Меню портала
Вологодский ломоть
Сейчас на сайте
Задевания элементов оборудования
Задевания и "затирания" элементов оборудования друг о друга различной первопричины, имеют место в процессе работы оборудования достаточно часто и по своему происхождению могут быть разделены на две группы:
- нормальные конструктивные задевания и затирания в различного типа уплотнениях, используемых в насосах, компрессорах и тягодутьевом оборудовании;
- итог, или даже последняя стадия, проявления в агрегате других дефектов состояния конструкции, например, износ опорных элементов, уменьшение или увеличение технологических зазоров и уплотнений, искривление конструкций.
В первом случае задевания постоянно сопутствуют процессам в нормально работающем оборудовании и, до определенной стадии своего развития, хотя и хорошо видны в спектре вибросигналов, не являются признаком наличия в оборудовании каких-либо дефектов состояния.
Во втором случае появление в спектре признаков задевания или затирания является признаком наличия дефекта на любом этапе его развития.
Классическим примером дефектов этой группы является задевание ротора о неподвижную часть конструкции после возникновения механического ослабления в подшипнике, приведшего к значительному увеличению зазора в нем и просадке ротора на величину, большую, чем величина зазора между ротором и статором.
Механическое ослабление при этом становится настолько сильным, что приводит не к нормальному вращению ротора в подшипнике, а к его обкатыванию по внутренней поверхности подшипника. При этом ротор начинает уже задевать об корпуса уплотнений и иные неподвижные конструктивные элементы агрегата.
Задеванием в практике называют обычно процесс прямого контактирования вращающихся частей ротора с неподвижными элементами конструкции агрегата или фундамента.
Контактирование, по своей физической сути (в некоторых источниках применяются термины трение или затирание), может иметь локальный характер, но только на начальных стадиях. На последних стадиях своего развития задевание обычно происходит непрерывно в течении всего оборота.
При появлении в агрегате задеваний или затираний любой природы происходит значительная специфическая модификация спектра регистрируемого вибросигнала, В сигнале начинает присутствовать широкий спектр частот, имеющих, в основном, синхронные компоненты.
По мощности они составляют обычно от 60 до 80 % от мощности всего вибросигнала. Наличие синхронных компонент связано с тем, что задевание или затирание обычно синхронизировано с фазой вращения ротора, поэтому большинство гармоник в получаемом спектре являются целыми относительно частоты вращения ротора агрегата.
Оставшуюся часть мощности вибросигнала, 20 - 40 %, несут в себе несинхронные компоненты. Эти компоненты, гармоники, находятся в вибросигнале двумя причинами.
Во-первых влияет нестационарность процесса задевания, обусловленная некоторым разбросом параметров соударений от оборота к обороту.
Во-вторых сказываются резонансные процессы в конструкции или в ее отдельных элементах. При этом сам процесс задевания является "молоточком, возбуждающим колебания", и на спектре вибросигнала возникает поднятие, похожее на "зазубренный холм". Центр этого поднятия соответствует частоте собственного резонанса всей конструкции или ее части, близко расположенной к зоне задевания.
В связи с тем, что разные элементы конструкции имеют различные резонансные частоты, в спектре вибросигнала резонансные поднятия могут возникать в спектре на одной или на нескольких частотах, причем степень поднятия будет различной.
Спецификой спектральной картины резонансных колебаний при задеваниях и затираниях является то, что обычно все несинхронные компоненты спектра сосредотачиваются вблизи синхронных.
На общем спектре вибросигнала это выражается не в общем поднятии уровня спектра, как это только что было описано выше, а в "уширении" основания некоторых синхронных гармоник, частоты которых близки к частотам собственных резонансов элементов конструкции. Количество таких "уширенных" гармоник в спектре обычно не превышает двух, а чаще всего бывает одна.
Часто затиранием в спектре вибросигнала возбуждаются целые семейства дробных гармоник, начиная от кратности 1/2 от частоты вращения ротора, кончая кратностью 1/5. Чаще всего и наиболее сильными в спектре вибросигнала при затирании являются дробные гармоники с порядковыми номерами 1/2, 3/2, 5/2, 7/2 и т.д. от оборотной частоты вращения ротора. Эти гармоники тоже можно отнести к синхронным компонентам спектра вибросигнала.
Задевание ротора о конструкцию обычно возбуждает много гармоник различной частоты, причем достаточно максимальная часть мощности вибросигнала сосредоточена в области высоких частот.
Классические, "жизненные" примеры задевания и затирания известны всем читателям данного руководства - это трение (задевание) "железом по стеклу" или движение мела по школьной доске. Спектр этих звуков не любим многими, причем причина этой нелюбви именно в наличии большого количества высокочастотных компонент.
Спектр вибрации при задевании напоминает чем-то спектр при механическом ослаблении, такое же большое количество гармоник, также одна из гармоник имеет максимальную мощность за счет уширения в нижней части, но при этом есть и существенные отличия.
Если при механическом ослаблении дробных гармоник с кратностью 1/2 обычно не бывает больше трех, то при задевании число таких гармоник в спектре велико и практически равно числу имеющихся целых гармоник.
Очень характерным диагностическим показателем наличия в оборудовании задеваний, особенно проявляющихся достаточно сильно, является форма исходного временного сигнала.
На рисунке приведен пример такого характерного временного сигнала вибрации при наличии локального одностороннего задевания ротора о неподвижный конструктивный элемент.
На графике вибрационного сигнала хорошо можно выделить момент времени, когда происходит задевание ротора о статор электродвигателя. При этом верхняя часть синусоиды деформирована и даже носит в себе элементы колебательного процесса.
После выхода ротора из зоны задевания форма временного сигнала "восстанавливается" и процесс колебания идет по синусоиде основной гармоники вибрации.В данном примере задевание "срезает" положительный пик синусоиды.
Задевания очень хорошо диагностировать при помощи прослушивания "на слух" при помощи стетоскопа, наушников, подключенных к виброметру или просто сухой деревянной палочки.При этом очень легко определяется место с максимальным уровнем специфического шума от задевания.
Каждому типу задевания соответствует специфический характер шума от задевания.
При прослушивании можно наблюдать достаточно широкий диапазон звуков - от резкого звука короткой продолжительности, напоминающего удар, до характерного "воя и визга".
Часто задевание генерирует поднятие спектра на частоте собственного резонанса одного из трущихся элементов. На спектре есть, как обычно, много целых и дробных гармоник, но большая часть мощности вибросигнала сосредоточена в области собственного резонанса конструкции.
Такая картина чаще всего наблюдается при затираниях в уплотнениях, когда мощность от такого дефекта не очень велика по величине, но значительно "размазана" по частотному диапазону значительной ширины.
Внешне такое проявление затирания выглядит как один или несколько "горбов" на спектре, Частота этих "горбов" не связана с частотой вращения, а полностью определяется собственными частотами резонанса различных элементов конструкции. Это, в основном, несинхронные компоненты спектра.
Эти "горбы" могут возникать и по другим причинам. Конструкция может "звенеть" на резонансной частоте и по любой другой причине, при других ударных и динамических воздействиях.
Поэтому к диагностике по таким горбам нужно относиться с большой осторожностью, причина их появления в спектре не всегда однозначна.
- Войдите на сайт для отправки комментариев