Bí quyết cân bằng động máy và thiết bị

Rung động là một trong những tác động nguy hại trong môi trường công nghiệp. Rung động không chỉ giảm tuổi thọ thiết bị mà còn có thể ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm hay độ tin cậy của quá trình sản xuất. Ngoài vấn đề về chất lượng và hiệu suất, rung động còn tiêu tốn tiền. Bạn phải trả cho năng lượng mà gây ra rung lắc thiết bị của bạn.

Các lực được tạo ra bởi sự mất cân bằng là một trong những nguồn phổ biến nhất của rung động mà ta gặp phải ở môi trường làm việc với thiết bị quay. Việc cân bằng là một trong những hoạt động khắc phục phổ biến nhất được yêu cầu để giải quyết vấn đề về rung động. Bảy bước kiểm tra trước khi cân bằng để đảm bảo công việc cân bằng được thuận lợi.

Quan sát trước khi tiến hành:

Việc quan sát bằng mắt cho cái quạt là cực kỳ quan trọng. Hãy tìm kiếm các dấu hiệu của cọ sát cánh hay nứt ở các chân cánh. Khắc phục các vấn đề này trước khi cân bằng không chỉ cần thiết đối với thiết bị mà còn thiết kiệm thời gian cho bạn.

Nhiều năm trước, một tổ bảo dưỡng ở khu vực Geysers Geothermal miền bắc California đã tiến hành điều tra buồng tháp làm mát gồm 5 cánh cái mà bị hiện tượng rung cao ở quạt. Quạt đang chạy, vì vậy, họ đã không kiểm tra bằng quan sát quạt (dù họ có thể sử dụng ánh sáng hoạt nghiệm) các thông số về spectrum cho thấy không chỉ rung cao ở tốc độ vận hành mà còn rung ở tốc độ gấp 5 lần tốc độ vận hành (5X) và 20 lần tốc độ vận hành (20X). Không chắc cái gì đã gây ra chỉ số rung cao như vậy, họ quyết định dừng máy và giám định quạt.

Họ đã tìm thấy vết nứt trên chân quạt bắt nguồn từ cạnh trước của cánh phát triển theo chiều dọc. Có 4 bộ phận cấu thành trực tiếp trong dòng khí của quạt được hỗ trợ bởi hộp số. Sự nén khí giữa bốn thanh đỡ hộp số và năm cánh quạt đã gây ra thành phần rung động gấp 20 lần tốc độ quay của quạt. chỉ một vài tháng trước đó, một hộp quạt làm mát khác đã bị hư hỏng nghiêm trọng do bị hỏng hub của cánh quạt.

Nguyên nhân gây mất cân bằng:

Sai số gia công:

- Sai số trong lắp đặt giữa phần cân bằng và trục của quạt thông gió.
- Sự biến dạng của lực ly tâm.
- Độ võng của cánh
- Nứt cánh
- Sơn hay phủ bề mặt không phù hợp.
- Ứng suất từ các mối hàn ở đĩa rotor.

Mất cân bằng do vận hành:

- Sự đóng cáu cặn trên đĩa rotor.
- Sự ăn mòn cục bộ.
- Sự mài mòn từng điểm nhỏ.
- Sự biến dạng nhiệt.
- Sự mài mòn bởi các hạt rắn.
- Mất cân bằng từng điểm nhỏ.
- Sự kết hợp của lưu chất và hạt rắn ở vỏ hub.

Các lỗi do lắp đặt:

- Lỗi do lắp cánh dọc trục bị sai.
- Lắp hub với trục bị lỏng hay lệch.
- Trục bị cong
- Mất cân bằng trên puly dây đai truyền động.

Mất cân bằng do sửa chữa:

- Thiếu khối lượng cân bằng.
- Mất cân bằng coupling
- Sơn hay phủ không phù hợp.
- Lớp phủ bị bóc, tróc ra.

Thực hiện phân tích rung động trước khi cân bằng.

Điều này nghe vẻ như hiển nhiên phải làm, nhưng nó rất quan trọng để đảm bảo nguồn rung động thật sự là do sự mất cân bằng. Nếu một quạt có sự mất đồng tâm giữa pulley hay thông số cân chỉnh không đạt, thì việc cân bằng sẽ không có ý nghĩa.

Một vài năm trước đây, một kỹ thuật viên từ xưởng cân bằng Seattle đã bắt được một spectrum trước khi cân bằng và nói với khách hàng rằng giá trị cân bằng của quạt đạt tiêu chuẩn và vấn đề thực sự là do nó bị misalignment. Khách hàng đã khăng khăng răng quạt này bị mất cân bằng vì họ đã lắp đặt quạt và motor. Kỹ thuật viên này sau đó đã thiết lập hệ thống cân chỉnh lazer và tiến hành cân chỉnh chỉ cho khách hàng thấy rằng vấn đề misalignment thực sự tồn tại. Sau khi cân chỉnh, quạt đã chạy em và không cần cân bằng nữa.

Khởi động và dừng thiết bị:

Cần phải khởi động và dừng thiết bị để kiểm tra điều kiện vận hành động lực học của thiết bị. Một điều quan trọng là phải hiểu về điều kiện vận hành động học của rotor. Nếu có thể, thực hiện dừng máy hay chạy máy và kiểm tra kết quả qua đồ thị bode, nyquist hoặc cascade spectrum để giúp định nghĩa các khu vực có vấn đề tiềm tàng như chạy trong chế độ cộng hưởng của trục.

