لرزش زیاد در آسیاب: علل، بررسی و رفع

پاسخ کوتاه: ارتعاش زیاد در آسیاب معمولا به چه معناست

ارتعاش زیاد در آسیاب تقریباً همیشه نشانه یک مشکل مکانیکی، عملیاتی یا ساختاری است. - یک موضوع مستقل نیست. در بیشتر موارد، علت اصلی به یکی از چهار دسته تقسیم می‌شود: عدم تعادل، ناهماهنگی، خرابی بلبرینگ یا شلی ساختار. تشخیص اینکه با کدام دسته سر و کار دارید همه چیز را در مورد نحوه رفع آن مشخص می کند.

آسیاب هایی که در سطوح ارتعاش بالاتر کار می کنند 10 میلی متر بر ثانیه RMS (به عنوان یک معیار کلی صنعت بر اساس ISO 10816) بسته به کلاس ماشین در منطقه "هشدار" یا "خطر" در نظر گرفته می شوند. در آن نقطه، ادامه عملیات باعث تسریع سایش یاتاقان، آسیب فونداسیون و در موارد شدید، شکست ساختاری فاجعه‌بار می‌شود. گرفتن و رفع ارتعاش بالا در مراحل اولیه فقط یک وظیفه تعمیر و نگهداری نیست - این یک اولویت ایمنی و تولید است.

علل رایج لرزش زیاد در آسیاب

درک علت مستلزم تطبیق امضای ارتعاش با مکانیزم فیزیکی است. منابعی که اغلب با آن مواجه می شوند را در زیر آورده ایم:

روتور یا عدم تعادل رسانه آسیاب

عدم تعادل تنها شایع ترین علت ارتعاش در ماشین های دوار است. در آسیاب آسیاب، می تواند ناشی از توزیع ناهموار رسانه های آسیاب (گلوله ها، میله ها یا سنگریزه ها)، آسترهای فرسوده یا از دست رفته، یا تجمع مواد روی روتور یا پوسته باشد. عدم تعادل یک فرکانس ارتعاش غالب برابر با 1× سرعت دویدن (1X RPM) ایجاد می کند. ، که شناسایی با یک تحلیلگر طیف را نسبتاً ساده می کند.

به عنوان مثال، آسیاب گلوله‌ای که با سرعت 18 دور در دقیقه کار می‌کند با بارگذاری ناهموار گلوله ممکن است پیک واضح 0.3 هرتز (18/60) را در طیف ارتعاش خود نشان دهد. حتی اختلاف جرم چند کیلوگرمی در شعاع پوسته می تواند نیروهای ارتعاشی قابل اندازه گیری را در سرعت عملیاتی ایجاد کند.

ناهماهنگی شفت یا کوپلینگ

ناهماهنگی بین موتور محرک آسیاب، گیربکس و محور پینیون آسیاب یکی از دلایل اصلی افزایش ارتعاش محوری و شعاعی است. انحراف زاویه ای معمولاً باعث ایجاد ارتعاش قوی در آن می شود 2× سرعت دویدن (2X RPM) ، در حالی که ناهماهنگی موازی هر دو مؤلفه 1X و 2X را تحریک می کند. ناهماهنگی می تواند به تدریج به دلیل رشد حرارتی، نرمی پا یا نشست فونداسیون ایجاد شود.

یک قانون سرانگشتی که در بسیاری از برنامه های نگهداری از گیاهان استفاده می شود: ناهماهنگی تا 50 درصد از خرابی های تجهیزات چرخشی را تشکیل می دهد . در آسیاب های بزرگ، حتی 0.1 میلی متر افست در کوپلینگ می تواند به بار باربری قابل توجه و ارتعاش بالا تبدیل شود.

عیوب بلبرینگ و سایش

یاتاقان های فرسوده، حفره دار یا آلوده، لرزش با فرکانس بالا ایجاد می کنند. هر عیب یاتاقان - نژاد داخلی، نژاد بیرونی، عنصر نورد یا قفس - دارای یک فرکانس عیب مشخصه (BPFI، BPFO، BSF، FTF) است که می تواند از هندسه یاتاقان و سرعت شفت محاسبه شود. خطاهای یاتاقان در مراحل اولیه اغلب در محدوده فرکانس بالا (بالاتر از 1 کیلوهرتز) قبل از هر تغییر قابل توجهی در ارتعاش فرکانس پایین ظاهر می شوند.

در آسیاب های پشتیبان تراننیون، خرابی روغن کاری در یاتاقان خرطومی یک حالت خرابی بسیار جدی است. فرو ریختن فیلم روغن در این یاتاقان‌های با سرعت کم و بار بالا می‌تواند باعث تماس فلز با فلز و تشدید سریع دامنه ارتعاش شود.

