آنالیز ارتعاشات فن سانتریفیوژ

فن ها نوعی از ماشین آلات هستند که تقریباً در تمام صنایع وجود دارند. علاوه بر این، آنها روزانه در تهویه خانگی یا تهویه مطبوع صنایع استفاده می شوند. در بسیاری از سیستم‌ها و فرآیندهای صنعتی، این ماشین‌ها تجهیزات حیاتی هستند که با نظارت تخصصی بر وضعیت دینامیکی و عملیاتی آنها سعی بر این دارند که همیشه این تهیزات را سالام نگه دارند.

فن ها برای صنایع فعلی ضروری هستند و می توان گفت که آنها نقش مرتبطی در نحوه عملکرد جامعه مدرن دارند. کاربرد اساسی آنها انتقال یا هدایت هوا، گازها یا بخارات در سیستم های تهویه، سیستم های تبادل حرارت یا فرآیندهای احتراق گاز است. اما، جریان هوا می تواند به عنوان وسیله ای برای حمل و نقل محصولات دیگر مانند پودرها یا مواد جامد کوچک نیز استفاده شود که به عنوان مثال در صنایعی مانند صنایع غذایی و سیمان کاربرد معمولی دارد.

به طور کلی فن های صنعتی در دو گروه بزرگ فن های سانتریفیوژ و فن های محوری طبقه بندی می شوند. هر یک از آنها با ویژگی های مکانیکی و عملیاتی خاص، حالت های خرابی خاص هم دارند. در این مقاله به بررسی و تحلیل مشکلات موجود در فن های سانتریفیوژ می پردازیم.

فن سانتریفیوژ یک ماشین نسبتا ساده است. با این حال، آنها می توانند خرابی های مکانیکی و عملیاتی را ایجاد کنند که نیاز به تجزیه و تحلیل پارامترهای مختلف مانند جریان گاز، سرعت کار، بار، سطح نویز، دما و سطوح ارتعاش دارد.

فن سانتریفیوژ چیست؟

به طور کلی فن ماشینی است که با ایجاد اختلاف فشار از طریق تبادل تکانه پره های فن با ذرات گاز، جریان گاز تولید می کند. پروانه فن انرژی مکانیکی دوار را به انرژی جنبشی درون سیال گازی تبدیل می کند این انرژی بعداً تا حدی به فشار ساکن تبدیل می شود. در یک فن گریز از مرکز، سیال در جهت طول محور دوار وارد می شود و به صورت عمود یا شعاعی تخلیه می شود، بنابراین سیال تغییر جهت ۹۰ درجه را آزمایش می کند. شکل ۱ جهت سیال را نشان می دهد.

شکل ۱: جهت جریان هوا یا گاز در یک فن سانتریفیوژ

 

شکل ۲: قطعات اصلی یک فن سانتریفیوژ

 

1. تکیه گاه سازه: ممکن است سازه را با فندانسیون مشترک کنند یا فندانسیون مستقلی داشته باشد اگر فرکانس طبیعی کمتر از دور کاری فن باشد، فونداسیون می‌تواند انعطاف‌پذیر باشد، یا زمانی که فرکانس طبیعی بالاتر از دور کاری فن است، فونداسیون صلب باشد.
2. پروانه و پره ها: پروانه به روتور یا شفت فن متصل می شود که توسط یک سری پره تشکیل می شود که بسته به نوع فن و کاربرد یا نیاز عملیاتی آن شکل می گیرد، شکل ۳ یک پروانه و پره های آن را نشان می دهد.
3. محافظ: محفظه سیال است که در آن تبادل انرژی بین پروانه و سیال صورت می گیرد ، از این نقطه، مایع از قسمت مکش به سمت تخلیه هدایت می شود.
4. دریچه بازدید: برای بازرسی تجهیزات در شرایط نگهداری.
5. بیرینگ: بسته به اندازه تجهیزات، وزن و سرعت کار آن، می توان برای آنها را یاتاقان های غلتشی یا یاتاقان های ژورنال تهیه کرد برخی از سیستم های کاربردی با یاتاقان های ژورنال همچنین دارای سیستم های تبرید برای روان کننده هستند.
6. سیستم انتقال: چندین سیستم انتقال بسته به طراحی موجود است، سیستم انتقال پولی و تسمه یکی از رایج ترین و قابل اعتمادترین آنهاست.با این حال، محدود به یک سرعت خاص است. هنگامی که سرعت فن از ۳۰۰۰ دور در دقیقه بیشتر می شود، معمولاً از یک سیستم انتقال مستقیم استفاده می شود که می تواند از طریق کوپلینگ بین درایو و فن یا به سادگی نصب پروانه مستقیماً روی شفت موتور باشد.
7. تجهیزات محرک: با توجه به ویژگی های عملیاتی و سایر عوامل، تجهیزات محرک می تواند یک موتور AC، یک موتور DC یا حتی توربین های بخار باشد.
8.  

شکل ۳: پروانه فن گریز از مرکز

 

نقاط اندازه گیری ارتعاش

همانطور که در مقاله خود به طور کلی در مورد محل قرار دادن سنسور ارتعاش در فن گریز از مرکز بحث کرده ایم، باید پایش را روی تمام بلبرینگ های ژورنال و غلتشی آن انجام داد.

هنگام انتخاب نقاط پایش ارتعاش، ایمنی در اولویت قرار دارد.

شکل ۴: نقاط اندازه گیری یک روتور که روی یاتاقان های غلتکی / یاتاقان های ژورنال پشتیبانی می شود. در جهات افقی، عمودی و محوری اندازه گیری می شود در مورد اندازه گیری جهت محوری ایمنی هنگام به دست آوردن داده ها باید در نظر گرفته شود نزدیک بودن بیش از حد به شفت ممکن است خطرناک باشد.

 

شکل ۵: نقاط اندازه گیری برای فن با پروانه ای که مستقیماً روی موتور نصب شده است.

 

خرابی در فن های گریز از مرکز که با آنالیز ارتعاش قابل تشخیص است:

نابالانسی

در فن های سانتریفیوژ، نابالانسی یکی از رایج ترین خرابی ها است و معمولاً به یکی از دلایل زیر رخ می دهد:

• تغییر شکل حرارتی: این می تواند به دلیل یک شوک حرارتی در حین کار اتفاق بیفتد، همچنین می تواند زمانی اتفاق بیفتد که یک روتور داغ برای مدتی طولانی از کار خارج شود تا به نیروی جاذبه و وزن خود اجازه ایجاد تغییر شکل بدهد.
• از بین رفتن مواد به دلیل فرسایش، سایش و خوردگی.شکل ۶ یک پروانه با سطح خوردگی بالا را نشان می دهد.
• چسبیدن ذرات یا کثیفی به پروانه / روتور.
• تغییر شکل در اثر گشتاور یا اضافه بار
• بالانس نامناسب در کارگاه

جهت کسب اطلاعات بیشتر و دقیق تر از خدمات بالانس فن در محل با کارشناسان مجرب آکوپایش تماس گرفته و از مشاوره رایگان بهره مند شوید.

 

شکل ۶: پروانه فن گریز از مرکز با سطح بالایی از خوردگی و تلفات مواد

 

هنگامی که عدم تعادل در فن های سانتریفیوژ تشخیص داده شد، اقدامات زیر می تواند انجام شود:

• بررسی گزارش عملیات و تعمیر و نگهداری برای بررسی زمان ظاهر شدن مشکل: در حین کار، پس از تعمیر و نگهداری،پس از نصب موتور جدید و غیره. این تجزیه و تحلیل به پیدا کردن علت اصلی کمک می کند
• ارزیابی وضعیت دینامیکی گروه درایو-فن برای ارزیابی آسیب جانبی در یاتاقان‌های ژورنال / غلتشی، تسمه، کوپلینگ، پایه و استراکچر
• تجزیه و تحلیل کافی مشکل برای تعیین روش اصلاحی با توجه به نوع نابالانسی یافت شده (دینامیکی، استاتیکی، کوپل) و همچنین روش متعادل سازی (۱ صفحه، ۲ صفحه، چند صفحه) و اینکه آیا بالانس باید در کارگاه انجام بشود یا در سایت
• برنامه ریزی عملیات بالانس طبق استانداردهای قابل اجرا ISO 21940/1 ISO 21940/12, ISO 14694

شکل ۸: سیگنال ارتعاش معمولی، دامنه و فرکانس یک فن سانتریفیوژ قبل و بعد از شرایط نابالانسی

 

ناهمراستایی

در فن های سانتریفیوژ، یکی دیگر از خرابی های بسیار رایج، همراستایی است که معمولاً به یکی از دلایل زیر رخ می دهد:

• اجرای نامناسب توسط پرسنل تعمیر و نگهداری
• استفاده نادرست از استانداردها و تلورانس های تراز
• انبساط حرارتی
• ضعف پایه های استراکچر
• سافت فوت
• ترک کوپلینگ، سایش یا فرسودگی بیش از حد
• ساییدگی یا آسیب به پولی ها/تسمه ها

هنگامی که ناهمراستایی در فن های سانتریفیوژ تشخیص داده شد، می توان اقدامات زیر را انجام داد:

• ارزیابی رویه ها و قابلیت های پرسنل
• انجام الاینمنت دقیق تحت استانداردهای مربوطهAPI 686. ANSI/ASA 2,75
• اندازه گیری و اصلاح سافت فوت
• ارزیابی سلامت فونداسیون و کوپلینگ

ارزیابی تاثیر انبساط حرارتی و در نظر گرفتن آن در روند الاینمنت

شکل ۹: سیگنال ارتعاش محوری، دامنه و فرکانس یک فن گریز از مرکز و تجهیزات محرک ناهمراستا

 

شفت خم شده

در فن های سانتریفیوژ، شفت خمیده معمولاً به یکی از دلایل زیر رخ می دهد:

• تغییر شکل ناشی از گرانش زمانی که روتور برای مدت طولانی ثابت می مانداساساً می تواند در دوره های طولانی خاموشی در تجهیزات سنگین بیش از ۱۰۰۰ کیلوگرم رخ دهد.
• تغییر شکل در حین کار به دلیل شوک حرارتی، اضافه بار یا گشتاور بیش از حد.

هنگامی که شفت خم شده در فن های سانتریفیوژ تشخیص داده شد، می توان اقدامات زیر را انجام داد:

• فعال کردن فرآیند تحلیل علت ریشه ای برای تعیین مکانیسم شکست
• اندازه گیری با ساعت اندیکاتور در شفت خروجی و پروانه برای تایید مشکل
• این امکان وجود دارد که یک فن خمیده متعادل شود و به این ترتیب، اثر ارتعاش ممکن است اصلاح شود، اما این یک راه حل موقتی است، زیرا روتور ممکن است در حین کار به شکل اولیه خود برگردد
• ممکن است برای بازگرداندن تغییر شکل به روش های خاصی نیاز باشد.

