بخشی از مقاله
چکیده
در پژوهش جاری ضمن تشریح چگونگی استفاده از تکنیک آنالیز ارتعاشات در تشخیص خرابی بیرینگهای گیربکس مرحله دوم فرآیند احیا فولاد، به ریشهیابی علل خرابی و ارائه راهکارهایی بهمنظور پیشگیری از وقوع خرابی مشابه در آینده پرداخته شده است.
مقدمه
گیربکسها جز پرکاربردترین تجهیزات انتقال قدرت بوده و از کاربرد وسیعی در میان تجهیزات دوار برخوردار هستند. چرخ-دندهها عضو کلیدی هر گیربکس بوده و وظیفه انتقال حرکت دورانی و گشتاور تولیدی از شفت ورودی به شفت خروجی را بر عهدهدارند. وقوع شکست در این دسته از ماشینآلات، هزینههای بسیار سنگین بر تولید تحمیل مینماید.
ازاینرو پایش صحیح و بهموقع وضعیت گیربکس پیش از شکست از اهمیت فوقالعاده فراوانی برخوردار است. ازجمله فنهای پرکاربرد در پایش وضعیت گیربکسها میتوان به آنالیز ارتعاشات اشاره نمود. در این فن بر اساس روشهای پردازش سیگنال در حوزه زمان و فرکانس وضعیت دقیق گیربکس و اجزای آن تعیین میگردد. قابلیت روش آنالیز ارتعاشات در مطالعه وضعیت تجهیزات دوار بر کسی پوشیده نیست. مرور مراجع نشان میدهد تاکنون تجهیزات فراوانی در صنایع مختلف به کمک این فن موردمطالعه و پایش قرارگرفته و قابلیت این روش اثباتشده است.
در پژوهش جاری ضمن تشریح استفاده از فن آنالیز ارتعاشات در تشخیص خرابی بیرینگ گیربکس موردمطالعه، به ریشهیابی علل خرابی و ارائه راهکارهایی بهمنظور پیشگیری از وقوع خرابی مشابه در آینده پرداختهشده است.
روش پژوهش
با توجه به پایش وضعیت گیربکس موردمطالعه در پژوهش حاضر از زمان راهاندازی، آنالیز ارتعاشات کاملترین مرجع بررسی تغییر رفتار این تجهیز بوده است. هرچند بهصورت مقطعی و موردی نتایج آنالیز جریان، آنالیز روغن و ترموگرافی تجهیز نیز مورداستفاده قرارگرفته است. بهمنظور استفاده مؤثر از تکنیک آنالیز ارتعاشات ضمن بررسی اطلاعات تجهیز و عوامل بروز ارتعاشات، 10 نقطه بر روی مجموعه الکتروموتور، گیربکس و کمپرسور تعریف و بهصورت دورهای و پیوسته در بازههای زمانی مشخص نسبت به ارتعاش سنجی اقدام گردید.
در شکل - 1 - نمایی از گیربکس موردمطالعه و ارتباط بین الکتروموتور و کمپرسور نمایش دادهشده است. این مجموعه عضو حیاتی یک کارخانه فرآیند احیا بوده و در صورت وقوع هرگونه خرابی، توقف طولانی دستگاه، کاهش تولید و هزینههای سنگین تعمیرات را در پی خواهد داشت. ازاینرو پایش وضعیت ارتعاشات تجهیز بهمنظور اطلاع مدیریت، واحد تولید و تعمیرات از آخرین وضعیت قسمتهای مختلف تجهیز بهمنظور برنامهریزی تولید و یا تعمیرات احتمالی از اهمیت بالایی برخوردار است.
شکل -1 نمایی شما تیک از چیدمان الکتروموتور، گیربکس و کمپرسور فرآیند و نقاط دادهبرداری
مشخصات فنی الکتروموتور، گیربکس و کمپرسور در جدول - 1 - ارائهشده است. در ادامه نتایج حاصل از آنالیز ارتعاشات و مشاهده علائم خرابی در بیرینگهای گیربکس بهصورت خلاصه ارائه میگردد.
مطابق شکل - 2 - مربوط به طیف فرکانسی شفت خروجی گیربکس، فرکانس حلقهی داخلی بیرینگ به شماره22240 به همراه باندهای جانبی شفت خروجی گیربکس قابلمشاهده است. مطابق شکل - 3 - تحریک فرکانس حلقهی خارجی بیرینگ به شماره22240 و فرکانس درگیری دنده به همراه باندهای جانبی شفت خروجی در منحنی انولوپ نیز نشان از خرابی بیرینگ از یکسو و تغییر در بک لش چرخدنده در اثر لقی داخلی دارد. با رشد خرابی و بروز لقی داخلی در اثر سایش، دامنه هارمونیک-های دور نیز افزایش یافته و درنتیجه دامنه کلی ارتعاشات مطابق شکل - 4 - از رشد فراوانی برخوردار است. تحریک سطح نویز و دامنه هارمونیکهای دور شفت در نمودار آبشاری طیف فرکانسی مطابق شکل - 5 - بهخوبی قابلمشاهده است. مقایسه مقادیر جداول - 2 - و - 3 - نیز نشان از افزایش پارامتر بیرینگ با رشد خرابی بیرینگهای گیربکس دارد.
جدول :1 مشخصات فنی الکتروموتور، گیربکس و کمپرسور
شکل -2 فرکانس حلقهی داخلی بیرینگ به شماره22240 به همراه باندهای جانبی شفت خروجی گیربکس
