Öğütme Değirmeninde Yüksek Titreşim: Nedenleri, Kontrolleri ve Çözümleri

Kısa Cevap: Öğütme Değirmenindeki Yüksek Titreşim Genellikle Ne Anlama Gelir?

Öğütme değirmenindeki yüksek titreşim neredeyse her zaman altta yatan mekanik, operasyonel veya yapısal bir sorunun belirtisidir — bağımsız bir sorun değil. Çoğu durumda temel neden dört kategoriden birine girer: dengesizlik, yanlış hizalama, rulman arızası veya yapısal gevşeklik. Hangi kategoriyle uğraştığınızı belirlemek, onu nasıl düzelteceğinizle ilgili her şeyi belirler.

Yukarıdaki titreşim seviyelerinde çalışan değirmenler 10 mm/s RMS (ISO 10816'ya göre genel endüstri standardı olarak) makine sınıfına bağlı olarak "uyarı" veya "tehlike" bölgesinde olduğu kabul edilir. Bu noktada devam eden işletme riskleri, rulman aşınmasını, temel hasarını ve ciddi durumlarda yıkıcı yapısal arızayı hızlandırdı. Yüksek titreşimi erken yakalamak ve çözmek yalnızca bir bakım görevi değildir; aynı zamanda bir güvenlik ve üretim önceliğidir.

Öğütme Değirmeninde Yüksek Titreşimin Yaygın Nedenleri

Sebebini anlamak, titreşim imzasını fiziksel bir mekanizmayla eşleştirmeyi gerektirir. Aşağıda en sık karşılaşılan kaynaklar verilmiştir:

Rotor veya Taşlama Ortamı Dengesizliği

Dengesizlik, dönen makinelerdeki titreşimin en yaygın nedenidir. Öğütme değirmeninde bu durum, öğütme ortamının (bilyalar, çubuklar veya çakıl taşları) eşit olmayan dağılımından, aşınmış veya eksik astarlardan veya rotor veya kabuk üzerinde malzeme birikmesinden kaynaklanabilir. Dengesizlik, çalışma hızının 1 katına (1X RPM) eşit baskın bir titreşim frekansı üretir Bu, bir spektrum analizörüyle tanımlamayı nispeten basit hale getirir.

Örneğin, düzensiz bilya yüklemesiyle 18 RPM'de çalışan bir bilyalı değirmen, titreşim spektrumunda net bir 0,3 Hz tepe noktası (18/60) gösterebilir. Kabuk yarıçapındaki birkaç kilogramlık kütle farkı bile çalışma hızında ölçülebilir titreşim kuvvetleri oluşturabilir.

Şaft veya Kaplin Yanlış Hizalaması

Freze tahrik motoru, dişli kutusu ve freze pinyon mili arasındaki yanlış hizalama, yüksek eksenel ve radyal titreşimin önde gelen nedenidir. Açısal yanlış hizalama tipik olarak güçlü titreşim üretir. 2× çalışma hızı (2X RPM) paralel yanlış hizalama hem 1X hem de 2X bileşenlerini harekete geçirme eğilimindedir. Yanlış hizalama, termal büyüme, yumuşak ayak veya temel oturması nedeniyle kademeli olarak gelişebilir.

Birçok tesis bakım programında kullanılan temel kural: Yanlış hizalama, tüm dönen ekipman arızalarının %50'sine kadarını oluşturur . Büyük öğütme değirmenlerinde, kaplindeki 0,1 mm'lik sapma bile önemli miktarda yatak yüküne ve yüksek titreşime neden olabilir.

Rulman Kusurları ve Aşınması

Aşınmış, çukurlaşmış veya kirlenmiş rulmanlar yüksek frekanslı titreşim üretir. Her rulman arızasının (iç bilezik, dış bilezik, yuvarlanma elemanı veya kafes) rulman geometrisinden ve mil hızından hesaplanabilen karakteristik bir kusur frekansı (BPFI, BPFO, BSF, FTF) vardır. Erken aşamadaki rulman arızaları genellikle düşük frekanslı titreşimde herhangi bir önemli değişiklik meydana gelmeden önce yüksek frekans aralığında (1 kHz'in üzerinde) ortaya çıkar.

