ΚΑΚΗ ΕΥΘΥΓΡΑΜΜΙΣΗ ΑΖΥΓΟΣΤΑΘΜΙΑ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΧΑΛΑΡΟΤΗΤΑ ΣΥΝΤΟΝΙΣΜΟΣ

Transcript

1 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΔΥΝΑΜΙΚΗΣ & ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ & ΑΥΤΟΜΑΤΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΑΚΗ ΕΥΘΥΓΡΑΜΜΙΣΗ ΑΖΥΓΟΣΤΑΘΜΙΑ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΧΑΛΑΡΟΤΗΤΑ ΣΥΝΤΟΝΙΣΜΟΣ έκδοση MAUNML-2015b

2 Copyright Ε.Μ.Π Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών Εργαστήριο Δυναμικής και Κατασκευών κτ. Μ αιθ. Μ002 Με επιφύλαξη παντός δικαιώματος. Απαγορεύεται η χρήση, αντιγραφή, αποθήκευση και διανομή της παρούσας παρουσίασης, εξ ολοκλήρου ή τμήματος αυτής, για πάσης φύσεως εμπορικό ή επαγγελματικό σκοπό. Επιτρέπεται η ανατύπωση, αποθήκευση και διανομή για σκοπό μη κερδοσκοπικό, εκπαιδευτικής ή ερευνητικής φύσεως, υπό την προϋπόθεση να αναφέρεται η πηγή προέλευσης και να διατηρείται το παρόν μήνυμα. Πληροφορίες Δρ. Ι. Αντωνιάδης, Καθηγητής, antogian@central.ntua.gr, Δρ. Χ. Γιακόπουλος, ΕΔΙΠ, chryiako@central.ntua.gr,

3 Περιεχόμενα 1. Αζυγοσταθμία (unbalance) 2. Κυρτωμένος πρόβολος (overhung shaft) 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων (shaft misalignment) 4. Δομική μηχανική χαλαρότητα (structural mechanical looseness) 5. Μηχανική χαλαρότητα ρουλεμάν (bearing looseness) 6. Συντονισμός (resonance) 7. Έκκεντρος άξονας (eccentric shaft/rotor) 8. Απευθυγραμμισμένες τροχαλές (pulley misalignment) 9. Έκκεντρες τροχαλίες (eccentric pulleys) 10. Φθορά/συντονισμός τροχαλιών/ιμάντων (belt/pulley wear/resonance) 11. Ευθυγράμμιση τροχαλιών και επικουρικές μέθοδοι διάγνωσης Vibration school Mobius institute

4 1. Αζυγοσταθμία

5 1. Αζυγοσταθμία: μηχανισμός βλάβης F c ω ή f shaft m F g m c g c m r F g F c Βασικές αιτίες... F c =m r ω 2 ατέλειες του υλικού του μηχανικού στοιχείου φθορές κατά τη λειτουργία της μηχανής επικαθήσεις πρόσθετων υλικών σε κάποιο μηχανικό στοιχείο εσφαλμένες ενέργειες στη συντήρηση της μηχανής

6 1. Αζυγοσταθμία: μηχανισμός βλάβης δύναμη αζυγοσταθμίας U=m r (gr mm)

7 1. Αζυγοσταθμία: ανάλυση πόκρισης και φάσματος f shaft f shaft Hz FFT 1/f shaft sec

8 1. Αζυγοσταθμία: εξέλιξη φθοράς 1/f shaft sec f shaft 2f shaft 4f shaft 6f shaft /f shaft Hz sec f shaft Hz

9 1. Αζυγοσταθμία: ανάλυση φάσης 0 V ω ή f shaft 1 F c 2 V περιστροφή 8 V 1 και H 1 έχουν διαφορά φάσης 90 ο F c F c F cy F cy F c 3 F cx 2 4 F cx 1 F g g c F g 5 F c 8 F cx 6 F cx 7 F c F cy F cy F c F c r + H + 1 περιστροφή H

10 1. Αζυγοσταθμία: τύποι Α F F B A στατική αζυγοσταθμία K.B. Β διαφορά φάσης H A - V A =90 o ± 30 o H B V B =90 o ± 30 o H A H B = V A V B =0 o ± 30 o m δύναμη αζυγοσταθμίας U=m r (gr mm) Α Β

11 1. Αζυγοσταθμία: τύποι Α F A K.B. FB Β διαφορά φάσης αζυγοσταθμία ροπής H A - V A =90 o ± 30 o H B V B =90 o ± 30 o H A H B = V A V B =180 o ± 30 o m m δύναμη αζυγοσταθμίας U=m r d (gr mm 2 ) Α Β

