Döner Makinelerde Şaft Yayını Anlamak
Tanım: Şaft Yayı Nedir?
Şaft yayı (ayrıca şaft bükülmesi, rotor yayı veya basitçe "yay" olarak da adlandırılır) bir durumun meydana geldiği bir durumdur rotor Şaft, düz bir merkez çizgisinden sapmasına neden olan kalıcı veya yarı kalıcı bir eğrilik geliştirmiştir. Geçici tükeniş Bu, gevşek bir bileşenden veya eksantrik montajdan kaynaklanabilir, mil yayı, mil malzemesinin gerçek deformasyonunu temsil eder.
Şaft yayı üretir titreşim yüzeysel olarak benzeyen semptomlar dengesizlik, ancak geleneksel yöntemlerle düzeltilemez dengeleme Bu, eğri bir şaftı dengelemeye çalışarak zaman kaybetmemek için doğru teşhisi kritik hale getirir.
Şaft Yay Çeşitleri
Şaft yayı, oluşum nedenine ve süresine göre şu şekilde sınıflandırılabilir:
1. Kalıcı Mekanik Yay
Bu, şaft malzemesinin aşağıdaki nedenlerden dolayı plastik (kalıcı) deformasyonudur:
- Mekanik aşırı yük veya darbe
- Bakım sırasında uygunsuz kaldırma veya taşıma
- Rotorun düşürülmesi
- Çalışma sırasında aşırı eğilme gerilimi
- Üretim hataları veya uygunsuz ısıl işlem
Mil esnediğinde (kalıcı olarak deforme olduğunda), mil hareketsizken bile yay kalır ve tüm yükler kaldırılır.
2. Termal Yay (Geçici)
Ayrıca denir termal yay veya sıcak yay, Bu, şaftın eşit olmayan şekilde ısınmasından kaynaklanan geçici bir durumdur. Isıtılmış taraf, soğuk taraftan daha fazla genişleyerek geçici bir eğri oluşturur. Nedenleri şunlardır:
- Asimetrik ısı kaynakları (bir tarafta sıcak işlem sıvısı, diğer tarafta soğutma havası)
- Milin bir tarafının rulman sürtünmesinden dolayı ısınması
- Rotor sürtünmeleri lokalize ısınmaya neden oluyor
- Dış mekan ekipmanlarında güneş enerjisiyle ısıtma
- Büyük türbinler için uygun olmayan ısınma prosedürleri
Termal yaylanma genellikle şaft homojen bir şekilde soğuduğunda veya termal dengeye ulaşıldığında kaybolur. Ancak, tekrarlanan termal yaylanma döngüleri sonunda kalıcı bir setlenmeye neden olabilir.
3. Kalıntı Gerilme Yayı
Kaynak, ısıl işlem veya üretim süreçlerinden kaynaklanan iç kalıntı gerilimler, özellikle çalışma sıcaklıklarına veya gerilim giderici mekanik yüklere maruz kaldığında, bir şaftın zamanla yavaşça eğilmesine neden olabilir.
Şaft Eğilmesinin Nedenleri
Kök nedenlerin anlaşılması, şaft eğilmesini önlemeye ve düzeltici eylemlere rehberlik etmeye yardımcı olur:
Mekanik Nedenler
- Aşırı yük: Tasarım sınırlarını aşan yüklerde çalışma
- Uygunsuz Depolama: Milleri uygun destek olmadan yatay olarak depolamak zamanla sarkmaya neden olur
- Kötü kullanım: Belirlenen kaldırma noktaları yerine şafttan kaldırma
- Kaza veya Darbe: Düşürme, çarpışma veya yabancı cisim hasarı
- Yatak Tutulması: Sıkışmış bir yatak, şaftın tahrik torku altında bükülmesine neden olabilir
Termal Nedenler
- Eşit Olmayan Isınma: Mil çevresi etrafında homojen olmayan sıcaklık dağılımı
- Hızlı Sıcaklık Değişimleri: Başlatma veya kapatma sırasında termal şok
- Sıcak Noktalar: Sürtünme, sürtünme veya işlem koşullarından kaynaklanan yerel ısınma
- Yetersiz Isınma: Soğuk türbinlerin veya büyük makinelerin çok hızlı çalıştırılması
- Kapatma Prosedürleri: Sıcak bir şaftın soğumadan önce dönmesinin durmasına izin vermek (termal sarkma)
Malzeme ve Üretim Nedenleri
- Kötü Malzeme Kalitesi: Dahil olmalar, boşluklar veya malzeme homojensizlikleri
- Uygunsuz Isıl İşlem: Söndürme veya temperlemeden kaynaklanan kalıntı gerilmeler
- Kaynak Bozulması: Asimetrik kaynak, kalıntı gerilimler yaratıyor
- İşleme Gerilimleri: Üretim sırasında oluşan stresler
Şaft Yayı Titreşime Nasıl Neden Olur?
