بخشی از مقاله
چکیده
بندر امام خمینی با بهرهمندی از راه آهن سراسری و راههای دسترسی به سایر استانها و موقعیت استراتژیک تبدیل به قطب1 غلات ایران شده است. سالانه حدود 12 میلیون تن غله در این بندر تخلیه و بارگیری می شود، بنابراین، هرگونه خللی در این امر میتواند منجر به وقفه در تولید فرآوردههای دام و طیور و تامین گندم خوراکی شود. از این رو، می بایست وضعیت سلامت تجهیزات مستقر در بندر امام خمینی جهت حفظ آماده بکاری مورد بررسی قرارگیرد.
تکنیکهای مورد استفاده برای بررسی وضیعت سلامت ماشین آلات و عیب یابی آنها به صورت پیشبینانه تکنیک های CM2 نامیده می شود. در این مقاله کاربرد ارتعاش سنجی جهت عیب یابی و تعمیر فلایویل3 موتور یک دستگاه جرثقیل لیبهرLHM-500 به علت بالا بودن ارتعاش جعبه دنده مورد بررسی قرار گرفته است.
مقدمه
در سال های اخیر، پیاده سازی تکنیک های پایش وضعیت، جزء مهمی از برنامه ها و اهداف واحدهای صنعتی بشمار رفته و کمتر شرکت صنعتی موفقی دیده می شود که از مزایا و توانمندی تکنیک های پایش وضعیت، برای ارتقای کیفیت برنامه نگهداری و تعمیرات تجهیزات بهره نگیرد. تکنیک هایی همچون تحلیل ارتعاشات، تحلیل روغن، تحلیل راندمان، تحلیل صوت و التراسونیک و بازرسی ترموگرافی از جمله تکنبک های پایش وضعیت بشمار می روند که هر یک به نوبه خود، قابلیتهای بسیاری در زمینه پایش و عیب یابی تجهیزات، در واحدهای صنعتی دارند.
در این میان، تحلیل ارتعاشات با هدف تشخیص عیوب مکانیکی، کاربردهای گسترده و فراوانی در صنایع مختلف، بخصوص تجهیزات صنایع دریایی و بندری داشته و با بهکارگیری این تکنیک، در جهت تشخیص عیوب مکانیکی در تجهیزات مختلف صنایع دریایی و بندری، مزایای فراوانی را به دنبال خواهد داشت.
حیطه عملکرد تحلیل ارتعاشات، تقریبا در تمام تجهیزات دوار صنایع دریایی و بندری بوده و بطور کلی هر جا که تغییرات دامنه ارتعاشات بیانگر تغییر در عملکرد یک تجهیز یا سیستم باشد، تحلیل ارتعاشات، این تغییر را تشخیص داده و به کمک نرم افزار تحلیل ارتعاشات، می توان این تغییرات را مورد تجزیه و تحلیل قرار داد و نوع عیب یا عیوب مکانیکی بوجود آمده در تجهیز را تشخیص داد. در این مقاله کاربرد ارتعاش سنجی مکانیکی بهکمک تحلیل طیف فرکانسی، جهت عیبیابی و تعمیر فلایویل موتور دیزل یک دستگاه جرثقیل لیبهر LHM-500 شرکت پایانه غلات خلیج فارس پارسیان به جهت بالا بودن ارتعاش جعبه دنده مورد بررسی قرار گرفته است.
مفاهیم اولیه ارتعاشات و حرکت ارتعاشی
لرزش یا ارتعاشات مکانیکی، نوعی از حرکتهای سیستم های دینامیکی هستند که به شکل نوسانی صورت میپذیرند و این عمل در یک بازه زمانی تکرار میشود. این نوع حرکت را در سادهترین شکل میتوان با یک وزنه و یک فنر شبیهسازی کرد - شکل . - 1 با تغییر مکان اولیه وزنه متصل به فنر و رها کردن آن، حرکت نوسانی رخ میدهد که میتوان دامنه آن را به کمک یک تابع سینوسی بیان نمود.