12 1. Αζυγοσταθμία: τύποι δυναμική αζυγοσταθμία F A διαφορά φάσης H A - V A =90 o ± 30 o H B V B =90 o ± 30 o H A H B = V A V B =(0 o 180 o )±30 o K.B. φ = 0 o 180 o Β m 2 Α F B m 1

13 1. Αζυγοσταθμία τα σχετικά επίπεδα ταλάντωσης της συνιστώσας 1Xεξαρτώνται από τη θέση της μάζας αζυγοσταθμίας

14 1. Αζυγοσταθμία μεταβολές της ταχύτητας περιστροφής του άξονα της μηχανής προκαλούν μεταβολές στο πλάτος της απόκρισης μιας μηχανής με αζυγοσταθμία F c =m r ω 2 θερμοκρασιακές μεταβολές δεν επηρρεάζουν την απόκριση μιας μηχανής με αζυγοσταθμία

15 1. Αζυγοσταθμία: συνέπειες φθορά εδράνων φθορά εδράνων και γραναζιών

16 1. Αζυγοσταθμία: συνέπειες καταστροφή άξονα και μηχανής

17 2. Κυρτωμένος πρόβολος

18 2. Κυρτωμένος πρόβολος Βασικές αιτίες... υψηλές θερμοκρασίες υψηλά φορτία μεγάλο μήκος άξονα από κατασκευής ασσυμμετρία άξονα κατά την αξονική χωρική κατεύθυνση

19 2. Κυρτωμένος πρόβολος: μηχανισμός βλάβης H V 0 ο 90 ο V H Ax H 180 ο 270 ο V

20 2. Κυρτωμένος πρόβολος

21 2. Κυρτωμένος πρόβολος: ανάλυση φάσης Aή Β A B διαφορά φάσης H A - V A =180 o ή 0 o ± 30 o H B V B = 180 o ή 0 o ± 30 o Ax A Ax B = 180 o ± 30 o H A H B = V A V B =0 o ± 30 o

22 2. Κυρτωμένος πρόβολος: μηχανισμός βλάβης 1. ανάπτυξη υψηλών αξονικών δυνάμεων 2. κύρτωση στο κέντρο του πρόβολου 1Χ συνιστώσα κυρίαρχη 3. κύρτωση κοντά στο κόπλερ 2Χ συνιστώσα κυρίαρχη 4. ακτινικές μετρήσεις αναδεικνύουν επίσης 1Χ και 2Χ συνιστώσες αντιδιαμετρικές αξονικές δυνάμεις και ίδιας χωρικής κατεύθυνσης (φάσης) ακτινικές δυνάμεις

23 2. Κυρτωμένος πρόβολος: ανάλυση απόκρισης και φάσματος 5. απόκριση ημιτονοειδούς μορφής δεν αποτελεί το κλειδί της ανάλυσης/διάγνωσης 6. η διαφορά φάσης αποτελεί το κλειδί της ανάλυσης/διάγνωσης ανάλυση διαφοράς φάσης ανάλυση φάσματος

24 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων

27 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων: αιτίες Βασικέςαιτίες η αύξηση της θερμοκρασίας της στρεφόμενης μηχανής 2. η εσφαλμένη τοποθέτηση/σύνδεση των αξόνων 3. η υποχώρηση των εδράσεων της μηχανής 4. η εξωτερική φόρτιση

28 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων: συνέπειες καταστροφή κόπλερ Coupling tips

29 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων: συνέπειες φθορά ρουλεμάν και γραναζιών

30 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων: συνέπειες χαμηλής ποιότητας παραγωγική διαδικασία

31 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων: συνέπειες Καταστροφή ηλεκτρομηχανολογικού εξοπλισμού

32 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων: συνέπειες ολική καταστροφή απώλεια ζωών & παραγωγής

33 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων: τύποι κόπλερς Χαρακτηριστικά... ελικοειδούς σύζευξης κόπλερ (beam/helical coupling) Χαρακτηριστικά οικονομικά 2. ελάχιστο κόστος συντήρησης 3. κατάλληλα σε πολλές εφαρμογές 4. κατάλληλα για παράλληλη κακή ευθυγράμμιση 5. κατάλληλα για μεγάλες ταχύτητες 6. ισορροπημένος σχεδιασμός για περιορισμό κραδασμών 7. ενιαίος σχεδιασμός αποτρέπει σπασμωδικές κινήσειςς (backlash) 8. αλλαγές στην έναρξη της ελικοειδούς πορείας προσδίδει διαφορετικές ιδιότητες στην αντιμετώπιση της κακής ευθυγράμμισης καθώς και άλλων χαρακτηριστικών απόδοσης, όπως της ροπής και της στρεπτικής ακαμψίας οδοντωτής σύζευξης κόπλερ (jaw/spider coupling) 1. εύκαμπτο 2. ελαστικό 3. απορρόφηση κρουστικών φορτίων 4. εξαιρετική ανθεκτικότητα στους κραδασμούς 5. εξαιρετική μετάδοση ροπής εφαρμογή... σερβοκινητήρες

