تعد الاهتزازات المفرطة في المعدات الدوارة مثل المضخات وعلب التروس والتوربينات والضواغط علامة واضحة على أن المعدات لا تعمل بشكل صحيح. من المرجح ألا تحقق المعدات التي تظهر عليها اهتزازات مفرطة العمر الافتراضي المتوقع، ويمكن أن تكون مصدرًا لحالات downtime غير مجدولة أو حالات خطيرة. لذلك، من المهم العثور على السبب الجذري للاهتزازات من خلال قياس وتحليل إشارات الاهتزاز. تتم مناقشة الأسباب الشائعة للاهتزازات أدناه.
مشاكل المحاذاة
عندما يتم توصيل ماكينتين أو أكثر من الماكينات الدوارة فإن المحاذاة الصحيحة أمر بالغ الأهمية.
أخطاء المحاذاة النموذجية هي:
- اختلال المحاذاة المتوازي:
الخطوط المركزية للعمود متوازية ولكنها ليست في خط واحد. يمكن أن يكون ذلك أفقياً ورأسياً. ويُعرف اختلال المحاذاة المتوازية أيضاً باسم اختلال المحاذاة الإزاحة. - عدم المحاذاة الزاوية:
تلتقي الأعمدة عند نقطة ما، ولكنها ليست متوازية. يمكن أن يكون ذلك على كل من المحور الأفقي والرأسي. ويُعرف اختلال المحاذاة الزاوية أيضاً باسم اختلال الفجوة. - المحاذاة الخاطئة المتوازية والزاوية معاً:
مزيج من المحاذاة الخاطئة المتوازية والزاوية معاً. يعد اختلال المحاذاة الخاطئة المتوازية والزاوية معاً أكثر الاختلالات شيوعاً.
عدم التوازن
عندما لا يكون مركز ثقل جسم دوّار في خط الوسط بالضبط، فإن ذلك يسبب عدم توازن الماكينة مما يؤدي إلى حدوث اهتزاز. عندما تكون الماكينة غير متوازنة، يمكن أن يتسبب ذلك في تلف الماكينة نفسها والأساس والأنابيب وما إلى ذلك. هناك ثلاثة أنواع من عدم الاتزان: عدم الاتزان الساكن، وعدم الاتزان المقترن، وعدم الاتزان الديناميكي.
عدم الاتزان الساكن
يحدث عدم الاتزان الاستاتيكي عندما لا يكون محور مركز الثقل (محور القصور الذاتي) متماشياً مع مركز الدوران (خط مركز العمود)، وتكون البقعة الثقيلة ومركز الثقل في نفس المستوى. يمكن أن يكون عدم الاتزان الاستاتيكي نتيجة إزاحة موازية لمحور الكتلة الرئيسية بالنسبة لخط مركز العمود، ويمكن أن يكون ناتجًا عن توزيع أو تشوه كتلة غير متماثل. نظريًا، يمكن اكتشاف عدم الاتزان الاستاتيكي من خلال وضع الجسم بنقطة دوران على كل طرف. عندما يكون هناك عدم اتزان استاتيكي ويكون الاحتكاك صفراً، فإن الجاذبية ستدير الجانب الثقيل إلى أسفل.
عدم الاتزان المزدوج
يظهر عدم الاتزان المزدوج عندما يكون للجسم الدوّار كتلتان أو أكثر غير متوازنتين في مستويين مختلفين، بحيث تتساوى كل منهما مع الأخرى في وضع السكون. لا يعود محور الكتلة الرئيسية موازيًا لمركز الثقل، بل يتقاطع مع محور مركز الثقل. عندما يبدأ النظام في الدوران، تتأثر هذه الكتل بقوى الطرد المركزي، مما يؤدي إلى حدوث اهتزاز.
عدم الاتزان الديناميكي
عدم الاتزان الديناميكي هو أكثر أنواع عدم الاتزان شيوعًا وهو نتيجة عدم الاتزان الاستاتيكي والمقترن. يتم إزاحة محور الكتلة الرئيسي وليس موازياً للخط المركزي للعمود.
الرنين
لكل آلة تردد رنين واحد أو أكثر (التردد الطبيعي). عندما يتزامن تردد الدوران مع تردد الرنين للماكينة، يحدث الرنين. يمكن أن يكون للرنين تأثير كبير.
الأجزاء السائبة
يمكن أن تتسبب المحامل المفكوكة والبراغي والتآكل في اهتزاز الماكينة بشكل مفرط. نظرًا للقوى الميكانيكية في الماكينة، يمكن أن تتسبب الأجزاء المفكوكة في حدوث تلف سريع.
إن عدم الاتزان الديناميكي هو أكثر أنواع عدم الاتزان شيوعًا وهو نتيجة عدم الاتزان الاستاتيكي والمقترن. يتم إزاحة محور الكتلة الرئيسي وليس موازياً للخط المركزي للعمود.
تلف المحمل
في الماكينات الدوارة، نصادف نوعين رئيسيين من المحامل: المحامل الأسطوانية والمحامل ذات الأكمام.
يمكن أن يتلف محمل الأسطوانة بعدة طرق، لكل منها بصمة اهتزاز خاصة به:
- الأضرار التي لحقت بالحلقة الداخلية
- الأضرار التي لحقت بالحلقة الخارجية
- الأضرار التي لحقت بالقفص
- تلف عناصر الدرفلة (مثل الأسطوانات والأقماع والإبر)
كل جزء من المحمل الأسطواني له تردده الخاص. من خلال حساب هذه الترددات، من الممكن استخدام تحليل الاهتزازات لتحديد ما إذا كانت الاهتزازات ناتجة عن تلف المحمل.
على النقيض من المحامل الأسطوانية، لا تستخدم المحامل ذات الأكمام عنصر دحرجة، ولكنها تستخدم طبقة سائلة (زيت) لتقليل الاحتكاك. يمكن أن تحدث الاهتزازات بسبب عدم الدقة في غشاء المائع؛ إذا تعذر تشكيل غشاء زيت مستقر، يمكن أن ينكسر، مما يؤدي إلى حدوث خفقان زيت أو دوامة زيت. بالإضافة إلى ذلك، يكون هذا النوع من المحامل أكثر حساسية للتأثيرات الخارجية على موضع العمود، لأن موضعه في المحمل غير ثابت.
التروس التالفة أو البالية
غالبًا ما تكون اهتزازات علبة التروس ناتجة عن أسنان تروس تالفة أو مهترئة. عندما ينطوي تعشيق سن ترس على سن تالف، لا يمكن نقل القوة كما هو الحال مع تعشيقات أسنان التروس الأخرى. إذا كان أحد أسنان التروس مكسورًا، يمكن نقل قوة أقل في هذه النقطة من الدورة. تحدث اهتزازات نتيجة لذلك.
