استفاده از آنالیز ارتعاشات در شناسایی خرابی گیربکس...

استفاده از آنالیز ارتعاشات

در شناسایی خرابی جعبه دنده آسیای مواد

کارخانه سیمان باهارلی ترکمنستان

ثانی - علیرضا رضایی حسین غالمزاده

شرکت مهندسی اندیشه پردازان سپهر آپادانا

info@apsagroup.ir

9th Condition Monitoring and Fault Diagnosis Conference CMFD 2015

نهمین كنفرانس تخصصي پايش وضعيت و

عيب يابي ماشين آالت

1393ایران،دانشگاه صنعت نفت اهواز، اسفند

مقدمه

ارزیابی وضعیت ماشین آالت براساس آنالیز ارتعاشاتارزیابی وضعیت ماشین آالت براساس آنالیز ارتعاشات

آنالیز ارتعاشات جعبه دنده ها آنالیز ارتعاشات جعبه دنده ها

- نحوه ارزیابی وضعیت ماشین آالت براساس مقادیر ارتعاشات 1

BوالCمعم ، ارتعاشCات برمبنCای مقCادیر تعCیین وضCعیت کلی ماشCین جهت

مقدار کلی دامنه ارتعاش با یکی از موارد زیر مقایسه می گردد :

توصیه سازنده•

دستورالعمل های •

منتشرشده

کنترل رفتار•

اطالعات مقایسه ای•

یاتاقان های غلتشی وضعیتاز انجا که مقدار کلی ارتعاش، برای ارزیابی

و چرخ دنده ها مناسب نیست ، جهت ارزیابی دقیق تر وضعیت ماشین آالت

از روش های دیگری نیز استفاده می شود :

- سایر روش های ارزیابی وضعیت ماشین آالت : 2

HFD. شاخص دامنه ارتعاش در فرکانس باال یا 1High Frequency Detection

HFD. شاخص دامنه ارتعاش در فرکانس باال یا 1High Frequency Detection

BCشاخص وضعیت یاتاقان غلتشی یا . 2

Bearing Conditon

BCشاخص وضعیت یاتاقان غلتشی یا . 2

Bearing Conditon

CFشاخص قله یا . 3

Crest Factor

CFشاخص قله یا . 3

Crest Factor

-آسیای مواد خام کارخانه سیمان باهارلی ترکمنستان و 3ارزیابی وضعیت آن

امCواد خCودر مCورت پCراحلی، بصCده و پس از طی مCیا شCام وارد آسCواد خCای مCسنگ ه

وارد بخش پخت یا کوره می شوند.

-آسیای مواد خام کارخانه سیمان باهارلی ترکمنستان و 3ارزیابی وضعیت آن

تمCه ای و دارای سیسCوع گلولCارلی از نCیمان باهCه سCام کارخانCواد خCیای مCآس

محرک چرخ دنده و پینیون دو طرفه می باشد.

-آسیای مواد خام کارخانه سیمان باهارلی ترکمنستان و 3ارزیابی وضعیت آن

- جانمایی الکتروموتورها، جعبه دنده ها و یاتاقان های چرخ دنده محرک و 1شکل متحرک آسیا

Âe»Áf°·YcZ z »� � � �

:Ã| ¿ Z� �ABB

:` ÌeAML 630 L 6 AB AC

:Ê»Z¿½YÂe2750 KW

:Ê¿YÁ{d� � � �993 RPM

Ã| ¿{Ä̂ mcZ z »� �

:Ã| ¿ Z� �RENK

:` Ìe BH 140

:Ê»Z¿½YÂe2750 KW

:ÊmÁ yÁÉ{Á Ád§Z Ê¿YÁ{d� � � � � � �993-83.53 rpm

-آسیای مواد خام کارخانه سیمان باهارلی ترکمنستان و 3ارزیابی وضعیت آن

- مشخصات الکتروموتور و جعبه دنده آسیا )که در هر 1جدول دو سمت یکسان است(

- ارزیابی وضعیت ارتعاشات آسیا : مقایسه مقادیر 4اندازه گیری شده

در اولین ان@دازه گ@یری انج@ام ش@ده از آس@یای م@واد خ@ام ، مق@ادیر ارتعاش@ات ثبت ش@ده از

جعبه دنده دو سمت آسیا با یگدیگر مقایسه شدند :

Axial(mm/s)

Vertical(mm/s)

Horizontal(mm/s)