Có một trường hợp ở Nevada, một kỹ thuật hiện trường của công ty quạt mất khoảng 1 tuần để cân bằng 1 cái quạt nhưng không thành công. Điều đó cũng phải thôi, vì anh ấy là nhân viên mới về lĩnh vực cân bằng và chưa hề có kinh nghiệm về rung động. Vì một trong những phần đầu tiên của phương pháp cân bằng, là chúng ta phải thực hiện lấy biểu đồ bode cho cả startup và coast down.

Không chỉ cho cái quạt đơn thuần là để kiểm tra cho cái quạt bị mất cân bằng như thế nào mà còn chạy ở tốc độ vận hành cũng đang bị kích thích bởi cấu trúc của mặt đế quạt vào trạng thái cộng hưởng cực kỳ cao. Trường hợp này khiến nó cực kỳ khó để cân bằng sử dụng quy trình cân bằng tại field theo cách thông thường. Chúng tôi đã quản lý để điều chỉnh độ cứng cấu trúc, cái mà đã chuyển giá trị cộng hưởng đủ để không cản trở đến việc cân bằng.

Làm sạch trước khi cân bằng:

Các cánh quạt cực kỳ nhạy với bụi và cáu cặn bám vào cái mà có thể gây ra mất cân bằng. Cánh quạt của tháp làm mát làm bằng vật liệu composite có các lỗ xả mà bị chặn lại. Việc làm sạch tốt trước khi bắt đầu cân bằng là cực kỳ quan trọng và có thể thông thường tiết kiệm thời gian trong quá trình cân bằng. Một công ty thường xuyên gặp vấn đề với cấu cặn hình thành trên bề mặt cánh đã lắp đặt một vòi phun dạng xoáy để làm sạch và giúp cho quạt sạch sẽ hàng tuần nhằm giải quyết vấn đề về cân bằng.

Loại bỏ khối lượng đó:

Việc cân bằng một quạt lặp lại qua nhiều năm có thể dẫn đến một sự tích luỹ khối lượng. Bất kỳ khối lượng đắp đống hay dính bám vào tạm thời cần được xem xét để loại bỏ trước khi thực hiện công việc cân bằng. Hãy quan tâm đến các khối lượng cân bằng thường xuyên xem chúng có dễ dàng được loại bỏ hay không. Các khối lượng cũ có thể bị lỏng ra và bay đi ở thời điểm không đúng lúc nhất. Điều này chẳng có lợi chút nào để đặt thêm các khổi lượng cân bằng ngược hướng trực triếp với các khối lượng cân bằng cũ.

Kiểm tra các bộ phận bị lỏng:

Các quạt trải qua nhiều chu kỳ ứng suất có thể dẫn đến lỏng ở một số bộ phận. Việc lỏng các bộ phận đối với quạt là cực kỳ phổ biến. Bởi các điều kiện vận hành kế tiếp và chu kỳ ứng suất được lặp lại được tìm thấy trong các ứng dụng của quạt, các bộ phận như collar, pulley sheaves, các hub quạt và các buloong nền thường xuyên bị lỏng. Việc kiểm tra thích hợp thường yêu cầu nhiều hơn so với chỉ quan sát bằng mắt. Các đồ thị spectrum và chuyển động slow roll nghiên cứu cùng với đến ánh sáng hoạt nghiệm là những công cụ vô giá cho việc giám định những đại lượng nhỏ bị lỏng.

Kiểm tra định hướng của bạn:

Việc cân bằng hai mặt phẳng cho rotor dạng overhung có thể cực kỳ rắc rối nếu người đó không hiểu các bearing của nó quan hệ như thế nào với mặt phẳng cân bằng. Gặp rắc rối trong đoạn giữa của việc cân bằng sẽ vừa tiêu tốn thời gian, nhiệt huyết, vì vậy nghiên cứu trước hướng dẫn cân bằng trước để cân bằng chính xác là việc ưu tiên cần làm trước. Nếu rotor overhung là hẹp, thực hiện cân bằng cho một mặt phẳng trước. Trong hầu hết các trường hợp, việc cân bằng một mặt phẳng sẽ mang đến một rotor overhung bị thu hẹp dung sai.

Việc cân bằng thường xuyên được định nghĩa như là điểm bắt đầu của rung động mà không cần phải suy nghĩ đến các điều kiện khác mà có thể cũng gây ra rung động. Trong khi phản ứng đầu tiên thường là: “ cái quạt đó lại bị mất cân bằng”. thì nhiều điều kiện khác cũng có thể gây ra rung động. Chạy thử kiểm tra trước khi cân bằng không chỉ đảm bảo rằng vấn đề về cân bằng có tồn tại hay không mà nó còn định nghĩa các điều kiện vận hành nguy hại. Việc chạy kiểm tra này mất ít thời gian nhưng nó mang lại lợi ích rất lớn.

LINK 1 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 2 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 3 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 4 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

TÁC GIẢ: Ks. Ngô Văn Định (P. KT, Nhà máy đạm Phú Mỹ, PVFCCo)