مشکلات استراکچر

در فن های سانتریفیوژ، مشکلات استراکچر معمولاً به یکی از دلایل زیر رخ می دهد:

• ضعف پی ها در اثر خوردگی
• حرکت زمین
• رزونانس پایه با هر یک از فرکانس های عملیاتی سیستم، پیچ و مهره های آسیب دیده، جدا شده یا شل شده
• طراحی اشتباه فونداسیون

هنگامی که مشکلات استراکچر در فن های سانتریفیوژ تشخیص داده می شود، اقدامات زیر می تواند انجام شود:

• ارزیابی سلامت و وضعیت کلی فونداسیون ها، هم برای ماشین و هم برای سازه نگهدارنده، از جمله داکت سیستم.
• ارزیابی وضعیت پیچ و مهره های ثابت
• پیچ ها را با گشتاور مشخص شده سفت کنید
• بررسی فرکانس طبیعی و رزونانس احتمالی

سایش

در فن های سانتریفیوژ، سایش معمولاً به یکی از دلایل زیر رخ می دهد:

• مونتاژ اشتباه، قطعات ناقص یا معیوب
• فاصله ناکافی بین قطعات ثابت و دوار
• نابالانسی بیش از حد یا ناهمراستایی
• اعوجاج ناشی از کشش اتصالات

هنگامی که ساییدگی در فن های سانتریفیوژ تشخیص داده می شود، اقدامات زیر توصیه شود:

• بررسی مراحل مونتاژ، مجوزها و کیفیت قطعات.
• ارزیابی وجود خرابی های دیگر مانند ناهمراستایی، ناهماهنگی یا رزونانس

لقی دورانی

در فن های سانتریفیوژ، لقی دورانی معمولاً به یکی از دلایل زیر رخ می دهد:

• سایش بیرینگ
• سایش ساچمه یا محفظه بیرینگ ژورنال
• کیفیت بد روغن کاری(زیاد یا کم بودن روغن)
• مونتاژ اشتباه قطعاتی مانند یاتاقان های غلتشی یا ژورنال ، کوپلینگ ها، پولی ها
• قطعات ناقص یا نامناسب

هنگامی که لقی دورانی در فن های سانتریفیوژ تشخیص داده می شود، اقدامات زیر توصیه شود:

• بررسی مراحل مونتاژ، مجوزها و کیفیت قطعات
• ممیزی فرآیند روغن کاری
• تعویض قطعاتی که در شرایط بد، فرسوده یا نامناسب کار می کنند

 

شکل ۱۰، سیگنال ارتعاش معمولی، دامنه و فرکانس یک فن سانتریفیوژ با مشکلات لقی چرخشی در یک یاتاقان ژورنال قبل و بعد از اصلاح.

 

خرابی بیرینگ

در فن های سانتریفیوژ، مشکلات بیرینگ معمولاً به یکی از دلایل زیر رخ می دهد:

• مشکلات روانکاری
• مونتاژ اشتباه قطعات
• قطعات کیفیت پایین یا خراب
• آسیب جانبی ناشی از ناهمراستایی یا نابالانسی بیش از حد
• تمام شدن ساعت کارکرد بیرینگ

هنگامی که مشکل یاتاقان در یک فن سانتریفیوژ تشخیص داده شد، اقدامات زیر توصیه می شود:

• تجزیه و تحلیل علت اصلی شکست و اصلاح آن
• ممیزی فرآیندهای مونتاژ و روانکاری
• جایگزینی اجزای آسیب دیده

مشکلات ناشی از جریان سیال

در فن های سانتریفیوژ، مشکل جریان معمولاً به یکی از دلایل زیر رخ می دهد:

• خرابی در سیستم های کنترل ورودی و تخلیه جریان
• تغییرات عملیاتی مانند سرعت کارکرد فن
• تغییرات در شرایط سیال مانند: چگالی، دما و غیره
• مشکل در فیلترهای مکش

هنگامی که مشکلات جریان در یک فن گریز از مرکز تشخیص داده می شود، اقدامات زیر توصیه شود:

• بررسی سیستم کنترل و رابطه بار، RPM ، جریان
• ارزیابی تغییرات در شرایط عملیاتی یا خصوصیات سیال
• انجام یک تحلیل دینامیکی گسترده برای ارزیابی آسیب های جانبی
• بررسی سلامت سیستم کانال و نحوه انطباق آن با طراحی
• تمیز کردن فیلترها و سایر موانع

رزونانس

در فن های سانتریفیوژ، تشدید معمولاً به یکی از دلایل زیر رخ می دهد:

• دور کارکرد فن نزدیک به فرکانس طبیعی فونداسیون و سایر قسمت های سیستم
• تضعیف استراکچر که استحکام تکیه گاه ها را تغییر می دهد
• تأثیر ماشین آلات خارجی بر فرکانس طبیعی سیستم
• تغییرات در شرایط عملیاتی مانند: RPM متغیر

هنگامی که رزونانس در یک فن سانتریفیوژ تشخیص داده می شود، اقدامات زیر توصیه شود:

• انجام آزمایش ضربه در مناطق ارتعاش بالا برای تعیین فرکانس طبیعی و مقایسه آنها با فرکانس های عملیاتی یا فرکانس های اطراف دستگاه
• انجام تجزیه و تحلیل Bode برای یافتن سرعت های بحرانی
• ارزیابی سلامت فونداسیون و استراکچر برای یافتن هرگونه تضعیف یا تغییر سختی احتمالی

مشکلات روانکاری

در فن های سانتریفیوژ، مشکل روانکاری معمولاً به یکی از دلایل زیر رخ می دهد:

• مسائل روانکاری به طور قابل توجهی بر بیرینگ های غلتکی / ژورنال تأثیر می گذارد
• خرابی های روانکاری ممکن است به دلیل وجود مقدار زیاد روان کننده، روان کننده با کیفیت بد، نبود تبرید یا اتلاف حرارت ضعیف، روانکار آلوده به رطوبت یا ذرات جامد رخ دهد.

هنگامی که مشکلات روانکاری در یک فن سانتریفیوژ تشخیص داده شد، اقدامات زیر توصیه شود:

• تحلیل علل ریشه ای
• ارزیابی روش های روانکاری، قابلیت های پرسنل، کیفیت و تمیزی روانکار.

علائم (آسیب یاتاقان) را با علت خرابی اشتباه نگیرید، تعویض بلبرینگ فقط یک راه حل است اما اصلاح مشکل به معنای انجام یک فرآیند فنی و تخصصی برای اجرای یک عملکرد دقیق در مورد فرآیند یکپارچه روغن کاری است.

سایر فناوری های پیش بینی

بازرسی فن های سانتریفیوژ، و همچنین بازرسی سایر تجهیزات دوار باید مستمر باشد از جمله رفتار دینامیکی حرارتی و عملیاتی. فن آوری های زیر نیز برای پایش وضعیت فن های گریز از مرکز اعمال می شود:

بازرسی چشمی: اولین مرحله نظارت است، همه برنامه‌های بازرسی باید شامل روال‌های مشاهده مستمر برای بررسی قطعات دارای لقی، شرایط ناایمن، صدای غیرعادی ، تمیزی ، نشتی، خوردگی و غیره باشد.

بازرسی اولتراسونیک: این یک تکنیک بسیار موثر برای پایش وضعیت بیرینگ ها است، حتی در مراحل اولیه نسبت به ارتعاش ، بازرسی اولتراسونیک نیز ابزاری بهتر برای انجام روغن کاری است.

تجزیه و تحلیل روغن: ارزیابی خواص فیزیکی وشیمیایی و تمیزی روانکار باید یک برنامه روتین و مستمر باشد. بسیاری از فن های سانتریفیوژ دارای سیستم های روانکاری مرکزی هستند، سلامت این سیستم ها برای عملکرد مطمئن و ایمن تجهیزات دوار بسیار مهم است.

ترموگرافی مادون قرمز: نظارت بر برخی حالت های خرابی مرتبط با افزایش دما ممکن است تکمیل کننده آنالیز ارتعاشات باشد. ارزیابی مشخصات حرارتی یاتاقان ها همیشه با در نظر گرفتن اینکه نویز و ارتعاش اولتراسونیک علائم زودتر از افزایش دما هستند کمک کننده است. ارزیابی قطعات سیستم های تبرید مانند رادیاتورها، دفع کننده های حرارت، مخازن مبرد و روان کننده. در هر تجهیزاتی که توسط موتورهای الکتریکی هدایت می شود همیشه توصیه می شود که مانیتورینگ ترموگرافی بر روی سیستم های قدرت و کنترل انجام شود.

بررسی همراستایی (الاینمنت): امروزه با استفاده از فناوری لیزر، کنترل ناهمراستایی بسیار آسان‌تر، دقیق‌تر و مهم‌تر از همه سریع‌تر شده است، که این امکان را به شما می‌دهد تا این تکنیک بازرسی را به عنوان بخشی از روال‌های پیشگیرانه در نظر بگیرید که سعی در مبارزه با تنش، اصطکاک بیش از حد، گرما، ارتعاش و مصرف بیش از حد انرژی دارند. .

استانداردها

مقادیر مجاز ارتعاش برای این ماشین ها را می توان در برخی استانداردهای شناخته شده یافت. در میان آنها، استاندارد ISO 14694 دستورالعمل هایی را برای سطوح مجاز ارتعاش و ناباالانسی مجاز به طور خاص برای فن های سانتریفیوژ صنعتی در چندین دسته و کاربرد ایجاد کرده است.

استاندارد ANSI/ASA S2,75 دستورالعمل‌هایی را برای همراستایی دقیق ، هم در ماشین‌هایی که از کوپل مستقیم و هم در آن‌هایی که سیستم‌های تسمه پولی دارند، ارائه می دهد.

 

نتیجه گیری

 

فن های سانتریفیوژ بخش ضروری سیستم های صنعتی در صنعت مدرن هستند. به همین دلیل است که ایجاد برنامه های بازرسی بر اساس تجزیه و تحلیل حالت خرابی مشخص، بهترین شیوه های نگهداری و عملیاتی و استانداردهای شناخته شده، همه اینها برای تضمین عملکرد ایمن و قابل اعتماد و همچنین طول عمر طولانی قطعات ای تجهیزات، مهم است.

آنالیز ارتعاشات گیربکس

گیربکس چیست؟

گیربکس نوعی انتقال دهنده قدرت و سرعت در تجهیزات صنعتی است. در مفهوم عملیاتی، گیربکس یک جزء ماشین با قابلیت تغییر سرعت و گشتاور بین دستگاه محرک و دستگاه متحرک است. به عنوان مثال، بین یک موتور و یک فن کوپل شده است. از گیربکس ها نیز برای تغییر جهت چرخش و جهت محور محرک استفاده می شود. اجزای مکانیکی که این عملکردها را فعال می کنند در اصطلاح دنده نامیده می شوند و انواع مختلف گیربکس وجود دارد.
در مقایسه با سایر سیستم‌های انتقال نیرو، مانند سیستم‌های پولی وتسمه، زنجیر یا غلتک اصطکاکی، گیربکس‌ها کنترل سرعت بهتر، راندمان انتقال بیشتر، قدرت بالا، گشتاور کاری بالا و محدوده سرعت کامل را در کاربردهای RPMکم ارائه می‌دهند. به طور کلی، آنها ماشین های فشرده، قوی و قابل اعتماد هستند. با این حال، آنها تجهیزات گران قیمت و پیچیده ای هستند که نیازمند مراقبت های تخصصی، تعمیر و نگهداری مرتبط با روانکاری، نصب، تنظیم بار، الاینمنت و پایش وضعیت هستند.

 

شکل ۱.نمای یک گیربکس و چرخ دنده آن

انواع چرخ دنده

بسته به نیاز، انواع مختلفی از چرخ دنده ها موجود است که از رایج ترین آنها می توان به چرخ دنده های صاف و مارپیچی اشاره کرد که قادر به انتقال نیرو در سرعت ها و بارهای مختلف هستند

همچنین چرخ دنده های مخروطی به طور ویژه برای تغییر جهت بین محورهای ورودی و خروجی گیربکس طراحی شده اند. به عنوان مثال، برای تبدیل ورودی یک محور افقی به خروجی محور عمودی

نوع دیگری از سیستم چرخ دنده ها Screws هستند که می توانند تغییرات عرضی در جهت محورهای ورودی و خروجی را تغییر دهند. چیدمان و طراحی چرخ دنده ها، تطبیق پذیری زیادی به این ماشین ها می بخشد و امکان طراحی فشرده، مستحکم و قابل اعتماد را فراهم می کند، نمونه ی آن طراحی گیربکس ها با مراحل مختلف انتقال است.

جهت کسب اطلاعات از آنالیز ارتعاشات می توانید مقاله تخصصی مربوط را در صفحه آن مطالعه نمایید.

