Accoppiamento del cambio industriale caldo dopo l'allineamento a freddo: Cosa controllare

Un controllo di allineamento supera. Le letture sono entro la tolleranza, Il rapporto è firmato, La macchina entra in produzione, E due settimane dopo l'accoppiamento è così caldo da risultare scomodo al tatto, con grasso che fuoriusciva dalla guarnizione e una lettura di vibrazione che si è insinuata.

La conclusione naturale è che ci sia qualcosa che non va nel cambio o nell'accoppiamento. Un'ipotesi che vale la pena testare fin da subito è che l'allineamento fosse corretto per una macchina che non esiste più, Perché la macchina in funzione è calda, e la crescita termica ha spostato gli assi uno rispetto all'altro. È una candidata tra diverse: L'accoppiamento stesso, è grasso, Un cambiamento nel compito di processo, una base allentata, e un disco sovraccarico producono tutti lo stesso sintomo. Niente in questo articolo è un argomento per un verdetto sul cambio prima che le prove siano presentate.

Un allineamento a freddo misura una condizione: la posizione relativa di due alberi a temperatura ambiente senza calore di processo nella macchina. In cui funziona la macchina è una condizione diversa, E la differenza non è una piccola correzione.

Quello che segue è il motivo per cui la spiegazione termica merita di essere esaminata per prima: Non perché sia l'unica che ci sta bene, ma perché è quello su cui un rapporto di allineamento approvato non contiene alcuna informazione.

Cosa "Allineati" In realtà deve significare

La letteratura ingegneristica sull'allineamento degli alberi fa una distinzione che si perde nella pratica. Un allineamento completo ha due elementi, Nessuno.

La prima è la misurazione albero a albero, che è ciò che produce un indicatore a quadrante o un sistema laser: lo spostamento e la relazione angolare tra due centri dell'albero all'accoppiamento.

La seconda è la misurazione della crescita termica e dello spostamento dinamico in ciascun alloggiamento del cuscinetto, Dalla temperatura ambiente a quella di esercizio. Entrambi gli elementi sono necessari per determinare la posizione di allineamento a freddo che metterà la macchina correttamente allineata mentre trasporta il carico a temperatura.

Senza il secondo elemento, il primo è una misurazione di una macchina in uno stato in cui non opera mai.

Il motivo per cui questo non è solo teorico è la natura del compito. Allineare una macchina mentre è in funzione è difficile o impossibile, Quindi un obiettivo di allineamento freddo deve essere fissato in anticipo per compensare la crescita termica, con l'obiettivo che gli alberi siano correttamente allineati quando la macchina raggiunge la temperatura normale di esercizio. È per questo che serve un bersaglio di allineamento freddo.

Le letture di allineamento effettuate tempestivamente dopo uno spegnimento approvato possono aiutare a stimare lo spostamento termico rispetto alle condizioni di freddo. Il raffreddamento durante la misurazione e la perdita delle forze operative possono influenzare il risultato, Quindi le letture post-spegnimento non catturano necessariamente lo spostamento dinamico che esiste solo mentre la macchina è in funzione.

Le letture post-shutdown possono aiutare a stimare lo spostamento rispetto alle condizioni di freddo, ma il raffreddamento durante la misurazione e la perdita delle forze operative possono influenzare il risultato. Non necessariamente catturano la spostamento totale presente mentre la macchina è in funzione.

Perché la crescita non è simmetrica

Se ogni componente crescesse della stessa quantità nella stessa direzione, La crescita termica sarebbe irrilevante. Non lo è, Per tre motivi.

I componenti funzionano a temperature diverse. Una cassa del cambio, il suo albero ad alta velocità, un telaio motore, e il piedistallo di una macchina azionata si depositano tutti a temperature diverse, Perché hanno fonti di calore diverse, Raffreddamento diverso, e masse diverse. Il cambio è riscaldato dai suoi ingranaggi e cuscinetti. Il motore viene riscaldato elettricamente. Un rullo azionato o una ventola viene riscaldata dal processo.