Eğimli bir şaft iki mekanizma aracılığıyla titreşim yaratır:
1. Geometrik Dengesizlik
Eğimli bir şaft döndüğünde, eğimli merkez hattı bir koni veya dairesel olmayan başka bir yol çizer. Rotorun kütle dağılımı mükemmel bir dengede olsa bile, eğimli geometri, merkezkaç kuvvetleri üreten eksantrik bir dönen kütle oluşturarak 1 kat titreşim (şaftın dönme frekansındaki titreşim) üretir.
2. Yataklara Uygulanan Moment Yüklemesi
Eğrilik, yataklara iletilen eğilme momentleri oluşturarak dalgalanan yatak yüklerine ve titreşime neden olur.
Şaft Yayını Algılama
Etkili sorun giderme için şaft eğriliğini gerçek kütle dengesizliğinden ayırt etmek çok önemlidir:
Belirti Karşılaştırması: Yaylanma ve Dengesizlik
| Özellik | Dengesizlik | Şaft Yayı |
|---|---|---|
| Titreşim Frekansı | 1X koşu hızı | 1X koşu hızı |
| Faz İlişkisi | Tutarlı, her zaman aynı | Isınma sırasında değişebilir |
| Yavaş Rulo Titreşimi | Mevcut (hıza orantılı²) | Çok düşük hızda bile mevcut ve sıklıkla önemli |
| Dengelemeye Yanıt | Doğru dengeleme sayesinde titreşim azaltıldı | Minimum düzeyde iyileşme veya hiç iyileşme yok; daha da kötüleşebilir |
| Termal Hassasiyet | Sıcaklıkla nispeten kararlı | Isınma/soğuma sırasında önemli ölçüde değişir |
| Dış Ölçüm | Rotor hareketsizken düşük | Dinlenme halinde bile yüksek salınım (kalıcı yay) |
Tanı Testleri
1. Yavaş Rulo Ölçümü
Şaftı çok yavaş döndürün (genellikle çalışma hızının 5-10%'si) ve ölçün tükeniş Yakınlık probu veya kadran göstergesi ile. Yavaş dönüşte yüksek sapma, şaft eğriliğini veya mekanik sapmayı gösterir, dengesizliği değil (hızın karesine orantılı kuvvet üretir).
2. Kapatma Faz Kayması
Titreşimi izleyin faz açısı Makine kapanırken. Gerçek dengesizlik, hızdan bağımsız olarak sabit fazı korur. Eğimli bir şaft, özellikle soğurken faz değişimleri gösterebilir.
3. Termal Yay Testi
Termal yaylanmadan şüpheleniyorsanız, çalıştırma ve ısınma sırasında titreşimi izleyin. Termal yaylanma genellikle makine ısındıkça artan titreşim gösterir, ardından termal dengeye ulaşıldığında sabitlenebilir veya azalabilir.
4. Makine Dışı Çalışma Kontrolü
Rotoru çıkarın, V blokları veya bir torna tezgahı üzerinde destekleyin ve kadran göstergesiyle radyal sapmayı ölçerken yavaşça döndürün. Önemli bir sapma (genellikle > 0,001 inç veya 25 µm), kalıcı bir yaylanma olduğunu doğrular.
5. Görsel Muayene
Büyük şaftlar için, şaft uzunluğu boyunca görsel inceleme veya optik yöntemler (lazer hizalama) kullanılarak belirgin bir yaylanma ortaya çıkarılabilir.
Düzeltme Yöntemleri
Uygun düzeltme, yayın şiddetine ve türüne bağlıdır:
Kalıcı Mekanik Yay İçin
1. Şaft Düzeltme
Hafif ila orta şiddette yay için (genellikle < 0,005" veya 125 µm) şaft, bazen hidrolik presler kullanılarak soğuk veya sıcak olarak düzeltilebilir. Bu işlem, özel ekipman ve yetenekli teknisyenler gerektirir. Şaft desteklenir ve dikkatlice yüklenerek plastik olarak deforme edilerek tekrar düz hale getirilir.