 

شکل ۲. گیربکس با چرخ دنده های مخروطی

 

شکل ۳. گیربکس با سیستم چرخ دنده حلزونی

 

شکل ۴. گیربکس با سیستم خورشیدی

 

انواع گیربکس

بسته به عملکرد کاهش یا افزایش سرعت چرخش ورودی در مقابل خروجی، گیربکس‌ها را می‌توان به طور کلی به کاهنده‌ها و افزاینده ها طبقه‌بندی کرد. گیربکسی که سرعت ورودی را افزایش می دهد افزاینده نامیده می شود و گیربکسی که سرعت ورودی را کاهش می دهد کاهنده نامیده می شود

علاوه بر این، گیربکس‌ها را می‌توان به سیستم‌های انتقال تک مرحله‌ای تقسیم کرد، آن‌هایی که فقط یک ردیف دنده دارند یا گیربکس‌های چند مرحله‌ا، آنهایی که توسط دو یا چند ردیف دنده تشکیل شده‌اند، با سرعت متوسط و تغییر گشتاور قبل از رسیدن به خروجی در بسیاری از مدل ها، گیربکس به عنوان یک ماشین میانی برای تبدیل سرعت و گشتاور بین محرک و متحرک استفاده می شود به عنوان مثال: یک گیربکس کاهنده بین یک توربین بخار و یک ژنراتور

برخی از ماشین‌ها ذاتاً یک گیربکس با عملکردهای عملیاتی هستند مانند تجهیزات یکپارچه مانند پمپ‌های دنده ای یا کمپرسورهای گریز از مرکز چند مرحله‌ای که پروانه‌های آنها مستقیماً روی شفت گیربکس‌ نصب می‌شوند.

اصطلاحات اساسی برای تجزیه و تحلیل ارتعاش در گیربکس

طراحی و ساخت چرخ دنده ها فعالیت تخصصی و با دقت بسیار بالا است. تعداد زیادی مفاهیم مرتبط با طراحی، هندسه و ساخت این عناصر ماشین وجود دارد. استانداردهای AGMA مسئولیت استانداردسازی آنها را بر عهده دارد. اگر نیاز به بررسی این موضوع دارید، توصیه می شود استانداردهای تخصصی را مرور کنید. برای موارد خاص تجزیه و تحلیل ارتعاش و پایش وضعیت، مفاهیم زیر موارد استفاده قرار می گیرند.

Pinion: به طور کلی کوچکترین دنده و سریعترین دنده در یک ردیف دنده است

Gear or Crown: بزرگترین و کندترین دنده در سیستم است

Backlash : به فضا یا فاصله بین دندانه ها، در جهت مش بندی روی دایره اشاره دارد. حفظ این بعد در مقادیر مناسب باعث روانکاری بهتر دندان ها می شود و فضایی برای انبساط حرارتی برای جلوگیری از مشکلات بعدی را فراهم می کند

Clearance : فضای بین نوک یک دندانه و پایین دندانه چرخ دنده دیگر در جهت شعاعی چرخ دنده است

Transmission ratio: به نرخ سرعت ورودی و خروجی اعم از افزایش یا کاهش سرعت اشاره دارد. می توان آن را با مقادیر سرعت (N) یا تعداد پینیون ها و دندانه های دنده (T) محاسبه کرد.

 

 

شکل 5. Backlash در یک سیستم چرخ دنده

 

استاندارد

استانداردهای) AGMA انجمن تولیدکنندگان دنده آمریکا) دستورالعمل های استانداردی برای طراحی و ساخت چرخ دنده ها و گیربکس ها ارائه می دهد. استاندارد API 613 جنبه های مربوط به گیربکس های صنعت نفت و گاز را پوشش می دهد. استاندارد ISO 10816-21تعیین حدود مجاز مقادیر را بر اساس باندهای فرکانسی ایجاد می کند.

همه این استانداردها مقادیری را برای دامنه سرعت و شتاب پیشنهاد می کنند. با این حال، آنها مقادیر مرجع بسیار کلی هستند که باید با شرایط عملیاتی و عملکردی هر گیربکس درنظر گرفته شوند.

نظارت صحیح گیربکس را می توان با استفاده از پایه عملکرد به عنوان یک معیار به دست آورد، بسیاری از تجزیه و تحلیل خرابی گیربکس بر اساس تشخیص تغییرات الگو است، نه نظارت بر متغیرها در برابر سطوح مطلق(فرکانس مشخص خرابی).

شکل ۶. تاریخچه پایش وضعیت یک گیربکس

 

فرکانس های ارتعاش تولید شده در گیربکس

این ماشین‌ها سیگنال‌های ارتعاشی پیچیده‌ای تولید می‌کنند که در آن فرکانس‌های عملیاتی ذاتی، نویز تصادفی و سایر فرکانس‌های خرابی، هم خرابی‌های «استاندارد» و هم خرابی‌های خاص مرتبط با حالت‌های خرابی دنده را می‌توان ترکیب کرد. فرکانس های ارتعاش در گیربکس را می توانیم به صورت زیر طبقه بندی کنیم:

فرکانس‌های ذاتی: فرکانس‌هایی که به‌عنوان بخشی از سیگنال پایه انتظار می‌رود، که با سرعت‌های چرخشی یا فرکانس‌های همزمان)1X RPM ورودی و خروجی) مطابقت دارد. از سوی دیگر، فرکانس مش دنده (GMF) از رابطه متقابل بین پینیون ها و چرخ دنده ها ظاهر می شود. GMF برای هر مرحله دنده منحصر به فرد است و به سرعت دنده (N) و تعداد دندانه های روی آن (T) بستگی دارد.

فرکانس‌های خرابی: مواردی هستند که در شرایط غیرعادی انتظار می‌رود که با حالت‌های خرابی مشخصه در گیربکس‌ها مانند ناهمراستایی (2xRPM،2XGMF )مرتبط است. اما فرکانس‌های خاص دیگری مانند فرکانس شکار دندانه (HFT)، فرکانس فاز مونتاژ چرخ دنده (GAPF) و فرکانس‌های باند جانبی در نتیجه مدولاسیون دامنه وجود دارند که همگی نتیجه مشکلاتی مانند سایش بیش از حد، اضافه بار، طراحی نامناسب یا مونتاژ بد هستند.

 

 

شکل ۷. طیف فرکانس ارتعاش گیربکس

 

شکل ۸. سیگنال شکل موج زمانی که اثرات یک دندانه شکسته را بر روی گیربکس نشان می دهد.

 

شکل ۹. سیگنال شکل موج زمانی که اثر مدولاسیون دامنه را به دلیل اثرات مش بندی بین دندانه ها، نشان می دهد.

 

شکل ۱۰. مونتاژ گیربکس و نگهداری از این قطعات بسیار تخصصی است و شامل رویه ها و تلورانس های دقیق است.

 

سایر فن آوری های پیش بینانه

تجزیه و تحلیل خرابی در گیربکس ها اغلب شامل مطالعه متغیرهای مختلف و علائم متعدد است. بنابراین همیشه لازم است برنامه های نظارتی جامعی طراحی شود که شامل تجزیه و تحلیل ارتعاش، تجزیه و تحلیل طیف شتاب، آنالیز اولتراسونیک، آنالیز فیزیکی و شیمیایی روان کننده ها و ترموگرافی مادون قرمز باشد، همه این فناوری های پیش بینانه با هدف تعیین علائم سایش و اصطکاک که عناصر رایج در اکثر حالت های خرابی گیربکس های صنعتی هستند به کار گرفته می شود.

 

شما عزیزان می توانید جهت کسب هر گونه اطلاعات با کارشناسان مجرب شرکت مهندسی آکوپایش در ارتباط باشید. کارشناسان مجموعه در ساعات ذکر شده در خدمت شما می‌باشند.

آشنایی با استاندارد ISO 10816-3

بررسی های لازم جهت درک بهتر استاندارد ISO 10816-3

برای کمک به کارشناسان جهت درک استاندارد ISO 10816-3، اجازه دهید آن را بررسی کنیم. تمام ماشین‌هایی که در این مشخصات قرار می‌گیرند با سرعتی بین 120الی15000 دور در دقیقه کار می‌کنند.

ماشین‌ های گروه ۱

موتورهای الکتریکی و ماشین‌های با قدرت بالای ۴۰۲ اسب بخار.

ماشین های گروه ۲

موتورهای الکتریکی و ماشین های محرک بین ۲۰-۴۰۲ اسب بخار.

در جدول استاندارد بالا متوجه خواهید شد که ماشین‌های گروه ۱ می‌توانند سطوح کمی بالاتر از ارتعاش را نسبت به گروه ۲ تحمل کنند. این به این دلیل است که ماشین‌های بزرگ‌تر، جرم بزرگ‌تر و حالت عریض‌تری دارند و معمولاً می‌توانند سطوح کمی بالاتر از ارتعاش کلی را تحمل کنند.

هر یک از این دو گروه نیز بین پایه های Rigid و Flexible تقسیم می شوند. ماشین‌هایی که روی پایه‌های انعطاف‌پذیر نصب می‌شوند، مانند فنرهای ایزولاتور یا دمپر ها، می‌توانند سطوح ارتعاش کمی بالاتر را تحمل کنند، زیرا حرکات این ماشین‌ها توسط دمپر یا بالشتک خنثی می‌شوند.

بیایید یک موتور الکتریکی 150 اسب بخاری را که پمپ را با سرعت 1765 دور در دقیقه بر روی پایه ای سفت و سخت به حرکت در می آورد، به عنوان مثال در نظر بگیریم و از نمودار ISO 10816-3 استفاده کنیم.

 

سطوح ارتعاش توصیه شده در سرعت (اینچ بر ثانیه / اوج)

• Newly Commissioned Machinery

فرض بر این است که این یک موتور و پمپ جدید و بدون سایش است و در بهترین حالت کار می‌کند. سطح کلی ارتعاش 0.08 in/sec (pk) یا mm/sec (rms)و یا کمتر انتظار می رود.

• Unrestricted Operation

این فرض را بر موتور و پمپ می گذارد که فراتر از راه اندازی اولیه کار کرده است. سطح ارتعاش قابل قبول زیر 0.16 in/sec (pk) یا 2.8 mm/sec (rms) خواهد بود.

• Restricted Operation

همان موتور و پمپ که دارای سطوح ارتعاش بین 0.16- 0.25 in/sec (pk) یا 2.8- 4.5 mm/sec (rms) است، باید مشکل ایجاد ارتعاش بیش از حد، مانند عدم تعادل یا ناهمراستایی بررسی گردد. این تجهیز می تواند در صورت نیاز کار کند، اما باید برای تعمیر و نگهداری برنامه ریزی شود تا ارتعاش کاهش یابد.

• Damage Occurs

سطوح ارتعاش در موتور و پمپ بیش از 0.25 in/sec (pk) ، یا 4.5 mm/sec (rms) می تواند باعث آسیب جدی به اجزای دستگاه مانند بیرینگ ها شود. این تجهیز باید در اسرع وقت از سرویس خارج شود و اقدامات اصلاحی برای کاهش ارتعاش انجام شود.

لطفاً توجه داشته باشید که نمودار ISO 10816-3 برای سطوح توصیه شده شدت ارتعاش است. از تجربه و منطق هم باید استفاده شود. به عنوان مثال، یک ماشین ابزار برای حفظ کیفیت پایان ماشینکاری باید در سطح کمتری از ارتعاش کار کند. آسیاب چکشی ممکن است در هنگام استفاده در سطح ارتعاش بالاتری کار کند.

با این حال، برای ماشین آلات صنعتی معمولی، نمودار ISO 10816-3 معیار خوبی برای شدت ارتعاش است.

 

شما عزیزان می توانید جهت دریافت مشاوره تخصصی و رایگان در زمینه بالانس فن، آنالیز ارتعاشات، الاینمنت و … با کارشناسان مجرب ما در ارتباط باشید.