مشکلات مش دنده

در آسیاب هایی که توسط چرخ دنده حلقه ای و پینیون هدایت می شوند، مشکلات توری چرخ دنده یک منبع اصلی ارتعاش هستند. مشکلات شامل فرسوده شدن دندانه‌های دنده، برگشت نادرست، نصب غیرعادی دنده و خرابی روغن‌کاری است. لرزش توری چرخ دنده در فرکانس مش دنده ظاهر می شود (GMF = تعداد دندانه ها × دور شافت) و هارمونیک های آن نوارهای کناری اطراف GMF نشان دهنده مدولاسیون ناشی از خروج از مرکز یا بارگذاری ناهموار دندان است.

سستی سازه یا مشکلات پایه

پیچ های لنگر شل، دوغاب فونداسیون ترک خورده یا صفحات کفی خراب به آسیاب اجازه می دهد تا تحت بارهای دینامیکی حرکت کند و سطوح ارتعاش را به میزان قابل توجهی تقویت کند. شلی معمولا ایجاد می کند هارمونیک های فرعی (0.5X) و هارمونیک های چندگانه سرعت دویدن در طیف ارتعاش در صورتی که فرکانس طبیعی سازه پی با فرکانس تحریک آسیاب همخوانی داشته باشد، تشدید فونداسیون نیز می تواند رخ دهد.

علل مرتبط با فرآیند

تمام ارتعاشات آسیاب از خطاهای مکانیکی ناشی نمی شود. شرایط فرآیند نیز مهم است:

• بارگذاری بیش از حد آسیاب با مواد خوراک باعث افزایش بار دینامیکی بر یاتاقان ها و اجزای محرک می شود.
• رسانه های سنگ زنی با اندازه کم یا نادرست، اثر بالشتکی داخل آسیاب را کاهش می دهند و ارتعاش پوسته را افزایش می دهند.
• سرعت آسیاب نادرست (بالاتر از سرعت بحرانی) باعث می شود که بار به جای آبشاری در برابر پوسته سانتریفیوژ شود و ارتعاش و بار ضربه ای غیرعادی ایجاد کند.
• تغییرات چگالی دوغاب در آسیاب های مرطوب می تواند پالس های بارگذاری ناهموار ایجاد کند.

نحوه تشخیص منبع: بررسی های سیستماتیک

تشخیص مؤثر از یک توالی ساختار یافته پیروی می کند. پرش مستقیم به کار اصلاحی بدون تجزیه و تحلیل مناسب باعث اتلاف وقت و خطر از دست دادن علت واقعی می شود.

مرحله 1: جمع آوری داده های لرزش

از یک تحلیلگر ارتعاش کالیبره شده برای اندازه گیری سرعت کلی ارتعاش (mm/s RMS) و شتاب (g) در نقاط اندازه گیری کلیدی استفاده کنید: انتهای محرک و انتهای غیر محرک هر یاتاقان، محفظه گیربکس و پایه. هم شکل موج زمان و هم طیف فرکانس را ثبت کنید. همیشه در سه جهت اندازه گیری کنید: شعاعی، محوری و مماسی.

مرحله 2: فرکانس غالب را شناسایی کنید

فرکانس های اندازه گیری شده را در برابر فرکانس های خطای شناخته شده برای آسیاب ترسیم کنید:

مرحله 3: بررسی های فیزیکی را انجام دهید

قبل و در طول یک خاموشی برنامه ریزی شده، بازرسی های فیزیکی زیر را انجام دهید:

• پیچ لنگر و فونداسیون: وجود ترک در دوغاب، پیچ و مهره های شل یا خورده و شکاف بین صفحه پایه و فونداسیون را بررسی کنید.
• تراز کوپلینگ: برای اندازه گیری افست زاویه ای و موازی از نشانگر شماره گیری یا ابزار تراز لیزری استفاده کنید. اکثر کوپلینگ های آسیاب نیاز به تراز در 0.05 میلی متر TIR دارند.
• وضعیت بلبرینگ: کمیت و کیفیت روغن کاری، دما را بررسی کنید (ترموگرافی مادون قرمز کمک می کند) و در حین چرخش آهسته به صدای غیرعادی گوش دهید.
• الگوی تماس دنده: برای بررسی تماس دندانه دنده از ترکیب علامت گذاری استفاده کنید. تماس صحیح باید حداقل 70 درصد از عرض دندان و 50 درصد از ارتفاع دندان را پوشش دهد.
• وضعیت آستر: آسترهای شکسته، مفقود یا به شدت فرسوده که باعث عدم تعادل داخلی و بارگذاری ضربه غیرعادی می شوند را بررسی کنید.
• سطح و شرایط رسانه آسیاب: بررسی کنید که درصد شارژ توپ در مشخصات طراحی باشد (معمولاً 28 تا 35٪ حجم آسیاب برای آسیاب های گلوله ای).