Muylu destekli değirmenlerde, muylu yatağındaki yağlamanın bozulması özellikle ciddi bir arıza türüdür. Bu yavaş hızlı, yüksek yüklü rulmanlarda yağ filminin çökmesi, metalin metale temasına ve titreşim genliğinde hızlı bir artışa neden olabilir.

Dişli Mesh Sorunları

Halka dişli ve pinyonla tahrik edilen değirmenlerde dişli ağ sorunları önemli bir titreşim kaynağıdır. Sorunlar arasında aşınmış dişli dişleri, yanlış boşluk, eksantrik dişli montajı ve yağlama arızası yer alır. Dişli ağ titreşimi dişli ağ frekansında görülür (GMF = diş sayısı × mil devri) ve harmonikleri. GMF'nin etrafındaki yan bantlar, eksantriklikten veya eşit olmayan diş yüklemesinden kaynaklanan modülasyonu gösterir.

Yapısal Gevşeklik veya Temel Sorunları

Gevşek ankraj cıvataları, çatlak temel harcı veya bozulmuş taban plakaları, değirmenin dinamik yükler altında hareket etmesine olanak tanıyarak titreşim seviyelerini önemli ölçüde artırır. Gevşeklik tipik olarak alt harmonikler (0,5X) ve çalışma hızının çoklu harmonikleri titreşim spektrumunda. Temel rezonansı, temel yapısının doğal frekansının değirmenin uyarılma frekansı ile çakışması durumunda da meydana gelebilir.

Süreçle İlgili Nedenler

Öğütme değirmenindeki titreşimlerin tümü mekanik arızalardan kaynaklanmaz. Proses koşulları da önemlidir:

• Değirmenin besleme malzemesiyle aşırı yüklenmesi, rulmanlar ve tahrik bileşenleri üzerindeki dinamik yükü artırır.
• Düşük veya yanlış boyutlandırılmış öğütme ortamı, değirmen içindeki yastıklama etkisini azaltarak kabuk titreşimini artırır.
• Yanlış değirmen hızı (kritik hızın üzerinde), yükün basamaklanmak yerine kabuğa doğru santrifüjlenmesine neden olur, bu da anormal titreşim ve darbe yüklemesine neden olur.
• Islak öğütme değirmenlerindeki bulamaç yoğunluğu değişiklikleri, eşit olmayan yükleme darbeleri oluşturabilir.

Kaynağın Teşhisi Nasıl Yapılır: Sistematik Kontroller

Etkili teşhis yapılandırılmış bir sırayı takip eder. Doğru analiz yapılmadan doğrudan düzeltici çalışmaya atlamak, zaman kaybına neden olur ve gerçek nedeni gözden kaçırma riski taşır.

1. Adım: Titreşim Verilerini Toplayın

Temel ölçüm noktalarında genel titreşim hızını (mm/s RMS) ve ivmeyi (g) ölçmek için kalibre edilmiş bir titreşim analiz cihazı kullanın: her yatağın tahrik ucu ve tahrik olmayan ucu, dişli kutusu muhafazası ve temel. Hem zaman dalga formunu hem de frekans spektrumunu kaydedin. Daima üç yönde ölçüm yapın: radyal, eksenel ve teğetsel.

Adım 2: Baskın Frekansı Belirleyin

Ölçülen frekansları değirmen için bilinen arıza frekanslarıyla eşleştirin:

3. Adım: Fiziksel Kontrolleri Gerçekleştirin

Planlı bir kapatma öncesinde ve sırasında aşağıdaki fiziksel denetimleri gerçekleştirin:

• Ankraj cıvataları ve temeli: Harçtaki çatlakları, gevşek veya aşınmış cıvataları ve taban plakası ile temel arasındaki boşlukları kontrol edin.
• Kaplin hizalaması: Açısal ve paralel uzaklığı ölçmek için bir kadranlı gösterge veya lazer hizalama aracı kullanın. Çoğu değirmen kaplininin 0,05 mm TIR dahilinde hizalanması gerekir.
• Rulman durumu: Yağlama miktarını ve kalitesini, sıcaklığı (kızılötesi termografi yardımcı olur) kontrol edin ve yavaş dönüş sırasında anormal gürültü olup olmadığını dinleyin.
• Dişli temas düzeni: Dişli dişi temasını kontrol etmek için işaretleme bileşiğini uygulayın. Doğru temas diş yüzeyi genişliğinin en az %70'ini ve diş yüksekliğinin en az %50'sini kapsamalıdır.
• Astar durumu: İç dengesizliğe ve anormal darbe yüklemesine neden olan kırık, eksik veya aşırı derecede aşınmış gömlekleri kontrol edin.
• Taşlama ortamı seviyesi ve durumu: Bilya şarj yüzdesinin tasarım spesifikasyonu dahilinde olduğunu doğrulayın (bilyalı değirmenler için tipik olarak değirmen hacminin %28-35'i).