شرایط لازم برای دیتابرداری ماشین آلات جدید

هنگام انجام بازرسی اولیه برای راه اندازی مسیر آنالیز ارتعاشات، موارد متعددی باید در نظر گرفته شود. همه چیز از ملاحظات ایمنی گرفته تا اطلاعات ماشین، بوها و صداها باید رعایت و مستند شوند.

اولین و مهمترین چیز ایمنی است. آیا شفت‌ها، شیارها، تسمه‌ها در معرض دید وجود دارد؟ آیا شرایط کف روغنی یا لغزندگی وجود دارد؟ نشتی روان کننده ها یا محصولات می تواند در اطراف تجهیزات دوار رایج باشد. بخار می تواند سایر خطرات ایمنی را پنهان کند. نکته اصلی این است که در حالی که به تجهیزات خود نزدیک می شوید، از محیط اطراف خود آگاه باشید.

در مرحله بعد، داده های واقعی ماشین برای تجزیه و تحلیل کامل و دقیق ضروری است. با توجه به دستگاه موارد زیادی برای مستندسازی در صورت امکان وجود دارد. این موارد می تواند گاهی اوقات گسترده باشند. با این حال هنگام جمع آوری داده ها برای تجزیه و تحلیل دقیق ضروری است.

موارد مهم در دیتابرداری ماشین آلات

• نوع اتصال ماشین

آیا این دستگاه یک دستگاه ساده است که به پمپ یا فن متصل می شود؟ آیا با تسمه به پمپ یا فن متصل شده است؟ گیربکس داره؟ گیربکس چند استیج دارد؟ نسبت گیربکس ها چگونه است؟ آیا دستگاه عمودی است یا افقی؟ نحوه قرار گیری بیرینگ ها چگونه است ؟ پایه انعطاف پذیر است یا سفت و….

• اسب بخار موتور چقدر است؟

آیا شماره های بلبرینگ موجود است؟ (از تگ موتور عکس بگیرید) سرعت دور در دقیقه ثابت است یا متغیر؟

• در مورد تاریخچه دستگاه تحقیق کنید

آیا این یک دستگاه مشکل ساز است؟ اگر چنین است، مشکلات آن چه بوده ؟ اطلاعاتی در مورد MTBF دارید؟ (میانگین زمان بین شکست ها)

• وضعیت کلی دستگاه

به نظر می رسد دستگاه قبلاً تعمیر و نگهداری شده است؟ (تعیین این در محیط های مختلف می تواند سخت باشد) آیا بو یا صدا دارید؟ آیا تسمه جیغ می زنند ؟ آیا دستگاه صدای خوبی دارد؟

• محیط

آیا روی یک طبقه مرتفع یا نیم طبقه نصب شده است که در آن لرزش از تجهیزات مجاور تقویت یا القا شود؟

• سایر مشاهدات

از بازرسی های بصری از جمله وضعیت تسمه؟ شرایط فوندانسیون؟ آیا حرکت بیش از حد در شفت وجود دارد؟

همیشه از عقل سلیم استفاده کنید و تا حد امکان اطلاعات جمع آوری کنید. همیشه نمی توان همه چیز مورد نیاز را در اولین بار از طریق راه اندازی دستگاه به دست آورد، اما آگاهی از اطلاعات کلی دستگاه، یک شروع عالی است.

 

شما عزیزان می توانید جهت دریافت مشاوره رایگان و تخصصی و رایگان در زمینه بالانس فن، الاینمنت و هرگونه خدمات پایش وضعیت با کارشناسان مجرب ما در ارتباط باشید.

آنالیز آلتراسونیک

ابزارهای مبتنی بر فناوری آلتراسونیک فرصت‌های زیادی را برای کاهش اتلاف انرژی و بهبود کارکرد تجهیزات در کارخانه‌ها ارائه می‌دهند. این ابزار ها مفهوم “پایش وضعیت” را گسترش می دهند تا بسیار دقیق تر از بازرسی های معمولی، عیوب مکانیکی و برقی را تشخیص دهد. از آنجایی که این ابزارها اصطکاک و آشفتگی را تشخیص می‌دهند، قابلیت‌ بررسی وضعیت بلبرینگ، تعیین کمبود روغن‌کاری، تعیین محل نشتی هوای فشرده و موارد دیگر را دارند .ابزارهای پرتابل مبتنی بر این فناوری برای ترند و آنالیز ارتعاشات بیرینگ، تشخیص نشتی (فشار و خلاء)، تست شیرها و تله‌های بخار، شناسایی مشکلات الکتریکی و شناسایی مشکلات احتمالی در دنده‌ها، موتورها و پمپ‌ها استفاده می‌شوند.

امروزه، ایجاد درآمد برای هر صنعتی مهم است. وقتی حاشیه سود در حال کاهش است، تنها راه جلوگیری از زیان و بهبود کارایی می باشد. شناسایی منابع اتلاف انرژی و شناسایی عیوب در سیستم های الکتریکی و مکانیکی همگی به افزایش سود کمک می کنند و در برخی موارد می تواند یک پیشرفت چشمگیر باشد. بازرسی آلتراسونیک موقعیت خاص و بسیار خوبی را برای پایش وضعیت به عنوان یک فناوری بازرسی “مستقل” و به عنوان یک ابزار تشخیص موثر ارائه می دهد که می تواند به وسیله آن روند بازرسی را سرعت بخشد و به کارشناسان کمک کند تا اقدامات بعدی موثر برای کاربردهای مکانیکی، الکتریکی و نشتی را تعیین کنند.

این که آیا شما به بازرسی های پیشگیرانه به عنوان “نگهداری پیشگیرانه” یا “پایش وضعیت” نگاه می کنید، تفاوت زیادی ندارد و هدف نهایی توجه به تغییر وضعیت نرمال یک ماشین به منظور تعیین اینکه آیا باید اقدامات اصلاحی را به صورت منظم و طبق برنامه ریزی انجام داد یا خیر و از یک حادثه برنامه ریزی نشده جلوگیری کرد. نتیجه نهایی و ایده آل حفظ در کارآمدی ماشین آلات، کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری و بهبود شرایط ایمنی است.

یک فناوری نمی تواند همه چیز را پوشش دهد. توصیه می شود که تا آنجا که ممکن است فناوری‌های بیشتری را در روش‌های بازرسی برای اطمینان از نتایج قابل اعتماد بگنجانید. در زیر به بررسی اصول اولیه فناوری آلتراسونیک، نحوه استفاده از آن برای پایش وضعیت جهت تعیین خطرات ایمنی، کاهش اتلاف انرژی و بهبود کارآیی ماشین آلات و تجهیزات می‌پردازیم.

مزایای استفاده از فناوری آلتراسونیک

• فناوری التراسونیک هشدار اولیه از خرابی مکانیکی و الکتریکی قریب الوقوع را ارائه می دهد
• فناوری التراسونیک را می توان در محیط های پر سر و صدا استفاده کرد
• ابزار التراسونیک به بهبود کارآیی تجهیزات و ماشیت آلات و صرفه جویی در انرژی کمک می کند
• سرعت عمل در بررسی و تخلیل ماشین آلات و تجهیزات

جهت کسب اطلاعات بیشتر از خدمات مربوط به الاینمنت لیزری، بالانس فن و ... با کارشناسان مجرب آکوپایش تماس بگیرید.

ترموگرافی

​

ترموگرافی تکنیکی است که از یک دوربین اندازه گیری و تصویربرداری مادون قرمز برای “دیدن” و “اندازه گیری” انرژی مادون قرمز نامرئی ساطع شده از یک جسم استفاده می کند. انرژی حرارتی یا مادون قرمز انرژی است که برای چشم انسان قابل مشاهده نیست زیرا طول موج آن برای حسگرهای چشم ما بسیار طولانی است. در محیط های صنعتی، تقریباً همه چیز قبل از کار افتادن گرمتر یا سردتر می شود و این موضوع دوربین های ترموگرافی را به ابزارهای بسیار قدرتمند برای تشخیص ناهنجاری های حرارتی به منظور پایش وضعیت ماشین ها ،تبدیل می کند. که این ناهنجاری های حرارتی معمولاً توسط عیوبی مانند: روغن کاری نامناسب، عدم همراستایی، قطعات فرسوده و… ایجاد می شوند.

پایش وضعیت به روش ترموگرافی کاربردهای مختلفی دارد. ترموگرافی مادون قرمز به طور گسترده در حوزه پایش وضعیت و نگهداری پیشگیرانه استفاده می شود. استفاده مستقیم از این روش برای تعیین اینکه آیا دستگاه به طور معمول کار می کند یا خیر و برای تشخیص الگوی نامناسب گرما در دستگاه، که نشان دهنده ناکارآمدی و نقص است استفاده می شود. این روش قابل قبول ترین روش برای مدیریت خرابی تجهیزات است. این روش ریسک توقف تجهیزات هنگام کار را کاهش می دهد و قابلیت اطمینان بهره برداری را بهبود می بخشد.

​

ترموگرافی در تعمیر و نگهداری پیشگیرانه و پایش وضعیت به کار می‌رود. ترموگرافی یک ابزار مفید و حیاتی برای پایش وضعیت و نگهداری پیشگیرانه است. در بررسی بلبرینگ ها و تسمه ها، پایش تابلوهای برق ، بررسی انرژی جهت جستجوی تلفات گرما، سیستم های جابجایی سیال، نشت آب، پایش تجهیزات مکانیکی دوار، عملیات دیگ بخار و نظارت بر سیستم بخار می توان از ترموگرافی بهره مند شد. این یک تکنیک برای مشخص کردن محل خاص عیب در یک ماشین یا قطعه ای از تجهیزات است.

ما می توانیم انرژی، پول و زمان را در تعمیرات و خرابی هایی که ممکن است در اثر تشعشع گرما ایجاد شود، صرفه جویی کنیم. ترموگرافی مادون قرمز در صنایع مختلف برای بهینه سازی تجهیزات برقی و مکانیکی تولید استفاده می شود. پایش وضعیت به عنوان اندازه‌گیری پارامترهای تجهیزات خاص، مانند ارتعاشات در یک ماشین، دمای آن یا وضعیت روغن آن، با توجه به هرگونه تغییر قابل توجهی که می‌تواند نشان‌دهنده خرابی قریب‌الوقوع باشد، تعریف می‌شود. نظارت مستمر بر وضعیت تجهیزات و توجه به هرگونه کارکرد غیرمعمول که معمولاً طول عمر تجهیز را کوتاه می کند، امکان تعمیر و نگهداری را پیش از خرابی فراهم می کند.

مزایای پایش وضعیت به روش ترموگرافی

پایش وضعیت به روش ترموگرافی مزایای متعددی دارد که برخی از مزایای آن در این مقاله اشاره شده است. می‌تواند مشکلات مربوط به درجه حرارت بالا را تشخیص دهد: ترموگرافی مادون قرمز از خرابی‌های پیش‌بینی نشده که ممکن است مانع از قطع برق و حتی شروع آتش‌سوزی شود، جلوگیری می‌کند. روش ترموگرافی مادون قرمز بدین صورت است که انرژی ساطع شده توسط یک سطح را اندازه گیری می کند و عیوب مربوط به درجه حرارت بالا را قبل از تبدیل شدن به یک فاجعه تشخیص می دهد.

تشخیص آسان آشفتگی حرارتی:

ترموگرافی مادون قرمز گرمای بیش از حد تولید شده به علت بارگذاری بیش از حد، استفاده نادرست از قطعات، عدم تعادل بارگذاری و یا مقاومت ناشی از اتصالات معیوب را شناسایی می کند.

مسائل مکانیکی:

پایش وضعیت به روش ترموگرافی عیوب مکانیکی مانند روان کاری نامناسب، عدم همراستایی و یا سایر مشکلات مربوط به اصطکاک را تشخیص می دهد.در نتیجه، نیاز به این تکنیک در مواجهه با مشکلات قریب الوقوع تجهیزات صنایع مختلف بسیارحیاتی است.