مرحله 4: پارامترهای فرآیند را بررسی کنید

گزارش‌های داده‌های عملیاتی را مرور کنید: نرخ تغذیه، مصرف توان آسیاب، چگالی تخلیه، و سطح صدای آسیاب (در صورت نظارت). افزایش ناگهانی قدرت آسیاب همراه با افزایش ارتعاش اغلب به بارگذاری بیش از حد اشاره دارد. کاهش توان مصرفی با ارتعاش زیاد می تواند نشان دهنده از بین رفتن لاینر یا رسانه باشد.

رفع عملی لرزش زیاد در آسیاب

پس از تایید علت اصلی، اقدام اصلاحی مناسب مشخص می شود. اصلاحات زیر به رایج ترین سناریوها می پردازد:

اصلاح عدم تعادل

برای عدم تعادل رسانه یا لاینر، راه حل عملیاتی است: رسانه های سنگ زنی را دوباره توزیع یا جایگزین کنید، آسترهای گم شده یا شکسته را جایگزین کنید، و تجمع مواد را از داخل پوسته تمیز کنید. برای عدم تعادل شفت یا روتور که توسط تجهیزات متعادل کننده درجا تایید شده است، وزن های تصحیح را در موقعیت زاویه ای و قدر محاسبه شده اضافه کنید برای وارد کردن عدم تعادل باقیمانده در محدوده تحمل ISO 1940 برای درجه تعادل قابل اجرا (معمولاً G6.3 یا G2.5 برای قطعات درایو دقیق).

تنظیم مجدد درایو Train

از تجهیزات تراز لیزری دقیق برای اصلاح تراز شفت در رابط موتور-گیربکس و گیربکس-پینیون استفاده کنید. تراز کردن باید در دمای عملیاتی انجام شود یا با جبران‌های رشد حرارتی بر اساس مقادیر انبساط حرارتی اندازه‌گیری یا محاسبه‌شده اعمال می‌شود. پس از تراز مجدد، تمام پیچ های کوپلینگ را مجدداً مطابق مشخصات بچرخانید و قبل از راه اندازی مجدد، تراز را مجدداً بررسی کنید.

همچنین پای نرم را بررسی کرده و آن را اصلاح کنید - شرایطی که یکی از پایه‌های دستگاه صاف روی صفحه پایه قرار نمی‌گیرد. حتی 0.05 میلی‌متر پای نرم نیز می‌تواند باعث انحراف قاب دستگاه تحت گشتاور پیچ و مهره شود و باعث ایجاد ناهماهنگی و لرزش شود.

تعویض یا بازسازی بلبرینگ ها

هنگامی که فرکانس های نقص یاتاقان در طیف ارتعاش تأیید شد، جایگزینی بلبرینگ را در پنجره نگهداری بعدی در دسترس برنامه ریزی کنید - هنگامی که فرکانس های نقص با باندهای جانبی ظاهر می شوند، به تعویق نیفتید ، زیرا این نشان دهنده آسیب تدریجی است. قبل از نصب بلبرینگ های جدید، سوراخ بدنه و ژورنال شفت را از نظر آسیب دیدگی بررسی کنید، مطابق با مشخصات سازنده بلبرینگ بررسی کنید، و اطمینان حاصل کنید که روانکار تمیز و به درستی مشخص شده است.

برای یاتاقان های تراننیون با سرعت آهسته، ضخامت لایه روغن و درجه ویسکوزیته روان کننده را بررسی کنید. ویسکوزیته ای که برای دمای عملیاتی و بار بسیار کم باشد منجر به روانکاری مرزی و سایش سریع سطح یاتاقان می شود.

رسیدگی به مشکلات مش دنده

برای لرزش مش دنده، اقدامات اصلاحی به شدت بستگی دارد:

1. بررسی و تنظیم واکنش برگشتی با محدوده مشخص شده سازنده (معمولاً 0.1-0.3٪ قطر دایره گام برای چرخ دنده های بزرگ و چرخ دنده ها).
2. تراز شفت پینیون را نسبت به چرخ دنده حلقه با استفاده از نشانگرهای صفحه برای اندازه گیری خروجی و شناور محوری بررسی و تصحیح کنید.
3. پروفیل دندانه دنده را از نظر سایش یا سوراخ شدن بررسی کنید. اگر بیش از 30 درصد از پروفیل دندان ساییده شده باشد، تعویض دنده باید برنامه ریزی شود.
4. اطمینان حاصل کنید که سیستم روانکاری دنده درجه روان کننده و نرخ جریان صحیح را ارائه می دهد. روانکاری ناکافی یکی از دلایل اصلی سایش سریع دنده است.