34 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων: τύποι κόπλερς Oldham κόπλερ αποτελείται από 3 τμήματα/δίσκους ο κεντρικός δίσκος μεταφέρει τη ροπή Χαρακτηριστικά δεν φορτίζει τα ρουλεμάν σε παρουσία απευθυγραμμίας αξόνων γιατί δεν περιλαμβάνει καμπτόμενα τμήματα 2. επιτρέπει ελάχιστη γωνιακή απευθυγραμμία αξόνων έως ½ ίντσας 3. επιτρέπει ελάχιστη αξονική κίνηση έως 0,005 ίντσες 4. ανθεκτικό σε ταχύτητες αξόνων έως 4000 rpm 5. απώλεια χαρακτηριστικών σε μεγάλη αζυγοσταθμία 6. περιορισμός αξονικής μετατόπισης σε μεγάλη αζυγοσταθμία GRABCAD

35 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων: τύποι κόπλερς δισκοειδούς σύζευξης κόπλερ (disc coupling) Χαρακτηριστικά εύκολη εγκατάσταση 2. απλή λειτουργία 3. ασφαλές 4. ελάχιστη συντήρηση 5. μικρό βάρος 6. ανθεκτικό σε μεγάλες ροπές 7. κατάλληλο για υψηλές ταχύτητες διάφοροι τύποι κόπλερς κόπλερ αλυσίδας (chain coupling) εύκαμπτο κόπλερ (flex coupling) κόπλερ πλέγματος (grid coupling) γραναζωτό κόπλερ (gear coupling)

36 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων: τύποι κόπλερς κόπλερ υδροδυναμικού ρευστού (hydrodynamic fluid coupling) χαρακτηριστικά κόπλερ ισχύς έως και 1 MW 2. ομαλή εκκίνηση 3. προστασία επιμέρους μηχανικών στοιχείων 4. ελαχιστοποίηση απρόβλεπτης διακοπής λειτουργίας 5. κατάλληλα για ακραίες καιρικές συνθήκες 6. προστασία μεταφορικής ταινίας από υπερφόρτιση 7. απόσβεση στρεπτικών ταλαντώσεων 8. αύξηση διάρκεια ζωής ηλεκτρομηχανολογικού συστήματος Fluid Coupling Operation - F.T.I. Pty Ltd

37 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων: τύποι κόπλερς κόπλερ υδροδυναμικού ρευστού εφαρμογή 1... σύστημα πρόωσης πλοίου (ship propulsion) εφαρμογή 2... σύστημα κίνησης μεταφορικής ταινίας (belt conveyor drive) VOITH

38 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων: τύποι κόπλερς υβριδικό κόπλερ (hybrid coupling) χαρακτηριστικά διαχείρηση υψηλών ροπών έως 6500 kn-m 2. διαχείρηση μεγάλων στρεπτικών ταλαντώσεων 3. ανθεκτικά σε παλμικά και κρουστικά φορτία 4. δεν χρειάζεται λίπανση 5. ελάχιστη συντήρηση 6. σχεδιασμός ελαχιστοποίησης βάρους 7. μειωμένο κόστος εφαρμογές μύλοι και σπαστήρες (mills & crushers) 2. παλινδρομικές μηχανές (reciprocating machinery) 3. συστήματα μεταβλητής συχνότητας (variable-frequency drives VDF) 4. ασύχρονους κινητήρες 5. γεωτρύπανα (drill rigs) 6. φυγοκεντρικοί συμπιεστές 7. κιβώτια μετάδοσης ισχύος πλοίων (marine gears) 8. συστήματα οδήγησης κλιβάνων (kiln drives) 9. μηχανές diesel Emerson Industrial Automation

39 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων: τύποι κόπλερς μαγνητικό κόπλερ (flux drive/magnetic coupling) Flux drive

40 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων: τύποι απευθυγραμμίας σωστά ευθυγραμμισμένοι άξονες παράλληλη κακή ευθυγράμμιση (parallel/offset misalignment) οριζόντια παράλληλη απευθυγραμμία οριζόντια γωνιακή απευθυγραμμία γωνιακή κακή ευθυγράμμιση (angular misalignment) κάτοψη κατακόρυφη παράλληλη απευθυγραμμία κάτοψη κατακόρυφη γωνιακή απευθυγραμμία πλάγια όψη πλάγια όψη

