Aylanadigan mashinalarda ishqalanishni tushunish
Rubbing — bu mashinalardagi aylanadigon va statsionar komponentlar o'rtasidagi friksion aloqa va nisbiy sirpanish haraketidir. Atama rotor-stator aloqasining uzluksiz friksion jihatini ta'kidlaydi va shu bilan yengil, vaqti-vaqtidagi aloqa yoki yagona zarbalarga nisbatan farqlanadi. Ishqalanish friksion kuchlarni hosil qiladi, friksion ishi orqali sezilarli issiqlik ajratadi va aniq bir vibration teskari aylanish (backward whirl) hukmronlik qiladigan spektral imzoni hosil qiladi, sub-synchronous components and thermal effects. It is one of the most dangerous faults a rotating machine can develop, because it can escalate to failure within minutes.
“Rubbing” va “rotor rub” ko'pincha bir xil ma'noda ishlatiladi. Amaliyotda rubbing friksion va termik tomonini ta'kidlasa, rotor rub — yengil tirnashdan qattiq zarbalargacha bo'lgan barcha aloqa shakllarini qamrab oluvchi keng atamadır.
1. Ishqalanishning friksion mexanikasi
Kuloniy friksion modeli
Ishqalanish quruq (Kuloniy) friksion tamoyillariga bo'ysunadi:
- Friksion kuch: F = μ × N, bu yerda μ — friksion koeffitsienti, N esa yuzalarni bir-biriga bosib turadigan normal kuch.
- Direction: friksion kuch har doim aloqadagi yuzalar o'rtasidagi nisbiy harakatga qarshi yo'nalgan.
- Tipik koeffitsientlar: steel on steel μ ≈ 0.3–0.5; steel on seal material μ ≈ 0.2–0.4.
- Issiqlik hosil bo'lishi: friksion ishining deyarli hammasi aloqa nuqtasida issiqlikka aylanadi.
Tangensial va normal kuchlar
Aloqa vaqtida rotorga ikki kuch komponenti ta'sir qiladi:
- Normal force: ishqalanish nuqtasida rotorga radial ichkariga qarab bosadi.
- Friksion kuch: tangensial yo'nalishda ta'sir qilib, aylanishga qarshilik ko'rsatadi.
- Natijaviy kuch: ushbu kombinatsiya rotorni sekinlashtirish va uni aylanish yo'nalishiga qarama-qarshi — orqaga — og'dirish tendentsiyasini yuzaga keltiradi.
- Aylanma moment ortishi: ishqalanish quvvatni sarflaydi va mashina ta'minlashi lozim bo'lgan haydovchi aylanma momentni oshiradi.
2. Xarakterli tebranish naqshlari
Backward Whirl
Ishqalanishning eng ko'zga ko'rinar belgisi — teskari (orqaga) yo'nalishli whirl:
- Ishqalanish kuchi orbital harakatni orqaga yo'naltiruvchi tangensial komponentni yuzaga keltiradi.
- The shaft orbit val aylanish yo'nalishiga teskari iz chizadi.
- Aylanish chastotasi odatda qo'shimcha chastota ostida — ishchi tezlikning 1× qiymatidan past bo'ladi.
- Orbit shakli ko'pincha tartibsiz yoki ko'zga ko'rinarli darajada buzilgan bo'ladi.
- Orbit shakli ko'pincha tartibsiz yoki ko'zga ko'rinarli darajada buzilgan bo'ladi.
Spektr xususiyatlari
- Sinxronik chastota ostidagi cho'qqilar: 1× dan past bo'lgan bir nechta cho'qqi, ko'pincha kasr garmoniklarda.
- Sinxronik komponent: the 1× synchronous ishqalanish kuchlari qo'shilishi natijasida cho'qqi ko'tarilishi mumkin.
- Yuqori garmoniklar: 2×, 3×, 4× harmonics davriy ishqalanishning nochiziqliligi natijasida paydo bo'ladi.
- Keng polosali shovqin: butun diapazon bo'ylab shovqin sathining ko'tarilishi spectrum lifts.
- Beqaror spektr: cho'qqilar paydo bo'lib ketadi yoki bir o'lchovdan ikkinchisiga o'tganda chastotasini o'zgartiradi.
Vaqt Grafigi Xususiyatlari
- Har bir aloqa boshlanishida impulsli hodisalar yoki o'tkir cho'qqilar, ko'rinadigan time waveform.
- Maksimal og'ishlar joylarda qirqilish yoki tekislanish, stator mexanik ravishda harakatni cheklaydigan joylarda.
- Tartibsiz, sinusoidal bo'lmagan umumiy shakl.
- Bir vaqtda mavjud bo'lgan bir nechta chastotalar tomonidan hosil qilingan zarba naqshlari.
3. Ishqalanishning Issiqlik Ta'sirlari
Issiqlik Hosil Bo'lishi
Ishqalanish mexanik energiyani bevosita issiqlikka aylantiradi:
- Rate: sarflangan quvvat ishqalanish kuchi × sirpanish tezligiga teng.
- Magnitude: engil ishqalanish 10–100 vatt; kuchli ishqalanish esa kilovat miqdorida energiya ajratishi mumkin.
- Concentration: bu issiqlik juda kichik aloqa maydoniga tushadi.
- Harorat ko'tarilishi: og'ir hollarda mahalliy sirt harorati 500 °C dan oshib ketishi mumkin.
Issiqlik Ta'sirida Valning Egilishi
Ishqalanishning xavfi issiqlik–tebranish teskari aloqa zanjiridadir:
- Dastlabki ishqalanish issiqlikni valning bir tomoniga to'playdi.