کاهش هزینه:

می توان با استفاده از ترموگرافی، در هزینه‌های مربوط به اتفاقات پیش بینی نشده ناشی از خرابی، آتش‌سوزی الکتریکی، چالش‌های مرتبط با تجهیزات الکتریکی و مکانیکی و … صرفه‌جویی کرد که در آخر باعث صرفه جویی در هزینه و زمان و همچنین باعث صرفه جویی در هزینه تعمیرات می شود.

زمان توقف برنامه ریزی نشده را به حداقل برسانید:

همه صنایع فرآیندی تلاش می کنند تا زمان توقف غیرمنتظره را کاهش دهند، نه تنها به دلیل هزینه مستقیم بالا، بلکه به دلیل اختلالی که رخ می دهد و خط تولید را مسدود می کند و در نهایت تأثیر منفی بر درآمد دارد. در بسیاری از شرایط، ترموگرافی تغییرات در کارکرد تجهیزات را خیلی قبل تر از خرابی شناسایی کند و به تیم تعمیر و نگهداری زمان زیادی برای انجام یک بررسی و در صورت نیاز اصلاح مشکل می دهد.

جهت کسب اطلاعات بیشتر از خدمات مربوط به آنالیز ارتعاشات، الاینمنت لیزری، بالانس فن و ... با کارشناسان مجرب آکوپایش تماس بگیرید.

​

آنالیز جریان

آنالیز جریان یکی از روش های پایش وضعیت موتورهای الکتریکی است و مدت طولانی است که جهت پایش وضعیت اجزاء موتورهای الکتریکی مورد استفاده قرار گرفته است. اما اخیراً مشخص شده است که تکنیک های مبتنی بر آنالیز جریان را می توان به طور گسترده تری مورد استفاده قرار داد، از جمله برای پایش وضعیت تجهیزات مکانیکی دوار. این تکنیک‌ها برای تجهیزاتی که در دسترس نیستند و امکان پایش وضعیت به روش آنالیز ارتعاشات برروی آنها وجود ندارد(مانند پمپ های شناور )کاربرد دارد. البته آنالیز جریان همچنین می تواند اطلاعات مفیدی در مورد وضعیت اجزای موتور الکتریکی مانند روتور، استاتور، فاصله هوایی و… در اختیار ما قرار دهد.

برای سال‌های متمادی شناسایی عیوب در حال رشد در موتورهای الکتریکی بر پایه آنالیز ارتعاشات و سایر تکنیک‌های سنتی پایش وضعیت بود. با این حال، در سال‌های اخیر پایش وضعیت بر اساس آنالیز جریان موتور (MCSA) شروع به ارائه یک جایگزین مؤثرتر و کارآمدتر به جای تکنیک‌های سنتی کرده پایش وضعیت است. با استفاده از یک نمونه پمپ شناور الکتریکی، این مقاله توضیح می دهد که چگونه آنالیز جریان موتور (MCSA) انقلابی در صنعت پایش وضعیت ایجاد کرده است.

پمپ های شناور الکتریکی (ESP) نقش مهمی در بهره برداری در صنایع نفت و گاز دارند. پمپاژ سیال داخل چاه توسط پمپ های شناور الکتریکی یکی از متنوع ترین و قابل انطباق ترین گزینه ها برای جابجایی سیال با حجم متوسط ​​تا زیاد است.

متأسفانه، شرایطی که در برخی از چاه‌ها به وجود می‌آید می‌تواند بسیار آشفته باشد و این اغلب تأثیر نامطلوبی بر قابلیت اطمینان کارکرد پمپ و هر سنسور نظارتی مرتبط با آن دارد. خرابی های پمپ های شناور الکتریکی ممکن است به دلیل وجود مواد جامد (ذرات ریز سنگ) در چاه، تغییرات ناگهانی در شرایط چاه، وجود گاز آزاد در پمپ، خوردگی و یا دمای عملیاتی بالا باشد.

زمانی که یک پمپ شناور الکتریکی هنگام کار متوقف شود، می‌تواند تأثیر فاجعه‌باری بر عملیات بهره برداری داشته باشد و هزینه‌های بالای مرتبط با از دست دادن تولید و جایگزینی تجهیزات را متحمل شود. بنابراین، کاهش این خطرات بسیار مهم است. آنالیز جریان موتور (MCSA) از الگوریتم های پیشرفته برای تجزیه و تحلیل داده های جریان و ولتاژ استفاده می کند.

استراتژی های تعمیرات و نگهداری که در حال حاضر در صنایع نفت و گاز استفاده می‌شود، بیشتر حول استراتژی‌های مبتنی بر زمان یا تکنیک‌های سنتی تعمیر و نگهداری می‌چرخد.

تعمیر و نگهداری مبتنی بر زمان(دوره ای) اغلب هزینه‌های اضافی ایجاد می‌کند. به عنوان مثال، خاموش شدن غیرضروری هنگامی که تعمیرات خیلی زود انجام می‌شود و توقف تولید و بهره برداری برنامه‌ریزی نشده در زمانی که تعمیرات خیلی دیر انجام می‌شود و قطعات هنگام کار از شرایط کارکرد خارج می گردد.

در مقابل، هدف از تعمیر و نگهداری مبتنی بر پایش وضعیت ، تعمیرات قبل از وقوع خرابی صورت می گیرد، زمانی که افت عملکرد پمپ شناور الکتریکی ثبت می‌شود. نیاز به تعمیر و نگهداری قبل از وقوع خرابی یا کاهش عملکرد دارد برای این امر به مکانیسم‌های پایش وضعیت دقیق، قابل اعتماد و مقرون به صرفه نیاز دارد.

اینجاست که ابزارهای سنتی کارایی خود را از دست می دهند.در سیستم‌های تعمیر و نگهداری سنتی مبتنی بر پایش وضعیت ، سنسورهای لرزش سنج یا دما سنج روی پمپ (که در زیر زمین قرار دارد) یا نزدیک بدنه آن نصب می‌شوند. این پارامترها مانند دمای موتور، دمای تخلیه پمپ، فشار ورودی پمپ، فشار تخلیه پمپ و لرزش موتور را اندازه گیری می کنند. با این حال، نصب حسگرها بر روی یک پمپ غوطه ور که در شرایط سخت زیر سطح زمین کار می کند، اغلب چالش برانگیز و سخت است. اطمینان از یکپارچگی فیزیکی اجزایی مانند سنسورها و کابل‌هایی که داده‌ها را از پمپ به ایستگاه کنترل منتقل می‌کنند، می‌تواند دشوار باشد. علاوه بر این، تعمیر و نگهداری مبتنی بر زمان و سنتی مبتنی بر پایش وضعیت، هر دو به تجزیه و تحلیل دستی زیادی نیاز دارند. این موضوع امر تجزیه و تحلیل را بر دوش کادر فنی می‌اندازد که بدون شک فرایند عیب یابی را زمانبر می کند.

خوشبختانه یک جایگزین وجود دارد، ابزارهای پایش وضعیت آنلاین مبتنی بر ترکیبی از تجزیه و تحلیل جریان موتور و الگوریتم‌های یادگیری ماشینی، راه‌حلی کارآمد و مقرون‌به‌صرفه را ارائه می‌دهند که چالش‌های منحصربه‌فردی را که اپراتورهای نفت و گاز و همچنین بسیاری از صنایع دیگر با آن مواجه هستند، حل می کند.

جهت کسب اطلاعات بیشتر از خدمات مربوط به الاینمنت لیزری، بالانس فن و ... با کارشناسان مجرب آکوپایش تماس بگیرید.

آنالیز مودال

​

رزونانس در هر تجهیزی یکی از دلایل اصلی ارتعاش غیر قابل کنترل و آسیب زاست. برای از بین بردن رزونانس راه های مختلفی وجود دارد که یکی از اصلی ترین و کارامدترین آنها آنالیز مودال و ODS می باشد.شرکت آکو پایش با افتخار خدمات آنالیز مودال و ODS را به تمامی صنایع و با بالاترین بازدهی ارائه می دهد.

تمام فرکانس هایی که تاکنون دیده شده اند، فرکانس های اجباری نامیده می شوند و در ویژگی خود تحریکی بودن مشترک هستند. هنگامی که یک ماشین راه اندازی می شود فرکانس های اجباری ظاهر می شوند و وقتی خاموش می شود، فرکانس های اجباری ناپدید می شوند. همچنین اگر ماشین سرعت خود را تغییر دهد، فرکانس های اجباری نسبت به دور تغییر می کنند. فرکانس‌های اجباری اغلب این ویژگی را دارند که با دانستن ویژگی‌های فیزیکی ماشین به راحتی قابل محاسبه هستند، زیرا این فرکانس‌ها محصول طراحی و ساخت ماشین هستند.

فرکانس طبیعی یا رزونانسی یک سیستم، فرکانسی است که تمایل یا امکان ارتعاش دارد. هر سیستم دارای یک یا چند فرکانس طبیعی است به طوری که در هنگام برانگیختگی افزایش قابل توجهی در ارتعاش وجود خواهد آورد.

فرمول فرکانس طبیعی:

​

جرم و K ضریب صلب بودن است. از این فرمول نتیجه می شود که اگر صلبیت افزایش یابد فرکانس طبیعی نیز افزایش می یابد و در صورت افزایش جرم فرکانس طبیعی کاهش می یابد.

رزونانس حالتی از عملکرد است که در آن فرکانس تحریک نزدیک به یک فرکانس طبیعی ساختار ماشین است. هنگامی که رزونانس رخ می دهد، سطح ارتعاش حاصل می تواند بسیار بالا باشد و می تواند خیلی سریع باعث آسیب شود.

نمونه بارز صدای یک خواننده اپرا است که با دادن یک نت تند، یک لیوان را می شکند. اگرچه لیوان ظاهراً ارتعاش ندارد، اما در معرض یک ارتعاش کوچک است که فرکانس آن با فرکانس طبیعی لیوان منطبق است. هنگامی که موج صوت ، به بدنه لیوان برخورد می کند، ارتعاشی با دامنه بسیار زیاد ایجاد می شود و سیستم تا زمانی که شکسته شود به تشدید می رود.

هنگام تجزیه و تحلیل مشکلات ارتعاشی یک ماشین، مهم است که بتوان فرکانس های طبیعی سیستم را تعیین کرد، زیرا لازم است اطمینان حاصل شود که هیچ فرکانس اجباری در نزدیکی فرکانس های طبیعی وجود ندارد.

 

انواع رزونانس

هنگام تشخیص رزونانس آن را به دو نوع طبقه بندی می کنیم:

• تشدید سازه:

با قسمت های غیر دوار دستگاه (صفحات پایه، سازه ها، لوله ها و غیره) مرتبط است. این رزونانس می تواند توسط فرکانس های مرتبط با عناصر چرخان ماشین یا عناصر خارجی تحریک شود. فرکانس های تحریک خارجی را می توان از طریق خطوط لوله، سازه های فلزی، فندانسیون ها و غیره منتقل کرد.

• تشدید روتور:

با فرکانس طبیعی روتورهای یک ماشین مرتبط است. به این فرکانس های طبیعی یا تشدید یک روتور، سرعت بحرانی می گویند. هنگامی که سرعت یک عنصر دوار به سرعت بحرانی خود نزدیک می شود، افزایش قابل توجهی در سطوح ارتعاش رخ می دهد. در حالی که اگر ماشین از سرعت بحرانی خود دور شود، ارتعاش کاهش می یابد. این پدیده اغلب در توربوماشین ها (معمولاً دارای یک یا چند سرعت بحرانی کمتر از سرعت نامی) و در هنگام بالا رفتن و پایین آمدن شتاب یا کاهش سرعت در یک یا چند فرکانس اتفاق می افتد که سرعت بحرانی بسیار نزدیک یا منطبق با سرعت نامی است و باعث تقویت قابل توجه ارتعاش می شود. این پدیده “تشدید هارمونیک” نامیده می شود.

