Видове повреди при валовите съединители: симптоми, причини и предотвратяване

Ключови изводи

• Муфтите са проектирани да бъдат жертвеният предпазител на задвижващата верига. Муфта, която продължава да се поврежда, е симптом за несъгласуване, претоварване или проблем с смазването, а не проблем на самата муфта.
• Всеки тип се поврежда по разпознаваем начин: гумен прах под челюстна муфта, износени зъби при зъбна муфта, уморни пукнатини в дисков пакет, счупени сегменти на решетката, отделяне на протектора на гумен елемент.
• Вибрация на 2x работна скорост и тропане при пускане, спиране и обръщане са двете най-чести ранни предупреждения.
• След всяка повреда на муфта, проверете изправността на изравняването на вала с лазер и проверете за „меко краче“ преди да инсталирате новия елемент.
• Записвайте всяка повреда на муфта като кодиран случай на престой и проследявайте MTBF, така че хроничните повреди да получат инженерно решение вместо още един резервен детайл от рафта.

Валната муфта свързва задвижващия агрегат с задвижваната машина, предава въртящия момент и поглъща малките несъгласувания, които всяка реална инсталация има. Това ръководство е за обслужващи техници, ръководители на поддръжка и инженери на заводи, които гледат към повредена муфта, или към третата повредена муфта за този тримесечие, и искат да знаят защо се е случило и как да го прекратят.

Защо муфтите се повреждат първи и защо това е по дизайн

Муфтата обикновено е най-слабото умишлено звено в задвижващата верига. Това е умишлено: евтин еластомерен паяк или заменяем решетъчен елемент трябва да се провалят преди валовете на мотора, входа на скоростната кутия или лагерите. Муфтата също работи най-интензивно когато нещо друго е наред, защото се огъва при всяка революция, за да поеме несъгласуването.

Оттук произлиза най-важното правило при диагностиката на муфти: муфта, която продължава да се чупи, е вестоносец. Смяната на елемента без отстраняване на причината, несъгласуване, товар или проблем със смазването, само нулира часовника и тихо прехвърля износването към лагери и уплътнения, чието подмяна струва много повече.

Начини на повреда по тип муфта

Челюстни муфти (еластомерен паяк)

Еластомерният паяк се износва, втвърдява и се рони . Класическият признак е малка купчина гумен или уретанов прах под капака на муфтата. С износването на паяка люфтовете нарастват и чувате тропане при всяко пускане и обръщане. Топлина, химическо въздействие и несъгласуване ускоряват стареенето на паяка.

При сервозадвижвания това същото нарастващо люфтово се проявява и като позиционни грешки и нестабилност при настройка, което разглеждаме в нашето ръководство за симптоми на повреди при серво мотори .

Зъбни муфти

Зъбните муфти се повредят чрез износване на зъбите, предизвикано от провал на смазването и несъгласуване. Греста центрофугира в експлоатация, маслото се отделя от сапуна и зъбите в крайна сметка работят в сух сгъстител. Изгубени или изтекли смазочни щуцери завършват работата. Търсете суха, обезцветена или разслоена грес и модел на износване, концентриран от едната страна на зъбите, това указва ъглово несъгласуване.

Дискови муфти

Дисковите пакети не се нуждаят от смазване, така че когато се провалят, това почти винаги е механично: уморни пукнатини в дисковете, обикновено започващи около отворите за болтове, причинени от несъгласуване или цикли на въртящия момент. Издухан, вълнообразен или напукан дисков пакет означава, че муфтата е била огъната извън номинала си.

Решетъчни (grid) муфти

Коничната решетка се износва и накрая се счупва, а канавките в фланците се износват заедно с нея. Решетъчните муфти са смазани, така че същото пренебрегване на греса, което убива зъбните муфти, важи и тук.

Муфти с гумен елемент (tire)

Гумените елементи се повреждат чрез отделяне на протектора и напукване, предизвикани от топлина, озоново стареене, претоварване и разхлабена стягаща арматура. Гума, която показва корди или клапи при обороти, е изчерпана.

Универсални симптоми: как изглежда и звучи умираща муфта

Какъвто и да е типът, повредящите се муфти се обявяват по същите няколко начина. Вибрация, шум, отломки и топлина са голямата четворка, и всяка от тях съответства на кратък списък от вероятни причини.