Sono realizzati con materiali diversi. Una cassa in ghisa, un albero d'acciaio, e un componente in alluminio si espande a velocità diverse, e la crescita è proporzionale sia alla lunghezza che al coefficiente, Quindi un fusto lungo cresce più di uno corto alla stessa temperatura.

La crescita avviene in tre dimensioni. Una macchina si siede sui piedi, e i piedi sono a altezze diverse. La crescita verticale di un cambio rispetto alla sua base modifica l'altezza dell'albero, e un allineamento freddo non porta alcuna informazione a riguardo. La crescita orizzontale agisce lungo l'asse di ogni componente, e perché il cambio e la macchina azionata reagiscono contro ancoraggi non condivisi, Non annulla. Quale componente del movimento totale sia più grande è una proprietà dell'installazione: Dipende dall'altezza del piedistallo, La disposizione degli ancoraggi, la temperatura che ciascuna parte raggiunge e la direzione della sua crescita sono vincolate a seguire. Non esiste una risposta generale, Ecco perché entrambi devono essere misurati sulla macchina in mano invece che su una presumibilmente dominante.

Una macchina allineata entro tolleranza a temperatura ambiente può operare al di fuori delle condizioni di allineamento previste dopo la crescita termica e lo spostamento indotto dal carico. Se questo spiega una temperatura di accoppiamento elevata, e quando si manifestano i sintomi, deve essere stabilito a partire dalle misurazioni sulla macchina effettiva piuttosto che da supposto dal risultato dell'allineamento a freddo.

Lo spostamento termico è una possibile spiegazione per un accoppiamento che si riscalda dopo l'installazione. Il suo contributo e il momento dei sintomi devono essere determinati dalle misurazioni effettuate sulla macchina vera e propria.

Quali costi il disallineamento, e dove si vede

Le conseguenze di un disallineamento sono documentate nella letteratura tecnica dei produttori di cuscinetti e attrezzature di allineamento, e l'elenco è coerente tra le fonti: aumento dell'attrito e del consumo energetico, Guasto prematuro di cuscinetti e guarnizioni, Guasto prematuro dell'albero e dell'accoppiamento, Perdite eccessive di olio alle guarnizioni, Rottura dell'accoppiamento e del bullone di fondazione, e aumento delle vibrazioni e del rumore.

Le linee guida pubblicate da un produttore di cuscinetti attribuiscono fino a metà del costo associato ai guasti delle macchine rotanti al disallineamento. Leggi quella figura per quello che è: Una valutazione pubblicata dal produttore, Non un sondaggio indipendente del settore. Il suo valore è dell'ordine di grandezza, Non in decimale. Mezza o un quinto, La conclusione vale, ovvero che il disallineamento non è una condizione marginale da tollerare fino a un guasto conveniente.

Dove appare per la prima volta, su una macchina allineata a freddo e che funziona calda:

Temperatura di accoppiamento. Un accoppiamento flessibile assorbe il disallineamento deformandosi. La deformazione costa energia, e l'energia diventa calore nell'elastomero o negli elementi metallici che si flessivano. Una lettura a infrarossi del collegamento, confrontata con gli alberi adiacenti e con la stessa storia della stessa macchina nello stesso compito, è l'indicatore più veloce disponibile. Non esiste una soglia di temperatura universale da indicare tra i collegamenti, perché la temperatura di funzionamento consentita è una proprietà dei materiali dell'accoppiamento e della propria classificazione. Il confronto serve per il cambiamento: un accoppiamento che si è spostato verso l'alto rispetto alla propria linea di base allo stesso carico, o che si sposti più caldo dei fusti ai lati, sta assorbendo più di quanto abbia fatto. Il numero che regola ogni unità è il limite di temperatura del produttore stesso del giunto.

Grasso di accoppiamento o condizioni di elastomero. Grasso che si è separato, diventato buio, o essere stati scacciati fuori dal raccordo indica un riscaldamento sostenuto. Un elemento elastomero che ha preso una posizione permanente o mostra crepe nei punti di flessione indica che ha funzionato continuamente ad alta flessione.