41 3. Κακή ευθυγράμμιση: μηχανισμός βλάβης γωνιακής απευθυγραμμίας

42 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων: ανάλυση φάσης A B F A F B διαφορά φάσης Vibration Phase Analysis H A - V A =90 o ± 30 o H B V B =90 o ± 30 o Ax A Ax B =180 o ± 30 o

43 3. Κακή ευθυγράμμιση: ανάλυση απόκρισης και φάσματος 1. κυρίαρχησυνιστώσαη1 η αρμονικήτηςταχύτηταςπεριστροφήςτουάξονα 2. εμφάνιση αρμονικών (1X, 2X, 3X, ) της ταχύτητας περιστροφής του άξονα 3. 2 μέγιστες δυνάμεις ανά περιστροφή 4. ισχυροί κραδασμοί στην αξονική χωρική κατεύθυνση πλάτος συχνότητα (Hz)

44 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων: γωνιακή απευθυγραμμία γωνιακή κακή ευθυγράμμιση σωστά ευθυγραμμισμένοι άξονες θερμογραφία

45 3. Κακή ευθυγράμμιση: μηχανισμός βλάβης παράλληλης απευθυγραμμίας F c + + F c... 0 ο... 0 ο F c F c ο F c + + F c ο 1 περιστρ ροφή ο F c + + F c ο

46 3. Κακή ευθυγράμμιση: ανάλυση απόκρισης και φάσματος αρμονικές σε φάση 2 η αρμονική απόκριση συμπίεση 0 o χρόνος 1 η αρμονική συμπίεση 180 o 1 περιστροφή

47 3. Κακή ευθυγράμμιση: ανάλυση απόκρισης και φάσματος 1. εμφάνιση αρμονικών (1X, 2X, 3X, ) της ταχύτητας περιστροφής του άξονα 2. κυρίαρχη συνιστώσα η 2 η αρμονική της ταχύτητας περιστροφής του άξονα 3. κραδασμοί ισχυρότεροι στην ακτινινική από την αξονική χωρική κατεύθυνση ανάλυση φάσης πλάτος ανάλυση φάσματος συχνότητα (Hz)

48 3. Κακή ευθυγράμμιση: ανάλυση απόκρισης και φάσματος 1 / f shaft 1 / (2f shaft ) 1 / (3f shaft ) 0 o -180 o 180 o -360 o sec f shaft 2f shaft 3f shaft Hz

49 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων: ανάλυση φάσης A B F B F A Vibration Phase Analysis διαφορά φάσης H A - V A =90 o ± 30 o H B V B =90 o ± 30 o H A H B = V A V B =180 o ± 30 o

50 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων: παράλληλη απευθυγραμμία παράλληλη κακή ευθυγράμμιση σωστά ευθυγραμμισμένοι άξονες θερμογραφία ευθυγραμμισμένοι άξονες απευθυγραμμισμένοι άξονες

51 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων: εξέλιξη βλάβης 1 / f shaft sec f shaft 2f shaft 3f shaft 4f shaft 5f shaft Hz χειροτέρευση βλάβης αύξηση πλάτους ή/και αρμονικών συνιστωσών

52 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων: μεθοδολογία ευθυγράμμισης Fair field industrial sales

53 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων: μεθοδολογία ευθυγράμμισης χρήση χάρακα χρήση ρολογιών χρήση laser ακρίβεια - - ταχύτητα + + ευκολία χρήσης + + ακρίβεια + + ταχύτητα - - ευκολία χρήσης - - ακρίβεια + + ταχύτητα + ευκολία χρήσης + Dial Indicator Concepts: TIR, Validity Rule & TPS Benefits of laser shaft alignment by PRUFTECHNIK

54 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων: τεχνικές ευθυγράμμισης με ρολόγια

55 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων: τεχνικές ευθυγράμμισης με ρολόγια τεχνική αντίστροφης ένδειξης (reverse indicator method) Dial Indicator Concepts: TIR, Validity Rule & TPS

56 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων: τεχνικές ευθυγράμμισης με ρολόγια περιφερειακή (rim/circumferential)αντιδιαμετρική μέτρηση = 2 D (centerline offset) 0 ο D D D =2D + + D 180 ο

57 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων: τεχνικές ευθυγράμμισης με ρολόγια κανόνας εγκυρότητας (validity rule)

