بخشی از مقاله
1 مقدمه
(مونیتور بودن وضعیت درون دستگاه), بجای تعویض گیربکس جدید.(که هم هزینه بالایی دارد و هم زمـان زیـادی مـی برد.) بسیار مناسبترو به صرفه ترمی باشد. نتیجه اینکه این مقاله,تحلیل چرخ دنده پیچیده و دریافت اطلاعـات درسـت و همچنین صحت دو تکنولوژی آنالیز روغن و ارتعاشات را نشان می دهد.بطور کلی تیم pdm متعهد گرفتن نتیجه صـحیح خواهد بود و بر اساس ریختن برنامه زمانبندی برای بازدید دوره ای, پیشگوییهای آسانتری برای هر دو واحـد سـرویس و تعمیرات خواهد داشت .نهایتا عیب یابی دیر به دیر,و توجه نداشتن به پیش گیریهای زود اقـدام؛ باعـث افـت شـدیدی در تولید پلی اتیلن شده ,و هزینه ای برابر با میلیونها دلار خسارت به همراه دارد.
-1 مهندس محمد علیمردانی(طراجی جامدات) مسول واحد – 2 CMمهدی ستاری (کار شناس فیزیک ( لیزر -
اپتیک – اتم) ) مسول ماشین آلات حفاری
منظور از نگهداری و تعمیرات براساس وضعیت؛ عبارت است از به دست آوردن علائم و نشانه هایی از وضعیت سیسـتم در حال کار, تا دستگاه بتواند در یک شرایط ایمنی و اقتصادی ادامه داده یا مـورد تعمیـر واقـع شـود.بـر ایـن اسـاس روشهای متعددی برای مراقبت وضعیت (CM) ابداع شده است ؛ از آن جمله :
- آنالیز روغن
- آنالیزارتعاشات
با توجه به نـوع دسـتگاهها و میـزان دقـت مـورد انتظـار در برنامـه نـت, میتـوان یـک یـا ترکیبـی از روشـها را بکـار گرفت.تکنیکهای مراقبت وضعیت از طریـق آنالیزارتعاشـات معمـولا بـرای سیسـتم هـای مسـتقر بـا حرکـت دورانـی
(نظیرتوربینها, ژنراتورها, گیربکس هاو غیره )بیشتر از سیستم های حرکت رفت و برگشـتی مـورد اسـتفاده واقـع مـی شوند.در این پروژه نیز از ترکیب دو روش مراقبت وضعیت (CM) برای کشف عیوب پیش از موعد دریـک گیـر بکـس استفاده شده است.
تصویر دستگاه
SID of
-1 روشهای جمع آوری اطلاعات و ابزارهای مورد استفاده برای آن:
آنالیز ارتعاشات : Archvie
تجزیه کننده اطلاعات پرتابل (قابل انتقال) با مشخصه CSI2120 ونرم افـزار RBM ware بـا version 4.7
میباشد.اطلاعات مورد استفاده برای تجزیه عبارتنداز : طیف FFT ,روند تغییـر متغیـر هـا,زمـان طـول مـوج,بررسـی فرکانسها از طریق جدا سازی و تغییرات آنها, شاخصه پیک (قله ) در نمودارها و غیره .پیش از تصمیم گیـری نهـایی,
بسیاری از اصول کلی آنالیز متعارف,باید اصلاح می شدند.البته بـرای تائیـد معیـوب بـودن چـرخ دنـده , فاکتورهـای احتمالی( مشکوک) زیر در تصمیم گیری های جدی و مهم دخیل بودند, که شامل زیر میباشند :
-1 سطح پائین محدوده ارتعاشات بدنه در مقایسه با استانداردهای بین المللی :
در آغـاز آنـالیز, محـدوده سـرعت بدنـه نـاچیز بـوده وفقـط ( 4.2mm/s rms) 6mm/s .vel و شـتاب 1.9Gs pk.accln بود.
-2 در ISO3945محدوده ضعیف از (10mm/s pk)7.1mm/s شروع میشود. -3همچنین معلوم شد که فقط محدوده های قابل تائید (استاندارد ها) در این رنج بوده است.
-4 بر خلاف معمول که بیان می داردیک مجموعه چرخنده مارپیچی ,ارتعاش بیشتری درراستای محور تولید میکند,
در این حالت ارتعاشات, بیشتر در راستای شعاعی دیده شد.