Temperatura del cuscinetto nei punti più vicini all'accoppiamento. Il cuscinetto più vicino a un accoppiamento disallineato sostiene le forze di ripristino. Una differenza di temperatura tra i cuscinetti di estremità e quelli di estremità non di trasmissione dello stesso albero è un segnale, così come una differenza tra due macchine altrimenti identiche.

Vibrazione al doppio della velocità di corsa. Il disallineamento può produrre vibrazioni a 2× velocità dell'albero, spesso con componenti assiali meno tipiche di altri tipi di guasto. È una delle diverse cose che aumentano un componente di 2×, e non può confermare nulla da sola: un asto piegato o arcuato, Morbidezza, Un accorpamento con elementi consumati, Risonanza, e una macchina mal impostata compaiono tutte nella stessa regione dello spettro. Un 2× crescente con una forte lettura assiale è un motivo per considerare l'allineamento e per mantenere aperte le altre cause finché ciascuna non è stata testata. Un componente 2× è un indizio, Non è una diagnosi. Valutalo insieme alle condizioni di accoppiamento, lubrication, Carico, Movimento termico, Fase, e misurazioni da posizioni appropriate; nessuna singola caratteristica dello spettro identifica in modo univoco l'allineamento.

Perdita di guarnizione all'ingresso del cambio. Il disallineamento carica il cuscinetto dell'albero di ingresso e la guarnizione, e la capacità della guarnizione di mantenere la pellicola dipende dal fatto che l'albero giri in modo concentrico. Una guarnizione che inizia a fuoriuscire dopo un allineamento o un cambio motore segnala l'allineamento.

Ricostruzione del requisito di allineamento

La strada pratica da un giunto caldo a un fix passa attraverso cinque misurazioni, e farle in questo ordine previene uno spegnimento inutile.

Le letture post-shutdown possono aiutare a perfezionare un target di allineamento, ma i loro limiti devono essere registrati. Lo spostamento stimato dipende dal tempismo delle misurazioni, Raffreddamento, Condizioni di montaggio, e qualsiasi movimento indotto dal carico che scompare dopo lo spegnimento.

La tolleranza a cui l'allineamento caldo dovrebbe essere impostato è una questione separata, e non è una figura universale. Lo spostamento e la deviazione angolare consentiti sono stabiliti dal produttore del giunto, chissà cosa può assorbire quel binario, e dal produttore delle macchine, Chissà cosa possono accettare i Bearings. Citare una tolleranza generale tra macchine diverse e diversi accoppiamenti non è conservativo, è arbitrario.

È anche lì che il Cambi industriali La parte della questione resta: La disposizione dei cuscinetti all'albero di ingresso e la geometria delle estremità dell'albero determinano cosa l'unità può accettare da un accoppiamento che opera al limite del suo intervallo, E questi sono fatti sulla configurazione piuttosto che dati da catalogo.

Il Secondo Elemento: Spostamento dinamico

La crescita termica non è l'unica cosa che sposta un albero tra la condizione di fermamento e quella di funzionamento.

Una macchina sotto carico si defette. La tensione della cinghia tira un albero verso la carrucola azionata. Le forze dei denti dell'ingranaggio spingono gli alberi separati lungo la linea dei centri. Una ventola azionata o una pompa sviluppa una spinta idraulica o aerodinamica. I supporti flessibili si comprimono sia sotto carico che sotto reazione di coppia.

Tutti questi sono presenti in condizioni di funzionamento e assenti quando la macchina è spenta. Quindi un allineamento che tenga conto della crescita termica ma ignori lo spostamento indotto dal carico è comunque incompleto su una macchina dove questi effetti sono elevati.

Il modo pratico per giudicare se siano importanti: se la macchina ha supporti flessibili, Un sistema di trasmissione a cinghia con tensione significativa, oppure una macchina azionata con alta spinta, Lo spostamento statico-funzionante vale la pena misurare. Il percorso per raggiungere quella misura è attraverso punti di monitoraggio installati permanentemente, una finestra di ispezione chiusa, oppure una lettura effettuata con la macchina ferma e isolata, E quest'ultimo spesso basta: Un indicatore a quadrante su un albero che mostra la flessione tra lo stato carico e quello carico fornisce direttamente la magnitudine. Una protezione non è qualcosa da rimuovere da una macchina in corsa per ottenere una lettura, qualunque fosse la domanda sull'allineamento, risponderebbe.