58 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων: τεχνικές ευθυγράμμισης με ρολόγια ενέργειες πριν την ευθυγράμμιση πρόχειρη ευθυγράμμιση (rough alignment) 2. περιορισμός χαλαρών στηρίξεων βάσης (soft foot) 3. σύσφιξη βιδών (bolt tightening) 4. γενικός έλεγχος

59 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων: τεχνικές ευθυγράμμισης με ρολόγια 5. έλεγχος και μέτρηση χαλάρωσης ράβδου (rod sag) στήριξης ρολογιού... παραμόρφωση ανάλογη του μήκους του άξονα στήριξης του ρολογιού και του βάρους του μέτρηση... 0 ο πάνω σε σωλήνα και ΟΧΙ πάνω στον άξονα προς έλεγχο 270 ο 0 ο 90 ο 270 ο 90 ο 180 ο 180 ο

60 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων: τεχνικές ευθυγράμμισης με ρολόγια 6. μηδενισμός ρολογιού... 0 ο 7. έλεγχος εκκεντρότητας άξονα... κυρτωμένος άξονας ένδειξη ρολογιού > έκκεντρο κόπλερ

61 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων: τεχνικές ευθυγράμμισης με ρολόγια 8.προετοιμασία 2γραφημάτων... a) πλευρική όψη (side view) b) κάτοψη (top view) a mils x x x xx x x x b

62 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων: τεχνικές ευθυγράμμισης με ρολόγια μέτρηση απευθυγραμμίας άξονα... 0 ο 270 ο 180 ο 90 ο

63 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων: τεχνικές ευθυγράμμισης με ρολόγια αντισταθμισμένες τιμές (compensated readings)... αντλία κινητήρας (-6) = (-12) = +28 μέτρηση χαλάρωσης ράβδου ρολογιού

64 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων: τεχνικές ευθυγράμμισης με ρολόγια πλευρικήόψη mils -28/2 = -14 mils x x +56/2 = +28 mils αντλία -56 κινητήρας

65 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων: τεχνικές ευθυγράμμισης με ρολόγια ενέργειες πλευρικής ευθυγράμμισης μικρο-μεσαίες μηχανές μεγάλες μηχανές...

66 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων: τεχνικές ευθυγράμμισης με ρολόγια κάτοψη mils +20/2 = +10 mils x x -36/2 = -18 mils (+24) = (-46) = + 36 αντλία κινητήρας

67 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων: τεχνικές ευθυγράμμισης με ρολόγια ενέργειες κατακόρυφης ευθυγράμμισης...

68 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων: ακρίβεια/ανοχές ευθυγράμμισης

69 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων: ΠΡΟΣΟΧΗ! θερμοκρασιακές μεταβολές επηρρεάζουν την απόκριση μιας μηχανής με κακή ευθυγράμμιση ευθυγράμμιση εν ψυχρώ απευθυγραμμία εν θερμώ μεταβολές της ταχύτητας περιστροφής του άξονα της μηχανής ΔΕΝ προκαλούν μεταβολές στο πλάτος της απόκρισης μιας μηχανής με κακή ευθυγράμμιση

70 3. Κακή ευθυγράμμιση αξόνων: φθορά ελαστικού αστέρα f shaft Ν Ν-1 ταλάντωση με χαρακτηριστική συχνότητα βλάβης... F d = N x f shaft

71 4. Δομική μηχανική χαλαρότητα

72 4. Δομική μηχανική χαλαρότητα: αιτίες Αιτίες Ανεπαρκής βάση στήριξης 2. Ανάπτυξη ρωγμών στη βάση στήριξης 3. Στρεβλή βάση 4. Ανεπαρκής υποστήριξη βάσης στήριξης

73 4. Δομική μηχανική χαλαρότητα τύπου 1 Η ταλάντωση λόγω μηχανικής χαλαρότητας δεν είναι σταθερή σε κάθε περιστροφή. Χειροτέρευση της βλάβης εντείνει το φαινόμενο. Ανάλυση φάσης ανούσια. καταγραφή σε μονάδες ταχύτητας για βέλτιστη ανάλυση

74 4. Δομική μηχανική χαλαρότητα τύπου 1 Ακτινική ανάπτυξη αρμονικών της συχνότητας περιστροφής (1Χ, 2Χ, 3Χ,...) λόγω των φυγόκεντρων δυνάμεων από την περιστροφή της μηχανής σε συνδυασμό με την κίνηση που οφείλεται στην μηχανική χαλαρότητα. Σοβαρή μηχανική χαλαρότητα προκαλεί εμφάνιση υπο-αρμονικών συνιστωσών της συχνότητας περιστροφής. Αιτίες Ρωγμές στα έδρανα 2. Χαλαρή σύσφιξη βιδών 3. Φθορά στα στοιχεία απόσβεσης δονήσεων (isolators) 0.5Χ

