หากเกิดการสั่นสะเทือนหรืออุณหภูมิสูงขึ้น
5. อนุญาตให้เย็นลง: ใช้งานเกียร์หมุนหรือปล่อยให้เย็นตามธรรมชาติก่อนการตรวจสอบ

การสืบสวน

• ตรวจสอบหลักฐานทางกายภาพของการติดต่อ
• วัดระยะห่างจากตำแหน่งที่ต้องสงสัยว่ามีการถู
• ตรวจสอบคันธนูแบบเทอร์มอลหรือคันธนูแบบเพลาถาวร
• ระบุสาเหตุหลัก (การสั่นสะเทือนมากเกินไป, ระยะห่างไม่เพียงพอ ฯลฯ)

การดำเนินการแก้ไข

• เพิ่มการเคลียร์: ถอดชิ้นส่วนที่เสียหายออกด้วยเครื่องจักรหรือเปลี่ยนชิ้นส่วนใหม่
• ที่อยู่ต้นตอของสาเหตุ: โรเตอร์ปรับสมดุล ปรับตำแหน่งให้ถูกต้อง แก้ไขปัญหาลูกปืน
• เปลี่ยนชิ้นส่วนที่เสียหาย: ซีล ส่วนประกอบลูกปืน ส่วนเพลาตามต้องการ
• ตรวจสอบการอนุญาต: ยืนยันการกวาดล้างที่เพียงพอในทุกตำแหน่งก่อนรีสตาร์ท

การเสียดสีเป็นหนึ่งในข้อบกพร่องที่เกี่ยวข้องกับการสั่นสะเทือนที่ร้ายแรงที่สุดในเครื่องจักรที่กำลังหมุน ศักยภาพในการขยายตัวอย่างรวดเร็วผ่านการตอบสนองทางความร้อนจำเป็นต้องได้รับการรับรู้ทันที การตอบสนองที่รวดเร็ว และการแก้ไขอย่างละเอียดถี่ถ้วน เพื่อป้องกันความล้มเหลวร้ายแรงในอุปกรณ์สำคัญ.

---

← กลับสู่ดัชนีหลัก