4 способа диагностики и устранения несоосности валов

Технологии и передовые инструменты позволяют бригадам по техническому обслуживанию быстрее и проще устранять несоосность валов.

Несоосность валов возникает, когда два вращающихся вала не параллельны друг другу или параллельны, но смещены в разных плоскостях. Этот тип несоосности машин чрезвычайно распространен во вращающемся оборудовании и часто является основной причиной отказа.

Хорошей новостью является то, что современные инструменты для центровки валов позволяют быстрее и проще определять несоосность в двигателях, насосах, воздуходувках и вентиляторах. После диагностики несоосности валов эти же инструменты для центровки валов также позволяют легче, чем когда-либо, устранить проблему и выполнить точную центровку оборудования.

Что означает несоосность?

Вращающееся оборудование, такое как вентиляторы и насосы, требует использования валов для передачи механической мощности от двигателя к подключенному оборудованию. Двигатель генерирует крутящий момент и скорость на своем выходном валу. Вал двигателя соединен с валом другого оборудования, такого как вентилятор или насос, через муфту, которая позволяет передавать крутящий момент между валами. Это позволяет вентилятору или насосу получать механическую мощность, необходимую для выполнения его предполагаемой работы. 

Для наиболее эффективной передачи мощности два вала должны быть идеально выровнены. Несоосность валов означает, что валы не выровнены должным образом на одной оси и не имеют общей центральной линии. 

Хотя мощность все еще может передаваться от двигателя к подключенному оборудованию, несоосность пагубна для обоих частей оборудования. Несоосность вала может вызвать такие проблемы, как вибрация или чрезмерный износ оборудования. И если несоосность не устранена, она может сократить срок службы оборудования, увеличить износ деталей или привести к резкому росту расходов на техническое обслуживание. Если ее не контролировать, несоосность в конечном итоге может привести к отказу двигателя, подключенного оборудования или и того, и другого.

5 типов несоосности станка

Эксперты в целом сходятся во мнении, что существует пять типов несоосности валов машин. Однако проблемы с выравниванием часто представляют собой комбинацию нескольких типов несоосности. Это также называется составной несоосностью. 

Вот пять типов:

1. Параллельное смещение: Параллельная несоосность происходит, когда два вала имеют осевые линии, параллельные друг другу, но осевые линии смещены. Валы могут быть несоосны как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости. 
2. Вертикальное угловое смещение: Вертикальное угловое смещение — это смещение двух валов в вертикальной плоскости. Валы пересекаются под углом на вертикальной плоскости, а не лежат на одной прямой и образуют угол при взгляде сбоку.
3. Горизонтальное угловое смещение: Горизонтальное угловое смещение — это смещение двух валов в горизонтальной плоскости. Валы пересекаются под углом на горизонтальной плоскости, а не лежат на одной прямой и образуют угол при взгляде сверху.
4. Комбинированное вертикальное угловое и смещение смещения: Комбинированное вертикальное угловое и смещение смещения происходит, когда один вал расположен под углом к ​​другому валу, но оба вала продолжают работать в одной вертикальной плоскости.
5. Комбинированное горизонтальное угловое и смещение смещения: Комбинированное горизонтальное угловое и смещение возникает, когда один вал расположен под углом к ​​другому валу, но оба вала продолжают работать в одной горизонтальной плоскости.

В нормальных условиях выравнивание валов достигается, когда центры вращения двух или более валов расположены на одной прямой линии, как по горизонтали, так и по вертикали. Но даже если валы были правильно выровнены во время установки, со временем может возникнуть несоосность, поскольку на валы и двигатели действуют разные силы, что в конечном итоге приводит к несоосности.

Причины и последствия несоосности

Существует несколько основных причин несоосности валов машин:

• Просадка опорной плиты, в результате чего мягкая стопа: Если вращающееся оборудование установлено на основании или раме и одна из ножек не имеет полного контакта, это может привести к проблемам с выравниванием.
• Деформация вала, вызванная кручением при запуске: Когда вал испытывает кручение во время запуска, скручивающее движение может вызвать деформацию, которая изменяет форму самого вала и приводит к несоосности.
• Недостаточные или некачественные измерения центровки из-за человеческой ошибки: Хотя такие инструменты, как поверочная линейка, можно использовать для улучшения выравнивания, их недостаточно для обеспечения точного и аккуратного выравнивания в долгосрочной перспективе.
• Деформация трубы, приводящая к параллельному и угловому смещению: Неправильная установка, температурное давление или изменения в процессе могут привести к нежелательному смещению трубы, что впоследствии может привести к нарушению соосности.
• Термическое расширение: Повышение температуры, происходящее во время работы машин, может вызвать тепловое расширение, которое в конечном итоге может сместить центр вращения в сторону смещения. 
• Вибрации или удары: Внешние силы, такие как вибрации от другого оборудования или механические удары от чего-либо, ударяющего по валу, двигателю или прикрепленному оборудованию, могут привести к смещению валов.

Хотя причин возникновения смещения много, последствия его одинаковы. 

Несоосность осей валов может привести к биению вала и значительной вибрации. Это может привести к шуму, снижению эффективности и повреждению окружающих компонентов, таких как уплотнения, подшипники и муфты. 

Это также может привести к перегреву компонентов из-за повышенного трения между деталями. Трение приводит к повышению температуры, снижению эффективности смазки и ухудшению состояния компонентов. 

Несоосность вала также может привести к повреждению и деформации самого вала, что приведет к сокращению срока службы оборудования или внезапной дорогостоящей поломке, требующей замены всего узла.