Adım 4: İşlem Parametrelerini Kontrol Edin

Operasyonel veri kayıtlarını inceleyin: besleme hızı, değirmen gücü tüketimi, boşaltma yoğunluğu ve değirmen ses seviyesi (izleniyorsa). Değirmen gücündeki ani bir artış, artan titreşimle birleştiğinde çoğu zaman aşırı yüklemeye işaret eder. Yüksek titreşim nedeniyle güç çekişindeki düşüş, astar veya medya kaybına işaret edebilir.

Öğütme Değirmeninde Yüksek Titreşim İçin Pratik Çözümler

Temel neden doğrulandıktan sonra uygun düzeltici eylem netleşir. Aşağıdaki düzeltmeler en yaygın senaryolara yöneliktir:

Dengesizliğin Düzeltilmesi

Medya veya astarla ilgili dengesizlik için düzeltme işlevseldir: öğütme medyasını yeniden dağıtın veya değiştirin, eksik veya kırık gömlekleri değiştirin ve kabuğun iç kısmındaki malzeme birikimini temizleyin. Yerinde dengeleme ekipmanı ile teyit edilen mil veya rotor dengesizliği için, hesaplanan açısal konuma ve büyüklüğe düzeltme ağırlıkları ekleyin kalan dengesizliği geçerli denge derecesi için ISO 1940 toleransı içerisine getirmek (hassas tahrik bileşenleri için genellikle G6.3 veya G2.5).

Aktarma Organının Yeniden Hizalanması

Motor-dişli kutusu ve dişli kutusu-pinyon arayüzlerinde mil hizalamasını düzeltmek için hassas lazer hizalama ekipmanı kullanın. Hizalama çalışma sıcaklığında yapılmalıdır veya ölçülen veya hesaplanan termal genleşme değerlerine dayalı olarak uygulanan termal büyüme dengelemeleri ile. Yeniden hizalamanın ardından tüm bağlantı cıvatalarını spesifikasyona göre yeniden sıkın ve yeniden başlatmadan önce hizalamayı yeniden kontrol edin.

Ayrıca makine ayaklarından birinin taban plakasına düz oturmaması durumu olan yumuşak ayağı da kontrol edin ve düzeltin. 0,05 mm'lik yumuşak ayak bile makine gövdesinin cıvatalama torku altında bozulmasına neden olarak yanlış hizalamaya ve titreşime neden olabilir.

Rulmanların Değiştirilmesi veya Yenilenmesi

Titreşim spektrumunda rulman arıza frekansları doğrulandığında, bir sonraki uygun bakım penceresinde rulman değişimini planlayın — yan bantlarda kusur frekansları göründüğünde ertelemeyin , çünkü bu ilerleyen hasarı gösterir. Yeni rulmanlar takmadan önce, yatak deliğini ve mil muylusunu hasar açısından inceleyin, rulman üreticisinin spesifikasyonlarına göre doğru oturuşları doğrulayın ve temiz, doğru şekilde belirlenmiş yağlayıcının uygulandığından emin olun.

Yavaş hızlı muylu yatakları için yağ filmi kalınlığını ve yağlayıcının viskozite derecesini doğrulayın. Çalışma sıcaklığına ve yüke göre çok düşük bir viskozite, sınır yağlamaya ve hızlı yatak yüzeyi aşınmasına neden olacaktır.

Dişli Mesh Sorunlarının Ele Alınması

Dişli ağı titreşimi için düzeltici eylemler ciddiyete bağlıdır:

1. Boşluğu doğrulayın ve üreticinin belirttiği aralığa göre ayarlayın (büyük halka dişli ve pinyon setleri için genellikle diş dairesi çapının %0,1-0,3'ü).
2. Salgıyı ve eksenel şamandırayı ölçmek için komparatörleri kullanarak pinyon mili hizalamasını çember dişliye göre kontrol edin ve düzeltin.
3. Dişli diş profilini aşınma veya oyuklanma açısından inceleyin. Diş profilinin %30'dan fazlası aşınmışsa dişli değişimi planlanmalıdır.
4. Dişli yağlama sisteminin doğru yağlayıcı sınıfı ve akış hızını sağladığından emin olun. Yetersiz yağlama, dişli aşınmasının hızlanmasının temel nedenidir.