2. Termal Gerilim Giderme
Kalan gerilimleri gidermek için şafta ısıl işlem uygulayın; bu sayede gerilim kaynaklı yaylanmalar azaltılabilir veya tamamen ortadan kaldırılabilir. Bunun için uygun fırın ekipmanı ve proses kontrolü gereklidir.
3. Şaft Değişimi
Şiddetli eğilme veya kritik uygulamalarda, değiştirme genellikle en güvenilir çözümdür. Yeni bir şaftın maliyeti, duruş süresi ve düzeltme girişimlerinin başarısız olma riskiyle karşılaştırılmalıdır.
4. “Yay Etrafında Denge”
Bazı durumlarda, özellikle büyük türbinlerde, pruvanın etkisini dengelemek için düzeltme ağırlıkları hesaplanıp takılabilir. Bu, pruvayı sabitlemez ancak titreşimi en aza indirir. Bu yaklaşımın sınırlamaları vardır ve genellikle geçici bir çözümdür.
Termal Yay İçin
1. İşletim Prosedürü Değişiklikleri
- Yavaş ısınma prosedürlerini uygulayın
- Termal sarkmayı önlemek için kapatma sırasında sürekli dönüş dişlisinin çalışmasını sağlayın
- Buhar girişini veya proses sıvısı sıcaklıklarını daha dikkatli bir şekilde kontrol edin
- Simetrik ısıtma/soğutmayı sağlayın
2. Tasarım Değişiklikleri
- Isıl gradyanları azaltmak için yalıtım ekleyin
- Eşit ısınma için ısıtma ceketleri takın
- Eşit sıcaklık dağılımını sağlamak için soğutma sistemini iyileştirin
3. Dönme Dişlisinin Çalışması
Büyük türbinlerde, şaftı döndürmek ve termal yay oluşumunu önlemek için ısınma ve soğuma sırasında dönüş dişlisini (yavaş hızlı dönme tahriki) çalıştırın.
Önleme Stratejileri
Milin eğilmesini önlemek, düzeltmekten çok daha kolaydır:
Tasarım ve Üretim
- Kalıntı gerilimleri en aza indirmek için uygun ısıl işlem prosedürlerini kullanın
- Uygulama için yeterli şaft sertliği tasarlayın
- Termal ortama uygun malzemeleri belirtin
Kurulum ve Bakım
- Rotorları her zaman belirlenmiş kaldırma noktalarını kullanarak kaldırın, asla şafttan tutarak kaldırmayın
- Sarkmayı önlemek için yedek rotorları uygun desteklerle saklayın
- Taşıma sırasında mekanik şoktan kaçının
- Milin düzgünlüğünü periyodik olarak (yıllık veya üretici programına göre) kontrol edin
Operasyon
- Üreticinin ısınma ve kapatma prosedürlerini izleyin
- Hızlı sıcaklık değişimlerinden kaçının
- Başlatma sırasında termal yay belirtilerini izleyin
- Titreşim fazında açıklanamayan değişiklikleri araştırın
Dengeleme Prosedürleri Üzerindeki Etki
Eğimli bir şaftı dengelemeye çalışmak genellikle boşunadır ve ters etki yaratabilir:
- Etkisiz Düzeltmeler: Kütle dengesizliği için hesaplanan denge ağırlıkları geometrik eğriyi düzeltmez
- Sorunu Maskelemek: Eğimli bir şaftın kısmen başarılı bir şekilde "dengelenmesi" titreşimi geçici olarak azaltabilir ancak altta yatan sorunu ele almadan bırakabilir
- Boşa Harcanan Zaman: Başarısız olan birden fazla dengeleme yinelemesi, yay kontrolü ihtiyacını gösterir
- Potansiyel Zarar: Eğimli bir şafta büyük düzeltme ağırlıkları eklemek, stresleri artırabilir ve daha fazla hasara neden olabilir
En İyi Uygulama: Özellikle rotorda geçmişte elleçleme, termal olaylar veya açıklanamayan titreşim sorunları varsa, dengeleme işlemlerine başlamadan önce şaftta eğilme olup olmadığını mutlaka kontrol edin.
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 