روش های تشخیص

برای محاسبه فرکانس های تشدید یک سیستم معمولاً از تکنیک های مختلفی استفاده می شود، این تکنیک‌ها به نرم‌افزار و ابزار دقیقی نیاز دارند که مرتبط ترین آنها در مطالب زیر آورده شده است.

Run Up And Coast Down Test

استفاده از آنالایزر FFT و سرعت سنج در این روش الزامی است. آنالایزر FFTوظیفه جمع آوری و ذخیره سطح کلی ارتعاش را همزمان با ارسال سریع سیگنال سرعت چرخش روتور توسط سرعت سنج بر عهده دارد. این روش نیاز به یک آنالایزر سریع دارد که اجازه می دهد تعداد زیادی دیتا اندازه گیری شده در مدت زمان کوتاه ذخیره شود.

 

 

Cascade plot

این یک نمایش گرافیکی از طیف فرکانس یک ماشین به عنوان تابعی از سرعت در حال اجرا است. یک طیف ارتعاشی در فواصل ثابتی از سرعت دوران گرفته می شود که پس از آن به طور متوالی همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است،به شکل آبشار می شوند. دامنه فرکانس های اجباری، مانند 1X RPM باید به تدریج با سرعت افزایش یابد. سرعت های بحرانی با مشاهده اینکه دامنه ارتعاش به طور قابل توجهی در هنگام عبور از آنها افزایش می یابد، شناسایی می شوند.

Impact test

برای انجام آزمایش ضربه، باید از یک چکش و یک آنالایزر FFT استفاده شود. این فرآیند شامل ضربه زدن به سیستم با یک چکش لاستیکی یا پلاستیکی است، هرگز نباید از چکش فلزی اسنفاده کرد زیرا می تواند تجزیه و تحلیل را با تولید رزونانس های تماسی مخدوش کند. چکش به سیستم برخورد می کند و فرکانس های تشدید را تحریک می کند و همزمان آنالایزر طیف را گرفته و ذخیره می کند. پیک های طیف فرکانس های تشدید احتمالی سیستم را نشان می دهد. نتیجه به دست آوردن یک نمودار مانند شکل زیرخواهد بود که از یک دامنه – فرکانس و یک نمودار فاز – فرکانس تشکیل شده است. وجود فرکانس دامنه بالا در جایی که تغییر فاز 180 درجه وجود دارد، نشان دهنده وجود فرکانس رزونانس خواهد بود.

از بین بردن رزونانس

همانطور که توضیح داده شد، سرعت های بحرانی باعث ایجاد دامنه های بالایی از ارتعاش می شود که می تواند فاجعه بار باشد، بنابراین باید به هر قیمتی از کار با این سرعت ها اجتناب شود. هدف جداسازی فرکانس کاری از فرکانس طبیعی حداقل 20% است. فرکانس های طبیعی را نمی توان حذف کرد، اما می توان اثرات آنها را به حداقل رساند یا با چندین روش می توان آنها را به فرکانس های دیگر منتقل کرد:

• کاهش یا حذف نیروی تحریک: از طریق بالانس فن دقیق، الاینمنت دقیق شفت ها و تسمه ها و غیره.
• جرم یا ضریب صلب سازه را اصلاح کنید.
• تغییر سرعت چرخش در تجهیزات.
• میرایی را به سیستم اضافه کنید، میرایی توانایی داخلی هر سیستمی برای اتلاف انرژی ارتعاشی است. برای مثال می توانید دستگاه را روی دمپرهای ضد لرزش نصب کنید. گاهی اوقات برای جلوگیری از آسیبی که در اثر ارتعاشات منتقل شده از طریق زمین، سازه‌ها یا لوله‌ها به سایر تجهیزات حساس‌تر ایجاد می‌شود، تجهیزات را به وسیله دمپر از زمین جدا کنید.

جهت کسب اطلاعات بیشتر از خدمات مربوط به آنالیز ارتعاشات، الاینمنت لیزری و ... با کارشناسان مجرب آکوپایش تماس بگیرید.

​

الاینمنت لیزری

ناهمراستایی یکی از مشکلات اصلی در تجهیزات دوار در صنایع نفت،گاز و پتروشیمی میباشد و در صورت عدم رفع به موقع، مشکلات جدی و پرهزینه ای را برای تجهیز رقم خواهد زد.شرکت آکو پایش مفتخر است با بروز ترین تجهیزات و کارشناسان مجرب نابالانسی تجهیزات دوار شما را اصلاح کند.

تخمین زده می شود که 50 تا 70 درصد از تمام مشکلات ارتعاشی در ماشین ها به دلیل ناهمراستایی ایجاد می شود.به عنوان مثال تجهیزات دوار مانند پمپ‌ها و موتورها تقریباً در تمامی صنایع استفاده می شوند و زمانی که خطوط مرکزی شفت‌های دوار آنها باهم مطابقت نداشته باشد، می‌تواند منجر به هدر رفتن نیرو، تسریع فرسایش قطعات و حتی احتمال وقوع شکستگی شفت و بیرینگ شود. کارشناس با استفاده از تکنیک آنالیز ارتعاشات قادر خواهد بود تجهیزاتی که مشکل ناهماهنگی شفت دارند را قبل از ایجاد خرابی شناسایی و با دستگاه الاینمنت لیزری مشکل را حل کند.

ناهمراستایی یکی از رایج ترین مشکلات ارتعاشی در ماشین آلات دوار است و به دلیل سختی تراز دو روتور با تکیه گاه های مربوطه می باشد. ناهماهنگی می تواند به دلایل بسیار متفاوتی از جمله:1- اتکای بیش از حد به استفاده از کوپلینگ های الاستیک و بیرینگ های خود تراز2- تغییر شکل ماشین در حین کار که منجر به جابجایی سیستم محرک یا متحرک می شود و غیره رخ دهد.

ناهمراستایی سطوح بسیار بالایی از ارتعاش ایجاد می کند. در مجاورت کوپلینگ که می تواند باعث خرابی بیرینگ، سایش بلوک های کوپلینگ، شکستن پیچ و مهره، گرمای بیش از حد محرک به دلیل افزایش مصرف برق و غیره شود. بنابراین توصیه می شود قبل از ایجاد آسیب های قابل توجه که می تواند منجر به آسیب دیدگی شود، آن را اصلاح کنید. با توقف ماشین، ناهمراستایی را می توان با استفاده از براکتهای لیزری و دستگاه اندازه گیری کرد و با اضافه یا کم کردن شیم های زیر پایه دستگاه (معمولاً موتور) اصلاح کرد. در حال حاضر، تجهیزات بسیار دقیقی برای اندازه‌گیری و اصلاح ناهمراستایی ، بر اساس براکت‌هایی برای پشتیبانی از نشانگرهای شماره‌گیر و حتی سیستم‌های لیزری موجود است. این سیستم‌ها به ابزارهایی برای اندازه‌گیری خودکار، محاسبه اصلاحات قابل اعمال و نمایش تلورانس‌ها و جبران‌های تصحیح روی صفحه متکی هستند.

ناهمراستایی زمانی اتفاق می‌افتد که اختلاف کمی در تراز بین جفت‌های اجزاء مانند المان‌های کوپلینگ، بیرینگ، شفت‌ها و قرقره‌ها وجود داشته باشد. ناهمراستایی معمولاً با ارتعاش شدید در جهت محوری و شعاعی خود را نشان می دهد. خوانش های محوری می توانند اولین هارمونیک های سرعت چرخش، 1X,2X,3X دور موتور را ارائه دهند. خوانش های شعاعی معمولاً 1X,2X دور موتور را نشان می دهند. لازم به ذکر است دامنه در فرکانس هارمونیک سوم و در هارمونیک های بالاتر کم است. با این حال، در برخی از ماشین‌ها، ارتعاش غالب ناشی از ناهمراستایی در1X دور موتور رخ می‌دهد و ممکن است با نابالانسی اشتباه گرفته شود. در این موارد توصیه می شود که تجزیه و تحلیل فاز انجام شود که به شما امکان می دهد بین مشکلات نابالانسی و ناهمراستایی تمایز قائل شوید. از سوی دیگر، شکل موج زمانی با یک الگوی تکراری و بدون تاثیر در شتاب مشخص می شود. تجزیه و تحلیل فاز به ما امکان می دهد تشخیص ناهمراستایی را تأیید کنیم و با اختلاف فاز مهم بین بیرینگ های نزدیک به کوپلینگ در جهت های اندازه گیری یکسان مشخص می شود. یکی دیگر از نشانه های ناهمراستایی این است که اختلاف فاز بین قرائت های افقی مشابه اختلاف فاز بین قرائت های عمودی نیست.

انواع ناهمراستایی

دو نوع اصلی ناهمراستایی وجود دارد، موازی و زاویه ای.

ناهمراستایی موازی به این معنی است که هر دو خط مرکزی شفت موازی هستند و با فاصله کمی جبران می شوند. هر چه فاصله بیشتر باشد، ناهمراستایی بیشتر است. از طرف دیگر، ناهمراستایی زاویه ای به این معنی است که در آن خطوط مرکزی شفت موازی نباشند و با زاویه همدیگر را قطع کنند. در بیشتر موارد ناهمراستایی شفت شامل ناهمراستایی موازی و زاویه ای است. به این نوع ناهمراستایی، ناهمراستایی ترکیبی گفته می شود.

• ناهمراستایی موازی

دو شفت زمانی که موازی و در فاصله معینی از هم قرار می گیرند دچار ناهمراستایی موازی می شوند. ناهمراستایی موازی می تواند عمودی یا افقی باشد و در طیف با یک ارتعاش شعاعی قوی در 1X,2XRPM آشکار می شود و می تواند هارمونیک های بالاتر با دامنه کمتر را ارائه دهد.

علائم ناهمراستایی موازی:

ارتعاش شعاعی قوی در 11XRPMبا هارمونیک های 1X,2X.

هارمونیک 2XRPMدر جهت شعاعی می تواند به مقداری برابر یا حتی بیشتر از 1XRPM برسد.

اندازه گیری فاز محوری در دو طرف کوپلینگ دارای 180 درجه اختلاف فاز است.

 

 

• ناهمراستایی زاویه ای

هنگامی که خطوط مرکزی دو شفت با زاویه ای متقاطع می شوند، ناهمراستاییزاویه ای وجود دارد. وجود ارتعاش محوری قوی در 1XRPMمشخصه این نوع ناهمترازی است که ممکن است با هارمونیک های سرعت چرخش شفت با دامنه های کم همراه باشد. علائم ناهمراستایی زاویه ای:

ارتعاش محوری قوی در 1XRPM احتمالا با هارمونیک های 2X و3X.

هارمونیک 2XRPMدر جهت محوری می تواند به مقداری برابر یا حتی بالاتر از 1X برسد.

ارتعاش در جهت شعاعی، احتمالاً با دامنه کمتر از جهت محوری، در 1X,2X,3X می باشد.

اندازه گیری فاز محوری در دو طرف کوپلینگ دارای 180 درجه اختلاف فاز است.

ناهمراستایی بیرینگ

صرف نظر از اینکه آیا الاینمنت خوبی در کوپلینگ وجود دارد، ممکن است بین شفت و یاتاقان ناهمراستایی وجود داشته باشد. ناهمراستایی ممکن است به دلیل سافت فوت در دستگاه یا نصب نامناسب باشد. اگر یک پایه ماشین با بقیه پایه ها در یک صفحه نباشد یا صفحه پایه ها صاف نباشد، سفت شدن پیچ های پایه باعث تغییر شکل و در نتیجه ناهمراستایی می شود. نمونه دیگری از ناهمراستایی یاتاقان ها در فن های بزرگ که بدنه یاتاقان روی ساختار فلزی فن نصب می شوند، رخ می دهد. اگر سازه فلزی استحکام کافی نداشته باشد، در شرایط تحت بار تغییر شکل داده و باعث ناهمراستایی می شود. به طور کلی، تغییر شکل بیشتر معمولاً در یاتاقان نزدیک پروانه ایجاد می شود و باعث ناهمراستایی محوری می شود.