Temel ve Yapısal Gevşekliğin Sabitlenmesi

Standart çimento esaslı harçtan daha iyi titreşim sönümleme ve kimyasal direnç sunan epoksi harç kullanarak bozulmuş temel alanlarını yeniden doldurun. Aşınmış veya gerilmiş ankraj cıvatalarını değiştirin ve kalibre edilmiş bir tork anahtarı kullanarak tüm cıvataları spesifikasyona göre sıkın. Derzleme işleminden sonra değirmeni yeniden başlatmadan önce 72 saatlik tam kürlenmeyi bekleyin Yeni harcın yük altında çatlamasını önlemek için.

Proses Koşullarının Ayarlanması

Yüksek titreşim prosesten kaynaklanıyorsa çalışma parametrelerini ayarlayın:

• Freze aşırı yüklenmişse ilerleme hızını azaltın (güç çekişini kılavuz olarak kullanın; tasarım gücünün %85-95'ini hedefleyin).
• Öğütme ortamını doğru şarj seviyesine kadar doldurun ve işlenen besleme malzemesi için doğru boyut dağılımındaki bilyaları veya çubukları kullanın.
• Değirmen hızının tasarım aralığı dahilinde olduğunu doğrulayın - genellikle Kritik hızın %70-78'i çoğu bilyalı değirmen uygulaması için.
• Islak öğütücüler için, tutarlı şarj davranışı sağlamak amacıyla hedef çamur yoğunluğunu belirtilen çalışma aralığı dahilinde tutun.

Titreşim Şiddeti Standartları: Ne Kadar Kötü?

Ölçülen değerleri bir bağlama oturtmak için ISO 10816-3 standardı, makine titreşiminin ciddiyetine ilişkin genel yönergeler sağlar. Öğütme değirmenlerinin belirli OEM eşikleri olabilirken, aşağıda büyük, yavaş hızlı dönen makineler için pratik bir referans verilmektedir:

Tam alarm ve alarm ayar noktaları için her zaman özel değirmen OEM belgelerine bakın; zira bunlar genel endüstri yönergelerinden daha muhafazakar olabilir.

Yüksek Titreşimin Önlenmesi: Uzun Vadeli En İyi Uygulamalar

Reaktif bakım maliyetlidir. Tekrarlanan yüksek titreşim olaylarıyla karşılaşan değirmenler genellikle önleyici bakım programındaki boşluklardan muzdariptir. Aşağıdaki uygulamalar uzun vadede titreşim riskini önemli ölçüde azaltır:

• Rutin bir titreşim izleme programı uygulayın — Titreşimi belirli aralıklarla ölçün ve trendini değiştirin (rutin kontroller için aylık, değirmende bilinen bir sorun varsa haftalık). Zaman içindeki trend, herhangi bir tek ölçümden daha bilgilendiricidir.
• Termal kaymalar ve bakım bozuklukları genellikle yanlış hizalamaya neden olduğundan, her büyük kapatma veya yatak değişiminden sonra mil hizalamasını kontrol edin ve yeniden doğrulayın.
• Kırık gömlekler ani dengesizlik olaylarına neden olduğundan, gömleklerin arızalanmasını beklemek yerine aşınma oranı verilerine dayalı ayrıntılı bir gömlek değiştirme programını sürdürün.
• Aşınma kalıntılarını ve yağlayıcı bozulmasını titreşim seviyeleri yükselmeden erken tespit etmek için dişli kutusu ve yağlama sistemlerinde yağ analizini kullanın.
• Temel ankraj cıvatalarını belirli aralıklarla (yüksek titreşimli ortamlarda çalışan değirmenler için en azından yıllık olarak) inceleyin ve torklayın.
• Operatörleri anormal sesleri, olağandışı titreşimleri veya değirmen davranışındaki değişiklikleri tanımaları ve raporlamaları konusunda eğitin. Operatörler genellikle sorunları enstrümantasyondan önce tespit eder.