-5هیچ نا هنجاری از قبیل صدا , لرزش و غیره ,بوسیله متصدیان تجهیزات و برد گزارش نشده بود تا زمانیکه آنهـا بـا طرح مشابهی از تیم pdm مواجه شدند.
GMF -6 سایشی (اصطکاکی) در هیچ یک از طیفها بطور مجزا واضح نبود (در حالیکه بصورت تئوریک 1.5 GMF
از یک چرخدنده فرسوده یا چرخدنده ای که دارای عیب محوری می باشد انتظار می رود).
-7 در هر حال با بررسی جز به جز و دقیق ارتعاشات بطور کامل با یک برنامه آنـالیز روغـن هماهنـگ,میتـوان طـرح بهبود وضعیت را به موقع آغاز کرد.
1
AGMA6000-7.62-10.6mm/spk -8 (رنج قابل تایید)
آنالیز روغن : عناصر فلزی Fe,Cu,Sn,Cr,Al Pb) )آنالیز شده و منجر به اثبات این حقیقت شد کـه نشـانه هـای سائیدگی چرخدنده حین آنالیز ارتعاش و بقیه آزمایشات ( نظیر گرانروی ,رسوبات,رطوبت,TAN وغیره )نرمال بـوده و تنهااختلاف درجه ویسکوزیته cst @100 degبعنوان اخطار تذکر داده شد ,که البته چندان بحرانی نبود.
اندازه گیری دما : دمای بدنه یاتاقان و روغن کارکرده بوسیله Gun (تفنـگ الکترونـی) مـادون قرمـزraytec ,انـدازه گیری شد ونتیجه آن کمتر از 58 c درجه سانتی گرادبود.
نرم افزار اطلاعات پروژه : (PI )
این اطلاعات از شتاب سنجهای DCS 100mv/g ICP میباشد که به صورت عمودی روی گیربکس نصب شده,
بدست آمده است.
تحلیل جزئیات ارتعاشات :
سرعت خط گام (چرخدنده )
در حالی که عدد AGMA برای تشخیص کیفیت چرخدنده ها,معلوم نبود,این عدد بصورت زیر از طریق محاسبه
چرخدنده رانده شده , آن را به رنج حدودFPM 3976,66 تبدیل میکند , هر دو در مشخصه (کلاس ) , - 9 AGMA
سرعت خط گام چرخدنده محاسبه شد.
(1) Pv=s*pi*pd
که در آن
سرعت چرخ دنده pi=3 .142 , s= قطردایره گام, pd = در حالی که دنده سنگین فقط برای راه اندازی استفاده می
SID بکار می رود و
شود ,چرخدنده پینیون بالا با سرعت 996 rpm وPCD برابر با,392/6 برای ایجاد سرعت4028 PM
of
( FPM 1000-5000) 11 قرار میگیرند. اعداد AGMA بالاتر , بهArchvieمعنایکیفیتبالاترچرخدندههاست.رنج استفاده عمومی بین 3تا14 میباشد.
-2 پیش بینی عمر متوسط چرخدنده :
چنانچه نسبت متداول بین چرخدنده های درگیر (میان ) 3 باشد, (24*69) هر دندانه قبل از درگیر شدن بـا دندانـه مشابه خود ,با دنده هایی که ضریب 3 دارند,درگیر خواهد شد.از آنجائیکه این نسبت درسرعتهای بالا در اثر فرسودگی دندانه ها , ناشی از درگیری با هم ,عمر متوسط چرخدنده را کاهش داده وباعث شکست زود هنگام میشود؛به همین دلیل عمر متوسط چرخدنده تقریبا برابر است با معکوس ضریب مشترک . 100 * در این صورت چون ضریب 3 است عمر متوسط %33 میشود.
-3 نمودار روند برایند تغییرات سرعت :
گذشته از همه این جهت گیری های معمول در این مجموعه چرخدنده های مارپیچی, بیشترین ارتعاشات درجهت شعاعی و بخصوص روی محورها ی عمودی ثبت شد. این مورد ما را بسوی این فرضیه پیش می برد که چرخدنده باید بعلت سایش بیش از حد, روی محور , لقی پیدا کرده باشد. یا یک لقی جزئی بین محور و یاتاقان ویا در خود پوسته یاتاقان ایجـاد شـده باشد .فرسایش و خوردگی ناچیزی بین سطح شافت و سطح درونی(داخلی) یاتاقان دیده شد . اما بیشترین دسته ارتعاشـات در سطح داخل شافت ورودی در جهت عمودی مشاهده شدند, که بعد از تعویض و جـایگزینی یاتاقـان , ارتعاشـات تـا %70
کاهش یافت. دقت کنید به محور Y هر کدام از نمودارها که تقریبا برای برایند ارتعاشات که پیـک آن در11 v قرارگرفتـه است برای شافت ورودی در جهت عمودی بطرف داخل می باشد.