بیرینگ های غلتکی یا استوانه ای نامناسب با ارتعاش محوری بدون توجه به وضعیت بالانس فن مشخص می شوند. ارتعاش می تواند در 1X,2X,3XRPM و یا در تعداد ساچمه های یاتاقان یا غلطک ضرب در سرعت چرخش ظاهر شود.

ناهمراستایی یاتاقان ضد اصطکاک باعث ایجاد ارتعاش شعاعی و محوری می شود که معمولاً در 1X,2XRPM است. ناهمراستایی یاتاقان اغلب با نابالانسی روتور همراه است، به طوری که بالانس روتور باعث کاهش ارتعاش شعاعی و محوری می شود.

علائم ناهمراستایی بیرینگ

• ارتعاش محوری قوی در 1XRPM احتمالا با هارمونیک در 2X,3X
• هارمونیک 2XRPM در جهت محوری می تواند به مقداری برابر یا حتی بیشتر از 1X برسد.
• قرائت فاز محوری در پایین، چپ، بالا و راست بیرینگ 90 درجه اختلاف فاز دارد.
•  

 

 

• ناهمراستایی پولی

  دو پولی زمانی که در یک صفحه نباشند ناهمتراز در نظر گرفته می شوند. این مشکل باعث ایجاد ارتعاش محوری بالا در 1XRPM متحرک یا محرک می‌شود، اگرچه عموماً در محرک نشان داده می‌شود. اندازه گیری خوب دامنه ارتعاش به شدت تحت تأثیر مکانی است که داده ها در آن به دست می آیند. فرکانس عبور تسمه و هارمونیک های آن نیز در طیف ارتعاشی وجود دارد. به خاطر داشته باشید که فرکانس‌های تسمه نیز زمانی که ساییده می‌شوند ظاهر می‌شوند، بنابراین گاهی اوقات بررسی وضعیت آنها راحت است. برای حل مشکل باید پولی ها هم از نظر زاویه و هم از نظر موازی بودن در یک راستا قرار گیرند.

  علائم ناهمراستایی پولی ها

  ارتعاش محوری و شعاعی قوی در 1XRPM از محرک یا متحرک.

  ارتعاش در جهت محوری مهمتر از جهت شعاعی است (این واقعیت اجازه می دهد تا عدم تعادل را کنار بگذاریم)

  سایش ناهموار در جهت محوری در پولی ها و تسمه ها.

مهم ترین دلایل ناهمراستایی شفت

برای بهتر انجام دادن همراستایی ، باید تمام دلایل احتمالی ناهمراستایی را بررسی کرد و در فرایند همراستایی اعمال کرد .

موارد زیر شایع ترین دلایل هستند:

انبساط حرارتی

انبساط حرارتی می‌تواند باعث شود تجهیزات متناسب با هم حرکت نکنند و باعث ناهمراستایی شود. مواد مختلف هنگام گرم شدن با سرعت های متفاوتی منبسط می شوند. زمانی که تجهیزات به طور معمول بالاتر از دمای محیط کار می کنند باید رشد حرارتی را در نظر گرفت.

کرنش

کرنش ناشی از لوله‌های متصل به تجهیز می‌تواند تجهیزات را از تراز خارج کند. ناهمراستایی ناشی از کرنش می تواند پس از انجام عملیات همراستا سازی بازهم به دلیل عملکرد مداوم نیروهای ناشی از تجهیزات تحت کرنش دوباره رخ دهد.

گشتاور

گشتاور زیاد اولیه ایجاد شده در هنگام راه‌اندازی می‌تواند شفت‌ها را از تراز خارج کند و باعث ناهمراستایی حرکت پیچشی شود.

فرونشست فندانسیون

با گذشت زمان فونداسیون ها یا صفحات نگهدارنده پایه می توانند در موقعیت های پایین تری قرار گیرند و باعث ناهمراستایی شوند. تجهیزات را می توان دوباره همراستا کرد، اما بدون رسیدگی به علت به وجود آمدن ناهمراستایی، مشکل می تواند دوباره رخ دهد .

مشخصه های ناهمراستایی در ماشین‌های دوار را می‌توان به روش‌های مختلفی از جمله ارتعاش بیش از حد، دمای بیش از حد بیرینگ، صدای سایش تشخیص داد. برخی از روش ها در برنامه تعمیر و نگهداری پیشگیرانه یک کارخانه گنجانده شده است. برخی دیگر بازرسی هایی هستند که می توانند به طور منظم مورد استفاده قرار گیرند، اما معمولاً پس از از کار افتادن تجهیزات انجام می شوند.

اثرات مخرب شفت های ناهمراستا

• ارتعاش بیش از حد

ناهمراستایی یکی از دلایل اصلی ارتعاش تجهیزات است. با وجود بیرینگ های خود تنظیم و کوپلینگ های انعطاف پذیر، همراستا کردن دو شفت و بیرینگ های آنها به گونه ای که هیچ نیرویی که باعث ارتعاش شود وجود نداشته باشد، دشوار است. ویژگی بارز ارتعاش ناشی از ناهمراستایی این است که در هر دو جهت شعاعی و محوری ارتعاش قابل توجهی خواهد بود.

• صدا

مانند ارتعاش، صدا را می توان به سادگی با مشاهده تغییر در صداهای تجهیزات در حین کار تشخیص داد. تمام تجهیزات در حال اجرا مقدار مشخصی صدا تولید می کنند. تنها در صورتی که کارشناس با صدای معمولی تجهیزات آشنا باشد قادر به تشخیص صداهای غیرعادی خواهد بود.

• توقف تولید

ناهمراستایی می تواند مستقیماً بر طول عمر تجهیزات تأثیر بگذارد. با عمر کوتاه تر، تجهیزات نیاز به تعمیر و نگهداری برنامه ریزی نشده دارند و در نتیجه زمان بهره برداری از تجهیز کاهش می یابد.

جهت کسب اطلاعات بیشتر از خدمات مربوط به پایش وضعیت با کارشناسان مجرب آکوپایش تماس بگیرید.

بالانس فن

​

نابالانسی عامل اصلی خرابی مکانیکی در ماشین‌های دوار است. این پدیده به دلیل توزیع غیر یکنواخت جرم است واژه بالانس یعنی اینکه همه ی نیروهای که روی قطعه دوار ماشین ایجاد می شوند یا عمل می کنند در تعادل هستند هرگونه تغییر در این حالت تعادل ایجاد نابالانسی می کند. در آمارهای جهانی نابالانسی یکی از رایج ترین طیف های ارتعاشی است که توسط همه ماشین های دوار بوجود می آید. ارتعاش نابالانسی غالباٌ عاملی نامطلوب بوده، معرف خطای کارکردی و آسیب دیدگی اجزاء متحرک ماشین می باشد و همواره منجر به افزایش دینامیکی بار روتور، بیرینگ ها، پایه های نگهدارنده و فوندانسیون دستگاه می شود.

اندازه گیری فاز

فاز پارامتری است که ارتباط نزدیکی با ارتعاش دارد، زیرا در بالانس کردن روتور، تشخیص تشدید و به طور کلی در تشخیص خرابی ظاهر می شود. برای درک بهتر، مفهوم فاز را به دو روش مختلف تعریف می کنیم:

1. زمان پیشروی یا تاخیری است که نسبت به دیگری با دوره مساوی یا نسبت به علامت مرجع دارای موج ارتعاشی است. فرکانس هر دو موج ارتعاشی و علامت مرجع باید یکسان باشد.
2. از نظر فیزیکی، فاز حرکت نسبی است که یک نقطه از ماشین نسبت به نقطه دیگر دارد.

کاربرد عملی قرائت های فاز در تشخیص عیب در تمایز مشکلات مکانیکی است که در طیف ها به یک شکل ظاهر می شود، مانند: نابالانسی، خروج از مرکز، محور خمیده، ناهمراستایی، لقی، سافت فوت و رزونانس.

 

Tachometric pulse

برای انجام خوانش فاز با استفاده از یک پالس تاکومتر، موارد زیر ضروری است: یک آنالایزر تک کانال با ورودی TTL و دارای یک فیلتر، یک سنسور لرزش سنج، یک پالس سرعت سنج تولید شده توسط یک تاکومتر نوری یا مغناطیسی و یک علامت مرجع، که برای مورد اول یک نوار بازتابنده و برای دوم یک کلید شفت خواهد بود.

برای انجام اندازه‌گیری، سنسور ارتعاش در نقطه‌ای قرار می‌گیرد که باید آنالیز شود و سرعت سنج به سمت نوار بازتابی یا کلید شفت جهت به دست آوردن پالس سرعت سنج قرار می‌گیرد. خروجی سرعت سنج به ورودی TTL آنالایزر و سنسور لرزش به ورودی آن متصل می شود. سیگنال TTL فرکانس فیلتر شدن را تعیین می کند و کاربر پهنای باند فرکانس را از طریق آنالایزر تعیین می کند. آنالایزر مستقیماً موقعیت حداکثر ارتعاش سیگنال فیلتر شده را با توجه به علامت مرجع نمایش می دهد.

ترسیم شکل 5.1 امکان تفسیر واضح محاسبه فاز انجام شده در آنالایزر تک کانال را فراهم می کند. محاسبه یک ضرب متقاطع ساده است که به معادله زیر منجر می شود:

Phase=360×Δt/T

 

مهم ترین مزیت تاکومتر نوری مادون قرمز یا نور مرئی، قابلیت اطمینان، تکرارپذیری و سرعت در انجام قرائت ها است که ایراد اصلی آن نیاز به توقف دستگاه برای قرار دادن نوار بازتابنده است. این تنها ایرادی است که سرعت سنج های مغناطیسی ندارند.

Strobe lamp

خوانش فاز با لامپ مخصوص را می توان با استفاده از دو تکنیک مختلف انجام داد. اولین مورد کاملاً معادل پالس سرعت سنج است، در این مورد لامپ به عنوان یک مولد پالس در فرکانس تعیین شده توسط کاربر، (معمولاً سرعت چرخش شفت) عمل می کند. لامپ دارای یک خروجی است که پالس TTL را به آنالایزر می فرستد. برای اینکه پالس همیشه در همان لحظه از هر دور شفت ایجاد شود، تصویر شفت باید همیشه در همان موقعیت ثابت باشد. برای اینکه تصویر را همیشه در یک موقعیت ثابت نگه دارید، لازم است فرکانس لامپ را به صورت دستی تنظیم کنید و در عین حال توجه خود را روی علائم واضح شفت یا در کلید شفت متمرکز کنید. شفت باید در تمام اندازه گیری های فاز در همان موقعیت باقی بماند. مقدار قرائت فاز همانند پالس سرعت سنج روی نمایشگر آنالایزر ظاهر می شود.

​

تکنیک قرائت فاز دوم، قرائت فاز را در آنالایزر نشان نمی دهد، اما با توجه به موقعیت شفت زمانی که توسط لامپ مخصوص ثابت می شود، نمایش داده می شود. در این حالت لامپ هیچ نوع سیگنالی را به آنالایزر ارسال نمی کند. تنظیمات به شرح زیر است، آنالایزر سیگنال سنسور ارتعاش را در فرکانس تعیین شده توسط کاربر فیلتر می کند، هر بار که آنالایزر حداکثر ارتعاش را تشخیص می دهد، سیگنالی را به لامپ می فرستد تا فلاش ساطع شود. این فلاش ها به صورت دستی تنظیم می شوند تا فرکانس چرخشی شفت را داشته باشند، بنابراین به نظر می رسد ثابت است. با در نظر گرفتن یک نقطه ثابت به عنوان مرجع، فاز به صورت بصری به عنوان موقعیت یک علامت محور نسبت به مرجع ثابت اندازه گیری می شود.