Il metodo conta meno della ripetibilità

Gli strumenti di allineamento differiscono per precisione e comodità, E il confronto pubblicato vale la pena di essere conosciuto perché stabilisce le aspettative: Una rettiglia è veloce, facile e imprecisa, Un indicatore a quadrante è preciso, lento e scomodo, e un sistema laser è preciso, veloce e facile da usare.

Ciò che conta più di quale strumento viene utilizzato è che sia lo stesso strumento, Nella stessa configurazione, produce le letture confrontate tra loro. Letture a freddo e a caldo effettuate con strumenti diversi, da diversi punti di riferimento, o da persone diverse non sono paragonabili, e la figura di crescita termica derivata da essi conterrà la differenza.

L'altro requisito pratico è la registrazione. Un allineamento non documentato non può essere ripetuto, e il secondo allineamento della stessa macchina è dove il valore del record della prima diventa evidente.

Prima di spostare la macchina

Un accoppiamento caldo è la prova che l'energia viene dissipata in un luogo dove non dovrebbe essere, e il disallineamento è solo uno dei meccanismi che lo produce. Affrontare le alternative costa un'ora e può evitare un arresto.

Tre di essi sono meccanismi nel collegamento stesso. Sovraingrassazione è il più economico e il più spesso trascurato: un giunto compresso oltre il riempimento previsto sconvolge il proprio grasso, e la rotazione genera calore senza alcun disallineamento. La firma è un accoppiamento che si riscalda dalla prima ora dopo un ingrasso di manutenzione e si raffredda quando parte dell'eccesso viene eliminato. Il grasso sbagliato Si comporta allo stesso modo, ma per un motivo diverso, perché un giunto specificato per applicazioni ad alta velocità e lubrificato con un pesante, Il prodotto ad alta viscosità si scalderà a velocità indipendentemente dall'allineamento. La specifica del produttore dell'accoppiamento è il riferimento, Non quello che c'è nella pistola per il grasso dello stabilimento. Usura stessa del giunto aumenta la temperatura in due modi: Un elemento consumato si defessa più di uno nuovo sotto lo stesso disallineamento, e il materiale perso cambia l'equilibrio.

Il quarto non è affatto un meccanismo. È il caso in cui il calore è reale ma l'accoppiamento è una vittima piuttosto che una causa, perché l'attrezzatura azionata è stata spinta a un compito superiore e l'intera macchina si riscalda più. Un aggancio che si è riscaldato insieme al cambio e alla macchina motorizzata segnala il processo. Il controllo lì è un confronto con la storia della macchina alla stessa velocità di produzione, Non contro una regola generale.

Ciò che aiuta a distinguere il disallineamento da questi non è una singola lettura, ma un modello: Il calore di disallineamento tende a seguire il carico e la velocità, ripetersi nella stessa posizione misurata dopo lo spegnimento e riavviare, e per correlare con un cambiamento nelle condizioni della macchina piuttosto che con un cambiamento nella sua manutenzione. Ognuna di queste è coerente con altre cause, Quindi il modello è una prova da pesare piuttosto che un test che restituisce una risposta.

Lo spostamento termico è una possibile spiegazione per un accoppiamento che si riscalda dopo l'installazione. Il suo contributo e il momento dei sintomi devono essere stabiliti dalle misurazioni effettuate sulla macchina vera e propria.

Se le prove indicano un allineamento, Utilizzare la crescita termica misurata e un obiettivo di allineamento calcolato per le condizioni operative reali della macchina. La regolazione richiesta dipende dall'installazione e dal servizio, e il sintomo può ripresentarsi a seconda di queste condizioni; Non si può dedurre alcun periodo di ricorrenza fisso da un solo allineamento freddo.

Misurazioni registrate e stime validate forniscono la base per valutare l'obiettivo di allineamento; non stabiliscono automaticamente lo spostamento totale presente durante il funzionamento. Condividi le letture rilevanti per discutere l'interfaccia del disco rispetto alle prove misurate.