75 4. Δομική μηχανική χαλαρότητα τύπου 2 Αιτίες Ρωγμές στη βάση στήριξης 2. Αστοχία ενεμάτων στο σκυρόδεμα της βάσης στήριξης 3. Ακατάλληλη υποστήριξη βιδών 4. Ρωγμές ή ή άλλες μορφές αδυναμίας στήριξης της μηχανής 5. Διάβρωση υλικών στήριξης 1. ταλάντωση στη συχνότητα περιστροφής 2. αυξημένη στην κατεύθυνση της αδυναμίας, συνήθως στην οριζόντια (ελαστική βάση)

76 4. Δομική μηχανική χαλαρότητα : ανάλυση απόκρισης F F F B B B B F B F Σχεδόν ημιτονοειδής κυματομορφή Ψαλλιδισμός κορυφών κυματομορφής στην περίπτωση επαφών προκαλεί ανάπτυξη αρμονικών συνιστωσών της συχνότητας περιστροφής πλάτος 1/f shaft χρόνος (sec)

77 4. Δομική μηχανική χαλαρότητα διάκριση μηχανικής χαλαρότητας/αζυγοσταθμία/συντονισμού Α = πλάτος 1Χ στην οριζόντια κατεύθυνση πλάτος 1Χ στην κατακόρυφη κατεύθυνση 1. Α > 2 & σταθερό με μεταβολή ταχύτητας... πιθανή Μηχανική χαλαρότητα 2. Α επηρρεάζεται από την μεταβολή της ταχύτητας.... πιθανός Συντονισμός

78 5. Μηχανική χαλαρότητα ρουλεμάν

79 5. Μηχανική χαλαρότηταρουλεμάν: αιτίες Ρουλεμάν κύλισης Υδροδυναμικά ρουλεμάν Αιτίες Μη ορθή εγκατάσταση 2. Ακατάλληλη επιλογή ανοχών 3. Φθαρμένες φωλιές 4. Μη ορθή επιλογή διακένου ρουλεμάν Έντονες ταλαντώσεις (κυρίως ακτινικά) Αζυγοσταθμία Απευθυγραμμία κόπλερ

80 5. Μηχανική χαλαρότητα ρουλεμάν: μηχανισμός βλάβης 1/f shaft FFT 1. Κρουστικοί παλμοί ανά περιστροφή άξονα διεγείρουν χαμηλές/μεσαίες ιδιοσυχνότητες 2. Ανάπτυξη αρμονικών της συχνότητας περιστροφής στη διεγειρόμενη ζώνη 3. Αυξημένο επίπεδο θορύβου

81 5. Μηχανική χαλαρότητα ρουλεμάν: οπτικός έλεγχος 1. Διακοπή λειτουργίας μηχανής 2. Αφαίρεση καλύματος φωλιάς 3. Σημάδια στο ρουλεμάν και στο δακτύλιο της φωλιάς 4. Έλεγχος σχετικής κίνησης

82 6. Συντονισμός

83 6. Συντονισμός φυσική συχνότητα συστήματος συχνότητα συχνότητας διέγερσης (βλάβης) δραματική αύξηση πλάτους ταλάντωσης... καταστροφική βλάβη

84 6. Συντονισμός

85 6. Συντονισμός Συντονισμός άξονα με υποστήριξη ρουλεμάν στην... 1 η αρμονική της συχνότητας περιστροφής 2 η αρμονική της συχνότητας περιστροφής Συντονισμός κυρτώμενου άξονα στην... 1 η αρμονική της συχνότητας περιστροφής 2 η αρμονική της συχνότητας περιστροφής

86 6. Συντονισμός: έλεγχος (run-up test) Συντονισμός φυσικής συχνότητας με συχνότητα περιστροφής 1Χ πλάτος συχνότητα (Hz)

87 6. Συντονισμός: Αντιμετώπιση... ιδιοσυχνότητα συστήματος μεταβολή μάζας m μεταβολή ιδιοσυχνότητας φυσική συχνότητα συστήματος συχνότητα συχνότητας διέγερσης

88 6. Συντονισμός: Αντιμετώπιση... προσθήκη στηρίξεων ιδιοσυχνότητα συστήματος μεταβολή ακαμψίας k μεταβολή ιδιοσυχνότητας φυσική συχνότητα συστήματος συχνότητα συχνότητας διέγερσης

89 7. Έκκεντρος άξονας

90 7. Έκκεντρος άξονας άξονας περιστροφής γεωμετρικός άξονας δρομέα, ιμάντα, γραναζιού, ρουλεμάν μιμείται την αζυγοσταθμία ανάλυση φάσης