- Nosimmetrik isish valning thermal bow.
- Issiqlik ta'sirida egilish valning’ og'ishini kuchaytiradi.
- Kuchliroq og'ish yanada shiddatli ishqalanishga olib keladi.
- Ko'proq ishqalanish yanada ko'proq issiqlik hosil qiladi.
- Bu ijobiy teskari aloqa tez va nazoratdan chiqib ketadigan nosozlikka olib kelishi mumkin.
Bu zanjirning har bir aylanishi keyingisini chuqurlashtirganidan, ishqalanish bir tur hisoblanadi o'z-o'zini qo'zg'atuvchi tebranish va to'liq rotor beqarorligi.
Ikkilamchi Issiqlik Ta'sirlari
- Podshipnikning qizishi: issiqlik val orqali podshipniklarga o'tkaziladi.
- Moyning yomonlashuvi: haddan tashqari harorat moylovchi moddani parchalaydi.
- Material o'zgarishlari: issiqlik ta'siriga uchragan zonalarda faza o'zgarishlari yoki metallurgik o'zgarishlar.
- Issiqlik kuchlanishi: termik kuchlanishga uchragan sohalarda yoriqlar paydo bo'lishiga sabab bo'lishi mumkin.
4. Ishqalanishni Sahnada Aniqlash
Tebranishni monitoring qilish
- Sinxrongacha bo'lgan signallar: ishlash tezligining 0,3–0,5× qiymatidagi cho'qqilarda ogohlantirish beradi.
- Orbit kuzatuvi: avtomatlashtirilgan orbit tahlili teskari aylanish whirl ko'rinishini belgilaydi.
- Spektral o'zgarishlar: algoritmlar bir vaqtda bir nechta garmonikaning to'satdan paydo bo'lishini aniqlaydi.
- To'lqin shaklining qirqilishi: kontakt hosil qiladigan nosinus buzilishini aniqlash.
Bu naqshlarni aniqlash — aynan portable analizatorning vazifasi. Mashinaning o'z podshipniklarida ish tezligida ishlab, ikki kanalli qurilma, masalan Balanset-1A vaqt to'lqin shaklini hamda 1× amplituda va fazani yozib oladi, shuning uchun texnik impulsli qirqilishni va ishqalanishga xos bo'lgan ulush tartibli energiyani ko'ra oladi, so'ngra demontaj qilishdan oldin qoldiq disbalans yoki misalignment asosiy sabab ekanligini tekshiradi.
Harorat monitoringi
- Bearing harorat sensorlari tez o'sish signallari bilan.
- Val bo'limlarining ochiq qismlarini infraqizil harorat monitoringi.
- Harorat differensiali monitoringi — podshipnikning yuqori va pastki qismini solishtirish.
- Rate-of-change alarms, for example greater than 5 °C per minute.
Qo'shimcha ko'rsatkichlar
- Aylanma moment ortishi: ishqalanish yuki haydovchi mexanizmga ta'sir qilganda quvvat sarfi oshadi.
- Tezlik tebranishi: o'zgaruvchan ishqalanish momentidan kelib chiqadigan kichik tezlik o'zgarishlari.
- Akustik emissiya: kontaktdan kelib chiqadigan yuqori chastotali tovush, tomonidan aniqlanishi mumkin akustik emissiyaga sensors.
- Vizual ko'rik: yeyilish qoldiqlari, rangi o'zgarishi va ko'rinadigan chizilishlar.
5. Ishqalanishga munosabat
Darhol ko'riladigan chora-tadbirlar
- Og'irlikni kamaytiring: xavfsiz bo'lsa, tezlikni yoki yukni kamaytiring.
- Kuzatuvni kuchaytiring: tebranish va haroratni uzluksiz nazorat qilib turing.
- To'xtatishga tayyorlaning: favqulodda holat uchun tayyor bo'ling shutdown ready.
- Favqulodda to'xtatish: tebranish yoki harorat ortib borsa, mashinani favqulodda to'xtating.
- Sovishga ruxsat bering: tekshirishdan oldin aylantirish mexanizmini ishlatib turing yoki tabiiy sovishga qo'ying, shunda issiqlik egilishi bartaraf bo'lsin.
Investigation
- Aloqa izlarini ko'rsatuvchi jismoniy dalillarni tekshiring.
- Shübhali ishqalanish joylarida bo'shliqlarni o'lchang.
- Issiqlik egilishi yoki doimiy deformatsiyani tekshiring shaft bow.
- Asosiy sababni aniqlang — ortiqcha tebranish, yetarli bo'shliqning yo'qligi va hokazo.
Tuzatish chora-tadbirlari
- Bo'shliqlarni oshiring: shikastlangan joylarni qayta ishlang yoki komponentlarni almashtiring.
- Asosiy sababni bartaraf eting: rotorni balanslashtiring, moslamani to'g'rilang, aloqaga olib kelgan podshipnik muammosini bartaraf eting.
- Shikastlangan qismlarni almashtiring: zarur holatlarda muhrlar, podshipnik elementlari va val bo'limlarini almashtiring.
- Bo'shliqlarni tekshiring: qayta ishga tushirishdan oldin har bir joyda yetarli bo'shliq mavjudligini tasdiqlang.
Ishqalanish (rubbing) — aylanuvchi mashinalardagi eng jiddiy tebranish bilan bog'liq nosozliklardan biridir. Uning issiqlik qayta aloqasi orqali tezda kuchayish qobiliyati zudlik bilan aniqlashni, tez va intizomli munosabatni hamda to'liq bartaraf etishni talab qiladi — chunki muhim uskunalarda bunga alternativ falokatli ishdan chiqishdir.
