بخشی از مقاله
چکیده
این مقاله به بررسی عیوب شایع در الکتروپمپهای موجود در صنایع آب و فاضلاب کشور به کمک آنالیز ارتعاشات میپردازد. در این تحقیق یک جامعه آماری از الکتروپمپهای موجود در شرکتهای آب و فاضلاب کشور زیر پوشش قرار گرفته و وضعیت آنها از دیدگاه ارتعاشی بررسی شده است.
با استفاده از آنالیز ارتعاشات عیوب اصلی در ماشینهای دارای ارتعاش بالا تشخیص داده شده و عیوب اصلی در الکتروپمپها شناسایی گردیدند. الکتروپمپهای بررسی شده دارای دو نوع ترکیب یاتاقان بندی میباشند. با توجه به این نکته اثر نوع یاتاقانبندی در توزیع فراوانی عیوب اصلی مشخص گردیده است. با بررسی دادههای به دست آمده مشخص گردیده که نامیزانی، ناهمراستایی و خرابی یاتاقانها عیوب عمده در الکتروپمپهای مورد بررسی میباشند.
مقدمه
الکتروپمپها از ماشینآلات پرکاربرد در صنعت آب وفاضلاب میباشند که در ایستگاههای پمپاژ، چاهها و تصفیهخانهها مورد استفاده قرار میگیرند. با توجه به اهمیت الکتروپمپها در تأمین آب مصرفی مشخص میشود که نگهداری و تعمیرات صحیح این تأسیسات دارای اهمیت بالایی میباشد.
هزینه مربوط به نگهداری و تعمیر در تأسیسات آب و فاضلاب از دو بخش تشکیل میشود. بخشی از این هزینهها مربوط به تجهیزات مورد نیاز، لوازم تعویض شده و نیروی کار مربوطه میباشد. اما بخش دیگر هزینه مربوط به عدم تولید میباشد که این مورد در فصول گرم سال با توجه به افزایش نیاز و مصرف دارای اهمیت است. با توجه به تحقیقات انجام گرفته مشاهده میشود که کاهش یا توقف در تولید به طور میانگین، دو سوم هزینه نگهداری و تعمیرات واحدهای صنعتی را شامل میشود.
به این منظور، همواره یک روش و استراتژی نگهداری و تعمیرات که بتواند از توقف ناخواسته و پیش بینی نشده ماشین آلات جلوگیری کند، مورد توجه بوده است.
دو روش عمدهای که امروزه در صنایع به منظور نگهداری و تعمیرات مورد استفاده قرار میگیرند روش نت پیشگیرانه و نت پیشبینانه است. در روش پیشگیرانه بازرسی و تعویض قطعات در بازههای مشخص زمانی انجام میگیرد و شرایط ماشین در زمان بازرسی تأثیرگذار نیست، اما در روش پیشبینانه بازرسیها بر اساس وضعیت ماشین و شرایط حاکم بر ماشین انجام میگیرد.
هم اکنون در تعدادی از تأسیسات موجود در مجموعه آب و فاضلاب اقدام به استفاده از روش پیشگیرانه شده است با این وجود با توجه به بررسیهای انجام شده در تأسیسات فوق مشاهده میشود که بکارگیری روش پیشگیرانه در تمامی تأسیسات دارای بازده کامل از دیدگاه اقتصادی نمیباشد و الکتروپمپها جزء این دسته از ماشینآلات میباشند.
با توجه به این مهم استفاده از روش پیشبینانه به منظور بازرسی الکتروپمپها در دستور کار قرار گرفت. بررسی در روشهای گوناگون بازرسی پیشبینانه نشان داد که روش آنالیز ارتعاشات دارای بازده اقتصادی بیشتر در مقایسه با سایر روشهای موجود است
به منظور بررسی عملی استفاده از آنالیز ارتعاشات در الکتروپمپهای صنعت آب و فاضلاب، اندازهگیری و تحلیل ارتعاشات در چند ایستگاه پمپاژ در استانهای مختلف انجام شد. در این مقاله نتایج تحلیل ارتعاشات در این جامعه آماری ارائه میگردد. هدف اصلی در این تحقیق تعیین عیوب شایع در الکتروپمپها میباشد. نتیجه این مطالعه آماری در تدوین استراتژی نگهداری و تشخیص عیب این ماشینها اثرگذار است. در این مقاله همچنین وضعیت الکتروپمپها از دیدگاه نحوه یاتاقانبندی مورد بررسی قرار گرفتهاند.