جهت

نقطه

4 3.7 3.9 1

2.7 3.4 3.8 2

2.3 2.7 2.6 3

2 3.1 - 4

2.6 2.3 2.5 5

2.5 3.3 2.1 6

- مقادیر ارتعاشات جعبه 2جدول دنده شماره یک

Axial(mm/s)

Vertical(mm/s)

Horizontal(mm/s)

جهت

نقطه

1.5 1.7 1.8 1

1.3 1.8 1.5 2

1.5 1.5 1.3 3

1.1 1.6 - 4

1.2 1.2 1.7 5

1 1.7 1.6 6

- مقادیر ارتعاشات جعبه دنده 3جدول شماره دو

مقادیر ارتعاشات کلیه نقاط جعبه دنده شماره یک در مقایسه با جعبه

دنده شماره دو بیشتر است.

- ارزیابی وضعیت ارتعاشات آسیا : مقایسه با مقادیر 4 ISO 10816-3 استاندارد

R.M.S Velocity mm/s

R.M.S Displacement

mµZone boundary Support Class

2.34.57.1

295790

A/BB/CC/D

Rigid

3.57.111

4590

140

A/BB/CC/D

Flexible

- مقادیر مرزی شدت ارتعاش ماشین های گروه یک : ماشین های بزرگ با توان باالتر از 4جدول

بزرگتر یا H مگاوات و ماشین های الکتریکی با ارتفاع شفت 50 کیلووات تا کمتر از 300

میلی متر315مساوی

تانداردCا اسCیا بCده های آسCه دنCده از جعبCدازه گیری شCات انCادیر ارتعاشCه مقCمقایس

ISO 10816-3 .نیز نشان دهنده وضعیت غیرعادی در جعبه دنده شماره یک می باشد

- ارزیابی دقیق تر وضعیت ماشین از طریق بررسی 5طیف های ارتعاشی

- مشخصات کلی اجزای جعبه دنده2شکل

- ارزیابی دقیق تر وضعیت ماشین از طریق بررسی 5طیف های ارتعاشی

انCده و یاتاقCه دنCهای جعب Cات فرکانسCمشخصهای آن :

GMF1 18/60 = 18×16.5 = 297 Hz

GMF2 18/64 = 64×1.4 = 89 Hz

فرکانس گردش قفسه

فرکانس گردش غلتک

فرکانس خرابی رینگ بیرونی

فرکانس خرابی رینگ داخلی

Bearing Type

6.82 44.5 102 146 22336

1.9 13.8 32.7 46 22344

0.6 7.26 17.7 21.3 23072

فرکانس های چهارگانه اجزاء یاتاقان های جعبه – 5 جدول دنده

- بررسی منحنی شکل موج5-1

جعبه 2- منحنی زمانی شتاب ارتعاشات در راستای افقی نقطه شماره 3شکل دنده

1 / rpm

ربهCود ضCی از وجCده ناشCه دنCات جعبCوج ارتعاشCکل مCنی شCر دور در منحCک برابCود پیCوجدر هر چرخش محور میانی است.

- بررسی منحنی فرکانسی5-2

جعبه 2- طیف فرکانسی شتاب ارتعاشات در راستای افقی نقطه شماره 4شکل دنده

1دامن@ه ب@االی فرک@انس GMF 1 و بان@دهای کن@اریxRPM نش@ان دهن@ده وج@ود آس@یب ج@دی در دو چ@رخ دن@ده ،درگیر محور ورودی می باشد.

297 Hz

594 Hz

- بررسی منحنی فرکانسی5-2

- طیف فرکانسی شتاب ارتعاشات جعبه دنده در راستای عمودی نقطه 5شکل 4شماره

89وجود ارتعاشات در فرکانسHz و هارمونیک های چند برابر دور آن که مربوط به فرکانس

2 GMF .است

297 Hz

89 Hz

594 Hz

- بررسی منحنی فرکانسی5-2

- طیف فرکانسی شتاب ارتعاشات جعبه دنده در راستای افقی نقطه 6شکل 4شماره

نشان دهنده وجود باندهای کناری با فاصله سرعت دورانی محور مربوطه(5Hz) در اطراف فرکانس

2 GMF هارمونیک های آن و

357 Hz= 89×4

- بررسی منحنی فرکانسی5-2

و تعداد زیاد باندهای کناره آن مشخص کننده GMF 2وجود هارمونیک های

می باشد. (TEETH 18وضعیت بسیار نامناسب چرخ دنده محور میانی )

و تعداد زیاد باندهای کناره آن مشخص کننده GMF 2وجود هارمونیک های

می باشد. (TEETH 18وضعیت بسیار نامناسب چرخ دنده محور میانی )

ارتعاشات - بررسی منحنی پوش6

منحنی سیگنال زمانی یا شکل موج پوش ارتعاشات یاتاقان شماره – 7شکل در راستای افقی5

مقدار شاخصCrest Factor 2 در مقایسه با یاتاقان مشابه در جعبه دنده شماره بیشتر و غیرعادی می باشد.

