V posledných rokoch sledujeme v priemysle nárast poctu tocivých strojov, ktorých pohon – elektromotor - má plynulú reguláciu otácok. Reguláciou otácok sa dosahuje optimalizácia výkonu stroja podla aktuálnej potreby alebo stavu technologického procesu.

Jedným z rizík používania pohonov s plynulou reguláciou otácok je skutocnost, že tocivý stroj je prevádzkovaný aj v oblasti kritických otácok. Vplyvom rezonancie dochádza ku nárastu vibrácii nad doporucené limity a tým ku zvýšenému dynamickému namáhaniu celého stroja aj jeho blízkeho okolia. U takýchto strojov potom casto evidujeme predcasné poškodenie alebo náhly neocakávaný výpadok.

Vibrodiagnostika
Tocivé stroje pocas chodu generujú vibrácie. Analýzou vibracného signálu je možné získat informáciu o technickom stave alebo prevádzkových podmienkach stroja. Touto oblastou sledovania stavu strojov sa zaoberá technická diagnostika – vibrodiagnostika. V príspevku uvádzame príklady jednoduchého merania celkových (sumacných) vibrácii na strojoch s plynulou reguláciou otácok.

Príklad 1 - ventilátor

Súcastou technologickej linky je 20 samostatných ventilátorov. Stroje sú umiestnené v uzavretých krytoch s komplikovaným prístupom. Pracujú vo výbušnom prostredí a v nepretržitej prevádzke. Otácky ventilátorov sa plynule regulujú v rozsahu 2500 až 5000 ot/min podla aktuálnej potreby technológie.

Obrázok císlo 1, graf ukazuje závislost vibrácii stroja na otáckach. Kritické otácky sa nachádzajú v okolí frekvencie otácania 67Hz – 4000 ot/min. V dôsledku rezonancných dejov vibrácie stúpajú nad doporucenú hranicu. Chod stroja mimo kritickú oblast otácok je relatívne kludný , namerané vibrácie sú vtedy nízke.

Príklad 2 – prevodovka

Ukážka rezonancných javov a merania vibrácii na pohone s dvojstupnovou prevodovkou. Otácky motora sú regulované v rozsahu 800 – 1300 ot/min priprenášanom výkone do 800 kW.

Obrázok císlo 2, graf ukazuje závislost vibrácii na otáckach výstupu prevodovky. V oblasti otácok 68/min sme zistili lokálny pokles vibrácii. Prevádzkou stroja v tomto režime je možné znížit riziko poškodenia a predlžit dobu do výpadku. Takto „ušetrený“ cas je možné využit na kvalitnú prípravu a plánovanie opravy.

Príklad 3 – prevodovka
Podobný prípad prevodovky prevádzkovanej s vysokými vibráciami. Jedná sa o pomalobežný pohon s dvojstupnovou prevodovkou. Vstupné otácky prevodovky sú do 180/min, prenášaný je výkon okolo 3 MW.

Obrázok císlo 3, graf aj v tomto prípade ukazuje oblast otácok s vysokými vibráciami
a následný pokles hodnôt pre vyššie otácky. V tomto prípade sa jednalo o prevodovku so silne opotrebeným a poškodeným ozubeným súkolesím. Oprava -
výmena ozubenia bola vzhladom na dodávku dielov možná až o 6 mesiacov. Prevedené merania slúžili ako podklad pre stanovenie režimu obmedzenej prevádzky zariadenia až do vykonania opravy.


Príklad 4 – cerpadlo
Trojica cerpadiel bola nahradená jedným výkonnejším s plynulou reguláciou otácok elektromotora. Po spustení cerpadla do riadnej prevádzky bolo obsluhou linky zistené, že stroj vykazuje v urcitých režimoch vysoké vibrácie. Previedli sme diagnostické merania vibrácii, závislost medzi vibráciami a otáckami cerpadla. Tabulka ukazuje porovnanie hodnôt vibrácii zmeraných pre dve rôzne otácky stroja. Namerané hodnoty vibrácii


Na základe prevedeného merania vibrácii sme pocas odstavení cerpadla previedli rázovú skúšku. Cielom rázovej skúšky je zistit amplitúdovo – frekvencnú odozvu meranej mechanickej sústavy na jednotkový rázový impulz.

Na obrázku císlo 4 je ukážka FFT spektra a TIME záznam – výsledok prevedenej rázovej skúšky. Meranie potvrdilo zretelnú rezonancnú oblast mechanickej sústavy cerpadlo – el.motor v okolí frekvencie 42 Hz.

Záver
Tocivé stroje pohánané elektromotorom s plynulou reguláciou otácok sú v niektorých prípadoch prevádzkované aj v oblasti kritických otácok. Ak chceme predíst neocakávaným poruchám a dosiahnut plánovanú životnost týchto strojov, je nutné posúdit vibrácie aj s ohladom na uvedenú skutocnost. Metódu merania a použité prístroje je nutné zvolit s ohladom na charakter stroja aj druh prevádzky.
Ing. Pavel Adamcík
Tato emailová adresa je chráněna před spamboty, abyste ji viděli, povolte JavaScript
www.tdgonline.sk

pdf...