مزیت لامپ این است که نیازی به توقف دستگاه برای قرار دادن نوار بازتابنده روی شفت نیست و عیب آن این است که زمان بیشتری نیاز است و دقت خواندن کمتر از آنچه با پیکاپ اپتیکال ساخته شده است.

Multi-channel analyzer

اندازه گیری با آنالایزرهای چند کاناله (با حداقل دو کانال) شامل انجام حداقل دو قرائت ارتعاش با دو سنسور به طور همزمان و مقایسه شکل موج آنها است. مقایسه فاز یکی از اندازه‌گیری‌ها را نسبت به دیگری ارائه می‌کند. با قرار دادن یک سنسور در یکی از نقاط ماشین و قرار دادن سنسور دیگر به صورت متوالی در نقاط مورد نظر، می‌توانیم قرائت فاز را نسبت به سنسور ثابت انجام دهیم.

مزیت اصلی این روش علاوه بر سرعت، عدم نیاز به استفاده از نوار بازتابنده یا لامپ استروبوسکوپی است. این تکنیک معمولاً برای آنالیز ODSو تحلیل مودال استفاده می شود.

دلایل نابالانسی فن

هنگامی که مرکز ثقل یا مرکز جرم روتور با مرکز چرخش یا مرکز هندسی آن منطبق نباشد، یک ماشین دوار نابالانس است. این مسئله منجر به یک نیروی گریز از مرکز می شود که (همانطور که در شکل 5.2 نشان داده شده است) از مرکز چرخش منشا می گیرد، به صورت شعاعی هدایت می شود و همزمان با شفت می چرخد و باعث ارتعاش بیش از حد می شود.از جمله ویژگی های اصلی نابالانسی می توان موارد زیر را برجسته کرد:

• دامنه ارتعاش مستقیماً با مقدار نابالانسی متناسب است. تغییر در نابالانسی باعث تغییر در زاویه فاز ارتعاش می شود.

• مجموع برداری تمام وزن ها در یک صفحه معادل یک نابالانسی منفرد است.

مقدار نابالانسی را می توان با وزن و فاصله از مرکز روتور تا وزن (grams x cm) تعیین کرد. افزایش وزن یا شعاع عدم تعادل باعث افزایش متناسب مقدار نابالانسی می شود که در آن:

=m جرم عدم تعادل

=d شعاع عدم تعادل

=w سرعت زاویه ای

F=m×d×w2

 

نابالانسی می تواند منشأ یا ماهیت بسیار متفاوتی داشته باشد مانند موارد زیر:

• تجمع ناهموار گرد و غبار در پره های فن.
• فرسایش و خوردگی ناهموار پروانه های پمپ.
• عدم همگنی در قطعات ریخته گری مانند حباب ها، سوراخ های دمنده.
• خروج از مرکز بودن روتور.
• توزیع نابرابر در میله ها یا سیم پیچ های روتور موتور الکتریکی.
• غلتک خم شده، به ویژه در ماشین آلات صنعت کاغذ.
• از دست دادن وزنه های تعادل.
• شفت خم شده.

انواع نابالانسی فن

• نابالانسی یک صفحه

همچنین به نام نابالانسی استاتیکی شناخته می شود و معمولاً ساده ترین مشکل برای تشخیص است. به طور کلی توسط سایش سطح شعاعی غیر یکنواخت روی روتورهایی که طول آن در مقایسه با قطر آن ناچیز است، تولید می شود. منبع ارتعاش یک نیروی گریز از مرکز است که باعث جابجایی محور چرخش در جهت شعاعی می شود. در غیاب مشکلات دیگر، عدم تعادل یک شکل موج سینوسی خالص ایجاد می کند و بنابراین طیف ارتعاش غالب با فرکانس برابر با 1XRPM روتور را ارائه می دهد.

برای رفع مشکل توصیه می شود روتور را در یک صفحه (در مرکز ثقل روتور) با جرم مناسب در موقعیت زاویه ای که با یک دستگاه بالانسر محاسبه می شود، بالانس کنید.

علائم نابالانسی یک صفحه:

• لرزش شعاعی در1XRPM
• اختلاف فاز بین جهت افقی و عمودی بیرینگ تقریباً 90 درجه است که امکان تغییر قابل قبول 30± درجه را دارد.
• هیچ تفاوت فاز قابل توجهی در قرائت فاز بین هر دو طرف شفت در جهات شعاعی یکسان وجود ندارد.

• نابالانسی دوصفحه

در این مورد منشأ نابالانسی یک نیرو نیست، بلکه یک جفت نیرو است. یعنی دو نیروی با اندازه مساوی و جهت مخالف. عدم تعادل دینامیکی در روتورهای متوسط و بلند رخ می دهد و عمدتاً به دلیل سایش شعاعی و محوری همزمان روی سطح روتور است. این طیف ارتعاش غالب و نوسان همزمان را در فرکانس برابر 1XRPM روتور نشان می دهد.

برای رفع مشکل توصیه می شود روتور را در دو صفحه با جرم های مناسب و در موقعیت های زاویه ای محاسبه شده با دستگاه بالانسر، بالانس کنید.

علائم نابالانسی دو صفحه:

• لرزش شعاعی در 1XRPM
• اختلاف فاز بین جهات افقی و عمودی بیرینگ تقریباً 90 درجه است که امکان تغییر قابل قبول 30± درجه را دارد.
• قرائت فاز شعاعی نشان می دهد که هر دو طرف شفت دارای تغییر فاز 180 درجه هستند.

 

روتورهای اورهنگ

در روتورهای انتهای شفت رخ می دهد. این توسط سایش روی سطح روتور و خمش شفت تولید می شود. این طیف ارتعاش غالب را در 1XRPM روتور نشان می‌دهد که هم در جهت محوری و هم در جهت شعاعی بسیار واضح است.

علائم نابالانسی روتورهای اورهنگ:

• ارتعاشی شعاعی در 1XRPM
• ارتعاش محوری در1XRPM
• اختلاف فاز بین جهات افقی و عمودی بیرینگ تقریباً 90 درجه است که امکان تغییر قابل قبول 30± درجه را دارد.
• قرائت فاز محوری بین بیرینگ معمولا هم فاز هستند.
• اندازه گیری فاز در جهت شعاعی بین بیرینگ ها ممکن است هم فاز نباشد.

نابالانسی یکی از مشکلات اصلی در تجهیزات دوار به خصوص فن های سانتریفیوژ میباشد و در صورت عدم رفع به موقع، مشکلات جدی و پرهزینه ای را برای تجهیز رقم خواهد زد.شرکت آکو پایش مفتخر است با بروز ترین تجهیزات و کارشناسان مجرب نابالانسی تجهیزات دوار شما را اصلاح کند.

نابالانسی اغلب در فن های سانتریفیوژ و هواکش ها رخ می دهد.نابالانسی می تواند به حد قابل توجه ای ارتعاش ماشین آلات را افزایش دهد و منجر به خرابی جدی شود. در بسیاری از موارد، ارتعاش بیش از حد در فن ها منجر به قطعی های ناخواسته و اجباری برای انجام تعمیر و نگهداری می شود که اغلب، هم از نظر تعمیرات و هم تولید از دست رفته، پرهزینه هستند. بنابراین آنبالانسی باید در فواصل زمانی منظم بررسی شود و در صورت لزوم اصلاح شود. کارشناسان ما به شما کمک می کنند تا نابالانسی را به روش آنالیز ارتعاشات تشخیص و اصلاح کنید.

نابالانسی موتور یا به بیان دقیق تر اثر نابالانسی روتور،پدیده ای است که همگی ما کم و بیش در زندگی روزمره خود با آن مواجه می شویم. خواه آثار آن را در چرخهای جلوی ماشین خود تجربه کنیم و یا سر و صدای ناشی از دمنده ذستگاه تهویه مطبوع داخل دفتر کارمان که آشغال درون آن گیر کرده باشد را شنیده باشیم.

نابالانسی همیشه بعنوان عاملی نامطلوب به شکل ارتعاش ارتعاشی قابل توجه جلوه گر خواهد شد.نابالانسی نه تنها اثری ناخوشایند است بلکه می تواند برای انسان،ماشین آلات و محیط زیست عانلی تهدید کننده نیز به شمار آید.به همین دلیل نیاز به معرفی محدوده مجازی از نابالانسی اهمیت پیدا می کند.

در مورد آثار مخرب و زیان آور نابالانسی در ادامه صحبت خواهد شد ولی خوشبختانه امروزه به سادگی و به سرعت و با هزینه ایمناسب و مدد گرفتن از دستگاه های دقیق و پیشرفته بدون احتیاج به پیاده کردن اجزاء و قطعات ماشین و نیز بهره گیری از دستگاه بالانس،نابالانسی را دقیقا تشخیص داد و آنرا حذف نمود.

نیاز روزافزون به افزایش کیفیت و صحت کارکرد ماشین آلات و فشردگی رقابت در بازارهای جهانی که منتهی به افزایش نسبت کارایی به وزن و در نتیجه افزایش سرعت در سرویس دستگاه ها و ماشین آلات شده است،اهمیت کاهش ارتعاشات ماشین آلات را تا حد قابل توجهی افزایش داده است.

ارتعاش غالباً عاملی نامطلوب بوده،معرف خطای کارکردی و آسیب دیدگی اجزاء متحرک ماشین می باشد و همواره منجر به افزایش بار دینامیکی روتور ها،یاتاقان ها و پایه های نگهدارنده و فوندانسیون دستگاه می شود.

در یک ماشین نابالانس،چناچه نابالانسی اجزای دوار ماشین با موفقیت حذف شده یا به میزان مجاز کاهش یابد، آنگاه ماشین آلات مربوطه قادر خواهند بود در محدوده ای مجاز از نظر ارتعاشی کارکردی آرام و مطمئن داشته باشند.بنابراین بهره گیری از دستورالعملی مدون و روشی مقرون به صرفه و در عین حال کارامد جهت کاهش یا حذف ارتعاشات مکانیکی بسیار مفید خواهد بود.این شیوه به نام بالانس کردن نامیده شده متضمن انجام اعمال زیر خواهد بود:

1. اندازه گیری نابالانسی
2. حذف نابالانسی

اثرات نامطلوب نابالانسی

افزایش بار دینامیکی در بیرینگ ها که به صورت مضربی از بار استاتیکی تاثیر داشته و نرخ سایش در ماشین آلات را افزایش داده و باعث کاهش عمر بیرینگ ها می گردد. یک روتور بالانس امکان تشکیل لایه مناسب تری از فیلم روغن در بیرینگ ها را فراهم می کند.

شکست ناشی از خستگی که بیشتر مربوط به پوسته(Housing)، فوندانسیونها و اجزای وابسته به آن بوده و می تواند شکست اجزای محور روتور را باعث می شود.

افزایش لقی مکانیکی مثلاً لقی در پیچ ها، مهره ها و کوپلینگ ها در اثر ارتعاش بیش از حد. چناچه پیچ و مهره های درون پوسته موتور لق بزند صدمه و شکست کلی می تواند پدید آید.

سر و صدای دستگاه که اصطلاحاً آثار ناشی از Tiring نامیده می شود.سطح هوشیاری و دقت کارکنان را کاهش می دهد. در بسیاری از کارکرد ها،کارکرد آرام و بدون صدای دستگاه معیار جهت ارزیابی کیفیت بالانس فن می باشد.

جهت کسب اطلاعات بیشتر از خدمات مربوط به آنالیز ارتعاشات، الاینمنت لیزری و ... با کارشناسان مجرب آکوپایش تماس بگیرید.

​