الکتروپمپهای موجود از دیدگاه یاتاقانبندی به دو دسته simply support و Overhang دستهبندی میشوند. بر اساس دستهبندی انجام شده در هر مجموعه عیوب به وجود آمده در الکتروپمپها مورد بررسی قرار گرفته و عیب غالب هر دسته تعیین شده است.
آنالیز ارتعاشات
ارتعاشات در ماشین، معمولاً در اثر وجود عیب - یا عیوب - تولید میشود. برای یافتن علت - عیب ماشین - باید مشخصهها و علائم ارتعاشی - معلول - مورد بررسی و تحلیل قرار گیرند. برای این منظور لازم است که مشخصههای ارتعاشی ماشین بوسیله ابزارهای خاصی از محلهای مناسب، به روش صحیح اندازهگیری شده و پردازش و ذخیره شوند. برای بیان سطح ارتعاشات یک ماشین میتوان از پارامترهای جابجایی، سرعت و یا شتاب استفاده کرد. انتخاب پارامتر اندازهگیری مناسب بر اساس نوع ماشین، محل اندازه گیری و محدوده فرکانسی انجام میپذیرد ]٣.[
هر سیگنال ارتعاشی دارای سه مشخصه اصلی است که با آنها کاملا تعریف میشود. این سه مشخصه عبارتند از دامنه، فرکانس و فاز. دامنه ارتعاشات با معلوم بودن یکی از پارامترهای جابجایی، سرعت و شتاب قابل محاسبه میباشد.
دامنه به سه صورت peak، peak to peak و RMS1 قابل بیان است. در بررسی رفتار ارتعاشی پارامتر جابجایی معمولاً برحسب مقدار ماکزیمم جابجایی - - Peak–to–Peak - از پایینترین تا بالاترین نقطه دامنه جابجایی - بیان میشود. پارامتر سرعت اغلب برحسب مقدار ماکزیمم سرعت - Peak - و یا RMS بیان میشود. شتاب کمیتی است که به نیروی ایجاد کننده ارتعاش ارتباط دارد و برحسب مقدار ماکزیمم و یا RMS اندازهگیری میشود.
پارامتر دیگر سیگنال ارتعاشی فرکانس میباشد. بسیاری از مشکلات ارتعاشی در ماشینهای دوار با کمک نمایش دامنه ارتعاشی برحسب فرکانس تجزیه و تحلیل میشوند. فرکانس معمولاً با واحد دور بر دقیقه - RPM - یا که همان هرتز - Hz - میباشد اندازهگیری میشود. سیگنالهای ارتعاشی که در کاربردهای عملی بدست میآیند، معمولا یک موج سینوسی خالص نمیباشد و ترکیبی از چند موج سینوسی میباشد. در این صورت سیگنال ارتعاشی به شکل زیر به صورت مجموع چند موج سینوسی نوشته میشود که هر یک دارای دامنه، فرکانس و فاز مخصوص به خود است.
تجزیه یک سیگنال ارتعاشی به امواج سینوسی سازنده آن توسط تبدیل فوریه انجام میشود. این کار توسط دستگاهی بنام FFT1 Analyzer و یا توسط بستههای نرم افزاری مخصوص این کار انجام میشود. سیگنالهای ارتعاشی در طیف فرکانسی گستردهای قابل اندازهگیری است. شکل - 1 - موقعیت فرکانسی تقریبی ارتعاشات متداول مکانیکی را در طیف فرکانسی نشان میدهد
طیف فرکانسی ابزار اصلی تشخیص عیب میباشد. اساس کار عیبیابی بر این اساس است که هر عیب در فرکانس مشخصی ایجاد ارتعاش می کند. در جدول - 1 - نمونهای از فرکانس مشخصه خرابی برای دو عیب نامیزانی و ناهمراستایی بیان گردیده است.
جدول -1 موقعیت فرکانس مشخصه عیوب مختلف
شکل -1 موقعیت تقریبی عیوب ارتعاشی متداول ماشینهای دوار در طیف فرکانسی