شکل :1 رابطهی بین میزان جابجایی و فرکانس ارتعاشات
فرکانس طبیعی و میزان جابجایی سیستم جرم و فنر ساده بهصورت روابط - 1 - و - 2 - در زیر آمده است:
مشخصههای مهم حرکت ارتعاشی عبارتند از:
- 1 دامنه که معیاری از شدت ارتعاش است.
- 2 فرکانس که معیاری از نرخ حرکت در واحد زمان است.
- 3 فاز که توالی حرکت را نسبت به یک مرجع مشخص میسنجد.
به طور کلی، دامنه هر موج سینوسی را به سه شکل میتوان تعیین کرد
- 1 مقدار صفر تا پیک - 0-Peak -
- 2 مقدار پیک تا پیک - Peak-Peak -
- 3 مقدار مؤثر - مقدار - rms1
شکل :2 انواع دامنه در شکل موج سینوسی
نحوه بدست آوردن مقدار کلی RMS از سیگنال ارتعاشات بهصورت زیر است: در رابطه T - 3 - پریود زمانی و y میزان جابجایی جسم بر حسب زمان است. پریود زمانی حرکت، بازه زمانی است که سیستم، سیکل ارتعاشی خود را تکرار میکند. فرکانس ارتعاشات، درواقع عکس پریود زمانی است. معمولاً فرکانس را با واحدی به نام هرتز اندازهگیری میکنند. فاز، همیشه نسبت به یک مرجع سنجیده میشود و توالی حرکت را نسبت به آن نشان می دهد. معمولاً واحد فاز درجه است
تحلیل ارتعاشات و پایش وضعیت در ماشین آلات دوار
به طور کلی، دو نوع نیروی استاتیکی و دینامیکی در ماشینآلات وجود دارد. نیروهای ارتعاشزا از نوع نیروهای دینامیکی هستند که بر اثر وجود کاستیهایی در ماشین ایجاد میشوند. برخی از زمینههای بروز کاستی - انحراف از
حالت ایدهآل - عبارتند از:
- 1 محدودیتهای طراحی
- 2 محدودیتهای ساخت
- 3 اشکال در نصب اولیه
- 4 اشکال در بهرهبرداری
- 5 بروز اشکالات در حین تعمیرات
از آنجاییکه رسیدن به حالت ایدهآل امکانپذیر نیست، همیشه تا حدی لرزش و ارتعاش در ماشینآلات وجود دارد که مجاز شمرده می شوند. اما با گذشت زمان و بر اثر بروز اشکالات بعدی، ممکن است میزان ارتعاشات نسبت به حد مجاز افزایش یابد که با تحلیل ارتعاشات و انجام اقدامات اصلاحی مناسب، میتوان وضعیت را به حالت قبل برگرداند. نیروهای ارتعاشزا در داخل ماشین و معمولاً در سیستم روتور - بخش در حال دوران ماشین - تولید می شوند. امپدانس یا مقاومت مکانیکی از مشخصات هر سیستم مکانیکی است و مسیر انتقال ارتعاش را توصیف میکندارتعاشاتی. که معمولاً از روی استاتور - بخش ساکن ماشین - اندازه گیری می شود، تحت تأثیر دو پارامتر فوق است. حال دو پارامتر فوق، یعنی نیروهای ارتعاشزا و امپدانس را جداگانه بررسی میکنیم.
برخی از عوامل ایجاد نیروهای ارتعاشزا در ماشینآلات، عبارتند از:
- 1 عدم تعادل جرمی و توازن ماشین
- 2 سایش اجزا و قطعات
- 3 نیروهای آیرودینامیکی و هیدرودینامیکی
- 4 نیروهای الکترومغناطیسی
- 5 تماس قطعات متحرک و ثابت
- 6 اصطکاک
امپدانس - مقاومت مکانیکی در برابر حرکت - سه مؤلفه دارد که عبارتند از: - 1 جرم - 2 سفتی - 3 میرایی برخی عوامل بدون این که از خود نیرویی تولید کنند، تنها از طریق تأثیر بر امپدانس، منجر به تشدید ارتعاش می شوند. مهمترین این عوامل عبارتند از:
- 1 لقی مکانیکی
- 2 تحریک فرکانسهای طبیعی اجزا - رزونانس -