91 7. Έκκεντρος άξονας: ανάλυση φάσματος V H F f rotor f motor f rotor F f motor 1. ανάπτυξη ακτινινικά συνιστωσών ταλάντωσης 1Χ, ιδιαίτερα παράλληλα με τις δυνάμεις F των ιμάντων 2. έντονες ταλαντώσεις σε κινητήρα και στρεφόμενο τμήμα μηχανής 3. χρονική κυματομορφή ημιτονοειδούς μορφής

92 7. Έκκεντρος άξονας: ανάλυση φάσης ή Δφ = 0 ο Δφ = 180 ο διαφοροποίηση από αζυγοσταθμία και κακή ευθυγράμμιση, όπου Δφ = 90 ο

93 7. Έκκεντρος άξονας: ανάλυση φάσης F F A 1 + γεωμετρικό κέντρο B 1 κέντρο περιστροφής περιφερειακό σημείο

94 7. Έκκεντρος άξονας: ανάλυση φάσης F Δφ = 0 ο F B 2 F A 1 A 2 F + γεωμετρικό κέντρο B 1 κέντρο περιστροφής περιφερειακό σημείο

95 7. Έκκεντρος άξονας: ανάλυση φάσης F Δφ = 180 ο F B 2 B 3 F A γεωμετρικό κέντρο κέντρο περιστροφής B 1 A 3 A 2 F περιφερειακό σημείο

96 7. Έκκεντρος άξονας: ανάλυση φάσης F Δφ = 180 ο F B 2 B 3 B 4 A 1 F + γεωμετρικό κέντρο F A 2 A 4 B 1 A 3 κέντρο περιστροφής περιφερειακό σημείο

97 7. Έκκεντρος άξονας: ανάλυση φάσης F Δφ = 180 ο F B 2 B 3 B 4 A 1 + γεωμετρικό κέντρο κέντρο περιστροφής F A 5 A 2 A 4 A 3 B 1 B 5 F περιφερειακό σημείο

98 7. Έκκεντρος άξονας: ανάλυση φάσης F Δφ = 0 ο F B 2 B 3 F A 1 B 4 + γεωμετρικό κέντρο A 6 A 4 A B 5 5 A3 B 1 A 2 κέντρο περιστροφής περιφερειακό σημείο F B 6

99 7. Έκκεντρος άξονας: ανάλυση φάσης F Δφ = 180 ο F B 2 B 3 B 4 A 7 A 1 F + γεωμετρικό κέντρο A 6 A 4 A B 5 5 A 3 B 1 A 2 κέντρο περιστροφής περιφερειακό σημείο F B 7 B 6

100 7. Έκκεντρος άξονας: ανάλυση φάσης F Δφ = 180 ο F B 2 B 3 A 7 A 1,8 F B 4 + γεωμετρικό κέντρο κέντρο περιστροφής περιφερειακό σημείο F A 6 A 4 A B 5 5 A 3 B 1,8 B 7 A 2 B 6

101 7. Έκκεντρος άξονας: ανάλυση φάσης F Δφ = 180 ο F B 2 B 3 B 9 A 7 A 1,8 F B 4 + γεωμετρικό κέντρο κέντρο περιστροφής περιφερειακό σημείο F A 6 A 4 A B 5 5 A 3 B 1,8 B 7 A 9 A 2 B 6

102 8. Απευθυγραμμισμένες τροχαλίες

103 8. Απευθυγραμμισμένες τροχαλίες: τύποι απευθυγραμμίας παράλληλη απευθυγραμμία οριζόντια γωνιακή απευθυγραμμία αξονική γωνιακή απευθυγραμμία Convergence training

104 8. Απευθυγραμμισμένες τροχαλίες: τύποι απευθυγραμμίας παράλληλη απευθυγραμμία γωνιακή απευθυγραμμία γωνία κίνησης ευθυγραμμισμένες τροχαλίες

105 8. Απευθυγραμμισμένες τροχαλίες: ανάλυση απόκρισης και φάσματος πλάτος f rotor f motor συχνότητα (Hz) 1. Έντονες ταλαντώσεις της συνιστώσας 1Χ κάθε τροχαλίας στην αξονική κατεύθυνση 2. Πιθανή εμφάνιση αρμονικών χαρακτηριστικής συχνότητας βλάβης ιμάντα 3. Απόκριση ημιτονοειδούς μορφής 4. Ανομοιόμορφη φορά στην αξονική κατεύθυνση

106 8. Απευθυγραμμισμένες τροχαλίες: ανάλυση φάσης παράλληλη απευθυγραμμία οριζόντια γωνιακή απευθυγραμμία αξονική γωνιακή απευθυγραμμία Α διαφορά φάσης Ax A Ax B ~ 180 o ± 30 o Β