Все эти эффекты приводят к увеличению расходов на техническое обслуживание как для рабочей силы, так и для деталей, поскольку поврежденные детали придется заменять чаще, чем в противном случае. Несоосность также может привести к дорогостоящим незапланированным простоям, снижению производительности и неэффективности использования энергии.

Обнаружение несоосности и идентификация основных причин являются обязательными для обеспечения того, чтобы машина могла достичь ожидаемого срока службы. Правильная регулировка не только снижает затраты на техническое обслуживание и повышает общую эффективность завода, но также снижает затраты на замену оборудования и увеличивает срок службы активов.

4 способа обнаружения проблем с несоосностью валов

Проверка несоосности валов часто является первым шагом, когда машина начинает испытывать проблемы. Иногда несоосность отчетливо видна, если наблюдать за работой машины. Традиционные инструменты, такие как поверочная линейка, также могут предоставить некоторую информацию, которая поможет вам определить основные несоосности. Однако эти инструменты требуют много времени для использования и могут быть неточными.

Использование современных диагностических инструментов может помочь предоставить более точную информацию о том, как расцентрованы валы. Они также могут показать, насколько сильно расцентровка повреждает другие компоненты. Некоторые из этих инструментов также могут помочь определить наилучший способ исправления расцентровки.

1. Диагностика с помощью лазерной системы центровки валов
   Лазерная система центровки валов определяет несоосность на муфте и рассчитывает соответствующее движение машины, которое должно быть выполнено на ее основании. Лазерные системы центровки валов обеспечивают точные и точные измерения в реальном времени, которые точно сообщают вам, когда достигается центровка.
   
   Лазерные инструменты для центровки валов могут быть как двух-, так и однолазерного типа. Однако двухлазерная система выравнивания не так эффективна, как однолазерная. Часто техникам сложно поддерживать линию к детектору, когда они пытаются исправить угловое смещение.
   
   К сожалению, с увеличением расстояния измерения увеличивается и сложность. В результате технические специалисты должны перезапускать измерения, для чего им приходится останавливаться, ослаблять опоры, перемещать машину и снова затягивать опоры — и все это без гарантии, что детектор будет в зоне действия. С каждым повторением время процесса увеличивается, а вероятность ошибки растет.
   
   Система выравнивания с одним лазером устраняет все проблемы системы с двумя лазерами. Она решает практически любую задачу выравнивания валов, будь то простая или сложная, например, вертикальная фланцевая машина с прямоугольными редукторами. Система с одним лазером использует две оптические плоскости детектора в одном датчике, устраняя необходимость для техника останавливаться, ослаблять и повторно затягивать опоры или повторять измерения. Технология с одним лазером обеспечивает точное и быстрое выполнение задач выравнивания.
2. Анализ вибраций
   Мониторинг вибрации и анализ вибрации стали более распространенными в последние годы из-за скорости, с которой современные сборщики данных могут обрабатывать сигналы трехосных датчиков. Каждая машина имеет свой уровень нормальной вибрации, но бывают случаи, когда вибрация машины увеличивается или превышает допустимые параметры.
   
   Некоторые из причин увеличения вибрации включают ослабление, резонанс, дисбаланс и, конечно, несоосность. Вибрация чаще всего измеряется с помощью акселерометров, за которыми следуют датчики приближения или преобразователи скорости. После того, как эти сигналы получены с помощью сборщика данных и датчиков, аналитик вибрации может дополнительно диагностировать неисправности машины.
   
   Поскольку мониторы часто оставляют на активах на некоторое время, сборщик данных фиксирует как данные в реальном времени, так и исторические данные. Новые данные можно сравнивать с историческими данными, чтобы определить, когда вибрации начали увеличиваться. Одним из основных преимуществ анализа вибрации является то, что его можно объединить с системой, которая уведомляет членов команды, когда вибрация превышает нормальные параметры, что дает техникам возможность определить и устранить проблему до того, как она приведет к отказу машины или незапланированному простою.
3. Термография
   Термография может обеспечить раннее обнаружение проблем с несоосностью путем выявления аномальных горячих точек. Несоосность может привести к увеличению трения внутри машины и, следовательно, повышению температуры. A тепловизионная камера обнаруживает и измеряет инфракрасную энергию объекта и преобразует инфракрасные данные в электронное изображение, показывающее видимую температуру поверхности объекта.
   
   Зоны можно периодически сканировать с помощью термографических инструментов, чтобы техники могли заметить повышение температуры. Их также можно установить так, чтобы они фокусировались на одной проблемной области, обеспечивая постоянный мониторинг. Используя термографию, техники могут точно определить источник повышения температуры и использовать эту информацию для выявления и устранения проблем с несоосностью. 
4. Анализ масла
   Анализ масла может помочь обнаружить несоосность, предоставляя общее состояние актива, масла и загрязняющих веществ. Когда мониторинг состояния обнаруживает аномалию с помощью анализа масла, можно предпринять немедленные действия для определения первопричины или реагирования на возникающую неисправность.
   
   Увеличение количества загрязняющих веществ может быть признаком повышенного трения, вызванного несоосностью валов. Шарикоподшипники, уплотнения и муфты могут сломаться и загрязнить масло. Анализ масла может быть сложным; в результате многие организации нанимают специализированные компании для выполнения этой работы.

Несоосность валов вызывает ряд симптомов и серьезных проблем с оборудованием. Внедрение профилактического обслуживания для проверки точного выравнивания оборудования сэкономит деньги и время. Поддерживая выравнивание валов, вы также повышаете энергоэффективность, увеличиваете время безотказной работы и максимизируете производительность.

Узнайте больше о несоосности и способах ее устранения, прочитав этот технический документ.