ارتعاشات - بررسی منحنی پوش6

در راستای 5( ارتعاشات یاتاقان شماره Envelope - منحنی پوش )8شکل افقی

BPFI = 21.3 Hz

21.3وجود پیک ارتعاش در فرکانس Hz فرکانس خرابی اجزای داخلی بیرینگ(

( 1xRPM( و هارمونیکهای آن می باشد ، که باندهای کناری سرعت دورانی )23072

نیز در اطراف آن ها وجود دارد.

- جمع بندی نتایج بدست آمده از بررسی انواع 7منحنی های ارتعاشی

بررس@ی الگ@وی ایج@اد ش@ده در ان@واع منحنی ه@ای ارتعاش@ی ثبت ش@ده از جعب@ه دن@ده

و مقایس@ه آن ه@ا ب@ا منحنی ه@ای ارتعاش@ی ثبت ش@ده از جعب@ه دن@ده ش@ماره 1ش@ماره

ب@وده ، 1، تأیی@د کنن@ده وج@ود خ@رابی در دن@ده ها و بیرینگ ه@ای جعب@ه دن@ده ش@ماره 2

شدت خرابی در چرخ دنده های محور میانی شدیدتر بگونه ای که

می باشد.

،اج@زا در خ@رابی نس@بی ش@دت تع@یین فرکانسCی برای طیCف منحCنی

، معیار مناسب تری از شدت عیب می باشد. ارتعاشات

[ ق@وی ایج@اد ش@ده ب@ر اث@ر آن علت این موض@وع، ن@وع خ@رابی رخ داده و پ@الس نس@بتا

و هارمونی@ک و GMFاس@ت ک@ه در منح@نی طی@ف فرکانس@ی ، دامن@ه ب@االی فرک@انس

باندهای کناری آن واضح تر مشاهده می شوند.

- نتیجه بازدید از جعبه دنده : 8

- تصویر خرابی چرخ دنده محور میانی 9شکل(18 Teeth)

- نتیجه بازدید از جعبه دنده : 8

5- تصویر خرابی در یاتاقان شماره 10شکل

- اثربخشی اقدام اصالحی انجام شده :9

جعبه دنده شماره یک در 2- منحنی رفتار ارتعاشی یاتاقان شماره 11شکل

راستای عمودی

قبل و پس از تعمیر

0.9 mm/s

- نتيجه گيري10

ایرCدر س آن از گسCترش ، دنCده اجCزاء جعبCه در آسCیب بموقCع شناسCایی

اجزای ماشین پیشگیری می نماید.

ینCات ماشCعیت ارتعاشCه وضCود ، مقایسCتورالعمل های موجCیه دسCه توصCه بCتوج

انCCدازه گیری و ارتعاشCCی منحنی هCCای انCCواع بکCCارگیری ، مشCCابه هCCای

پارامترهCای مناسCب جهت اظهCار نظCر دقیCق در خصCوص وضCعیت سCالمت

ماشین و تشخیص محل عیب ضروری است.

- منابع : 11

م@ولفین : مه@دی به@زاد، کی@وان س@پانلو ، مس@عود آس@ایش و عب@اس روح@انی - اص@ول و مب@انی ارتعاش@ات - 1

ناش@ر : انتش@ارات ش@رکت ملی ص@نایع پتروش@یمی، –در نگه@داری ، تعم@یرات و عیب ی@ابی ماش@ین های دوار

81...77- صفحات 1386چاپ اول

- پ@ایش وض@عیت و عیب ی@ابی ریش@ه ای یاتاقان ه@ای کلینک@ر کراش@ر در ی@ک کارخان@ه س@یمان، حس@ین وروانی 2

فراه@انی ، حس@ین غالم@زاده ث@انی و علیرضارض@ائی، هش@تمین كنف@رانس تخصص@ي پ@ايش وض@عيت و

1392عيب يابي ماشين آالت،ایران، تهران، دانشگاه صنعتی شریف، اسفند

3- Frank Gagnon - Spike Energy Diagnostics (and Similar Techniques), History, Usefulness & Future

Outlook - Vibra-K Consultants Ltd