107 9. Έκκεντρες τροχαλίες

108 Έκκεντρες τροχαλίες πλάτος συχνότητα (Hz) 1. ανάπτυξη ακτινινικά συνιστωσών ταλάντωσης 1Χ, ιδιαίτερα παράλληλα με τις δυνάμεις F των ιμάντων 2. έντονες ταλαντώσεις σε κινητήρα και στρεφόμενο τμήμα μηχανής 3. χρονική κυματομορφή ημιτονοειδούς μορφής 4. διαφοράφάσηςπεριφερειακάτωνεδράνων 0 ο ή 180 ο

109 10. Φθορά/συντονισμός τροχαλιών/ιμάντων

110 10. Φθορά/συντονισμός τροχαλιών/ιμάντων: ιμάντες Απόδοση ιμάντων Επίπεδης διατομής ιμάντας (flat belt) V διατομής ιμάντας (V-belt)

111 10. Φθορά/συντονισμός τροχαλιών/ιμάντων: ένταση τάσης ιμάντα δίνεται από τον κατασκευαστή, διαφορετικά ακολουθείται ο ακόλουθος κανόνας Φορτίο τάσης (tension load) = απόσταση αξόνων τροχαλιών x 0,1 inch (ή 1 mm) 2. Μέγιστη απίκλιση (max deflection) = 0,010 ανά ίντσα όριο ανοχών ιμάντων

112 10. Φθορά τροχαλιών/ιμάντων: φθαρμένοι/χαλαροί ιμάντες Εμφάνιση αρμονικών της συχνότητας βλάβηςιμάντων (BR: belt rate) f rotor BR= (π f rotor PD) / μήκος ιμάντα PD

113 10. Συντονισμός τροχαλιών/ιμάντων φυσικήσυχνότηταιμάντα f rotor ή f motor Αντιμετώπιση Αλλαγή μήκους ιμάντα 2. Αλλαγή τάνυσης ιμάντα

114 10. Φθορά τροχαλιών/ιμάντων: έλεγχος με στροβοσκόπιο 1. παγώνει την κίνηση των ιμάντων 2. έλεγχος ιμάντων δίχως διακοπή λειτουργίας μηχανής 3. έλεγχος ολίσθησης πολλαπλού συστήματος ιμάντων Strobe slowing down pulley

115 10. Φθορά/συντονισμός τροχαλιών/ιμάντων : συνέπειες... Μη ομοιόμορφη φόρτιση ιμάντων Απώλεια υλικού λόγω τριβής από απευθυγραμμία τροχαλιών Απώλεια υλικού λόγω τριβής από υστέριση

116 10. Φθορά/συντονισμός τροχαλιών/ιμάντων : συνέπειες σε ιμάντες

117 10. Φθορά/συντονισμός τροχαλιών/ιμάντων : συνέπειες σε τροχαλίες απευθυγραμμία τροχαλιών έντονες τάσης ιμάντων μεγάλη τροχαλία για τον ιμάντα απευθυγραμμία ιμάντων

118 11. Ευθυγράμμιση τροχαλιών και επικουρικές μέθοδοι διάγνωσης

119 11. Ευθυγράμμιση τροχαλιών

120 11. Επικουρικές μέθδοι διάγνωσης θερμογραφία...

121 Αναφορές Why Shaft Misalignment Continues to Befuddle and Undermine Even the Best CBM and Pro-Active Maintenance Programs LUDECA Empowering pumps Monition Shaft Alignment Concepts: Runout Shaft Alignment Concepts: Offset & Angularity Shaft Alignment Training: Fixturlaser Dials App

122 Αναφορές Shaft Alignment Concepts: Controlling Backlash 5 Effects of Misalignment Rotating Equipment Alignment Methods and Training Shaft Alignment Concepts: The basics dewesoft Structural looseness nexusplus Rotor Balancing with Single Plane 4-Runs Method

123 Αναφορές Balancing a Large Impeller On site Industrial Balancing Single-plane balancing 2 Planes Balancing Tutorial Unbalanced rotor behaviour Coupling Failure Analysis - Jaw Couplings VOITH Coupling tips Oldham Coupling

124 Αναφορές Precision Bearing House A Guide for Installing a Torque Sensor from HBM alignment Reverse Rim Dial Indicator Alignment Overview Benchmark pdm

125 Ευχαριστώ για την προσοχή σας! Εργαστήριο Δυναμικής & Κατασκευών Δρ.ΑντωνιάδηςΙ..... Δρ.ΓιακόπουλοςΧ....