تثبیت فونداسیون و سستی سازه

نواحی خراب شده فونداسیون را با استفاده از دوغاب اپوکسی مجدداً دوغاب کنید که نسبت به دوغاب سیمانی استاندارد میرایی ارتعاش و مقاومت شیمیایی بهتری را ارائه می دهد. پیچ های لنگر خورده یا کشیده شده را تعویض کنید و با استفاده از یک آچار گشتاور کالیبره شده، تمام پیچ ها را مطابق مشخصات خود بچرخانید. پس از تزریق، قبل از شروع مجدد آسیاب، اجازه دهید تا 72 ساعت درمان کامل شود برای جلوگیری از ترک خوردن دوغاب جدید تحت بار.

تنظیم شرایط فرآیند

اگر ارتعاش بالا مبتنی بر فرآیند است، پارامترهای عملیاتی را تنظیم کنید:

• در صورت بارگیری بیش از حد آسیاب، نرخ تغذیه را کاهش دهید (از مصرف برق به عنوان راهنما استفاده کنید - 85 تا 95 درصد توان طراحی را هدف قرار دهید).
• رسانه های آسیاب را تا سطح شارژ صحیح پر کنید و از توزیع اندازه صحیح توپ ها یا میله ها برای مواد خوراک در حال پردازش استفاده کنید.
• مطمئن شوید که سرعت آسیاب در محدوده طراحی است - معمولاً 70 تا 78 درصد سرعت بحرانی برای اکثر کاربردهای آسیاب گلوله ای
• برای آسیاب های مرطوب، چگالی دوغاب هدف را در محدوده عملیاتی مشخص شده حفظ کنید تا از رفتار شارژ ثابت اطمینان حاصل کنید.

استانداردهای شدت ارتعاش: چقدر بد است؟

برای قرار دادن مقادیر اندازه گیری شده در زمینه، استاندارد ISO 10816-3 دستورالعمل های کلی برای شدت ارتعاش ماشین آلات ارائه می دهد. در حالی که آسیاب‌های آسیاب ممکن است آستانه‌های OEM خاصی داشته باشند، موارد زیر یک مرجع عملی برای ماشین‌های چرخشی بزرگ و کم سرعت ارائه می‌دهد:

همیشه به اسناد OEM کارخانه خاص برای نقاط تنظیم دقیق هشدار و سفر مراجعه کنید، زیرا ممکن است این موارد محافظه کارانه تر از دستورالعمل های عمومی صنعت باشند.

جلوگیری از لرزش زیاد: بهترین شیوه های بلند مدت

تعمیر و نگهداری واکنشی پرهزینه است. آسیاب هایی که مکرر وقایع ارتعاش زیاد را تجربه می کنند، معمولاً از شکاف هایی در برنامه نگهداری پیشگیرانه رنج می برند. اقدامات زیر به طور قابل توجهی خطر ارتعاش را در دراز مدت کاهش می دهد:

• یک برنامه معمول نظارت بر ارتعاش را اجرا کنید - اندازه گیری و روند ارتعاش در فواصل زمانی مشخص (ماهانه برای بررسی های معمول، هفتگی اگر کارخانه مشکل شناخته شده دارد). روند در طول زمان آموزنده تر از هر اندازه گیری منفرد است.
• تراز شفت را پس از هر خاموشی یا تعویض عمده یاتاقان بررسی و دوباره بررسی کنید، زیرا تغییرات حرارتی و اختلالات تعمیر و نگهداری معمولاً ناهماهنگی را ایجاد می کنند.
• یک برنامه دقیق تعویض لاینر را بر اساس داده‌های میزان سایش به جای منتظر ماندن برای از کار افتادن آسترها حفظ کنید، زیرا آسترهای شکسته باعث بروز حوادث عدم تعادل ناگهانی می‌شوند.
• از تجزیه و تحلیل روغن روی گیربکس و سیستم های روانکاری برای تشخیص زود هنگام، قبل از افزایش سطح ارتعاش، بقایای سایش و تخریب روانکار استفاده کنید.
• پیچ‌های لنگر فونداسیون را در یک بازه زمانی معین بازرسی و گشتاور دهید - حداقل سالانه برای کارخانه‌هایی که در محیط‌های با لرزش بالا کار می‌کنند.
• اپراتورها را برای تشخیص و گزارش صدای غیرعادی، ارتعاش غیرعادی، یا تغییرات در رفتار آسیاب آموزش دهید. اپراتورها اغلب مشکلات را قبل از انجام ابزار دقیق تشخیص می دهند.