2
SID
نمودار روند تغییرات سرعت ارتعاشات در شافت ورودی در جهت عمودی گیربکس.
of Archvie
: نمودار روند تغییرات سرعت ارتعاشات در شافت ورودی در جهت افقی گیربکس.
نمودار ( 1
نمودار ( 2
3
-4 آنالیز طیفی :
نمودار : SID (3 نمودار data (اطلاعات ) گرفته شده از جهت محوری شافت ورودی.
آنالیز طیفی, نظم وترتیب درونی کریستالها را با بسیاری of از اطلاعات مفید نشان داد,هرچند کـار مشـکل و پیچیـده ای بـود.
نمودارهای 4و,5 شتابهای طیفی هارمونیک (هماهنگ و همساز ) که مربوط به 6x GMF میباشد را نشان میدهد. با توجه
به اینکه اطلاعات واضح و روشنی از 3.25xGMF (Fmax)بطور عـادی ومعمـولی وجـود دارد , بیشـترین فرکـانس کـه مربوط به 3000Hzمیباشد با 1600خط تفکیک وبرای شتابهای طیفیArchvieانتخابشدهاست.اختلالوآشفتگیبیش از حـد, در سطح پائین نمودار در رنج فرکانس بالاتر ,یک عیب ونقص خوردگی دندانه را نشان می دهد(با توجه به نمودار (.4 واضـح
است طیفهایی که برای بار دوم متناوب شده اند درمقایسه, میدان نوسان بالاتری دارندواین پدیده نشان میدهد کـه فرضـیه تغییر وضعیت(نا مطلوب شدن وضعیت)؛ در جهت محوری؛ یک فرضیه عجولانه و نادرست بوده است .(با توجه به نمـودار (5
به عبارت دیگر میشود گفت,طیف شتاب از جهت شعاعی یک نسبت نوسانی کمتر از 5dB با انقبـاض نسـبی آن دارد, کـه این نیز نشان دهنده یک وضعیت نامیزان و نا مطلوب می باشد. با توجـه بـه ایـن هارمونیـک هـای متعـدد از GMF بطـور معمول (یا قراردادی ) این نکته مهم را می فهمیم که چرخدنده از نظر پرسپکتیوی (در چند وجه ) لق شده است.
4
SID of
.نمودار : (4 قسمت پائین نمودار noise های برجسته بزرگ با هارمونیک GMF متعدد نزدیک به ناحیه فرکانس بالا می باشد. بـه
نمودار توجه کنید که GMF متناوبی که بالاتر است , یکی دیگر از عواملی است که موجب نامیزانی ونامطلوبی وضعیت یک چرخدنده
میشود. Archvie
نمودار : (5 نمودار طیفی نامنظمی در GMFهارمونیک را نشان میدهد که نسبتی با میدان نوسانی دارد و به ازای هر شیب
هارمونیک کمتر از5 db می باشد(( 20 log(GMF1/GMF2)< 5 db
اگر بخواهیم بیشتر موشکافی و تشریح کنیم ,این نکته قابل توجه است که این دسته پیک های طیفی ,( از جمله درگیـری چند چرخدنده) ؛ فاصله مشخص و مجزایی داردکه مطابق با سرعت شافت ورودی بوده و هارمونیک می باشد!!.بـا توجـه بـه نمودار (6) سرعت شفت هاوفرکانسها مشابه می باشند ,بعلاوه جمع بندی سرعت هـای هـر دو شـفت و اخـتلاف فرکـانس محدوده GMF مشابه هستند( نمودار.(7میدان نوسانی همه سطوح باندهای فرکانسی که در سمت چپ GMF قرارگرفته اند در مقیاس بالاتر دیده شدند. یک استدلال دیگر این که باند یکطرفه که واضح دیـده مـی شـود, در فرکـانس 375Hz