Основни причини, подредени по ред на проверка

1. Несъгласуване. Доминантният убиец. Има три разновидности: ъглово (валовете се срещат под ъгъл), паралелно или изместване (валовете са паралелни, но не са на една линия) и осово (неправилен межвалов просвет или термално разширение, което притиска валовете заедно). Повечето реални машини имат комбинация от тях.
2. Меко краче (soft foot). Крак на машината, който не стои плоско, деформира рамата при затягане на болтовете, което променя изравняването всеки път, когато машината се пипа. Проверете го преди да правите изравняване, не след това.
3. Претоварване с въртящ момент и ударни натоварвания. Закъсвания, удари, чести резки обръщания и неподходящо размерни муфти уморяват елементите бързо. Счупена решетка или разбит паяк с малко следи от износване показва удар, а не старост.
4. Пренебрегване на смазването. Зъбните и решетъчните муфти са смазвани елементи на износване. Пропуснати интервали, неправилен вид грес и изгубени щуцери са водеща причина за повреди на зъби и решетки.
5. Грешен избор на муфта. Елемент, оразмерен по табелката на мотора, но не и за реалния режим на работа, температура или химическо въздействие, ще се провали преждевременно независимо колко добре е изравнен.
6. Грешки при монтажа. Забиването на фланец върху вал с чук е двойна грешка: поврежда отвора на фланеца и предава ударните натоварвания директно в лагерите, подготвяйки точното бринелие, описано в нашето ръководство за режимите и симптомите на повреди на лагери. Неправилен межвал и незатегнато закрепване допълват списъка.

Как да го диагностицирате: работен ред на инспекцията

Първо безопасност: заключете и етикетирайте преди да свалите всеки предпазен капак на муфтата. Въртящите се валове убиват и осакатяват, и го правят бързо. Потвърдете нулева енергия, включително запасена енергия в задвижвания, спирачки, гарнитури и всичко, което задвижваната машина може да върне. Никога не заобикаляйте предпазно заключване или не пускайте машината с отстранен капак, и винаги поставяйте капака обратно преди пробно пускане.

1. Погледнете преди да докоснете. С машината заключена и капакът свален, проверете за еластомерен прах, разпръсната грес, напукани дискове и обезцветяване от топлина.
2. Проверете люфта с ръка. Хванете един фланец и разклатете другия. Свободен ход, който можете да усетите, означава износен елемент в челюстна, решетъчна или зъбна муфта.
3. Прочетете вибрационните данни. Несъгласуването класически се показва на 1x и 2x работна скорост с 2x често доминираща, плюс повишена осова вибрация при ъглово несъгласуване. Тенденциите в тези сигнатури са точно видът успех, който оправдава програма за поддръжка базирана на състоянието, и отделят проблемите на муфтите от честотите на съчетаване на зъбите, описани в нашето ръководство за повреди на скоростни кутии.
4. Използвайте стробоскоп само където е безопасно. С поставени капаци и прозорец за наблюдение, стробоскопът може да „замрази“ муфтата и да покаже вихър или разхлабен гумен елемент. Ако няма безопасен вид с охрана, прескочете го.
5. Измерете изравняването. След всяка повреда на муфта третирайте изравняването като съмнително. Проверете за меко краче, след това направете лазерно изравняване до толерансите на производителя на муфтата, не до „изглежда право“.

Подмяна на муфта по правилния начин

• Инспектирайте валовете, шпонките и отвори на фланците; никога не забивайте фланците с чук. Използвайте метода на монтиране, посочен от производителя, като контролиран нагрев за пресови съединения.
• Настройте межвала и осовото разстояние според спецификацията на муфтата, като отчете термичното разширение при горещи машини.
• Затегнете всички крепежни елементи по спецификация и никога не използвайте повторно уморени болтове. Болтовете на дисковите пакети в частност са за еднократна употреба при много конструкции; проверете ръководството за вашия модел.
• Направете лазерно изравняване след монтажа, след което пре-проверете след първите часове работа при критични машини.
• Възстановете предпазния капак, изчистете зоната и само тогава направете пробно пускане.

Измервайте го, или отново ще сте тук следващото тримесечие

Разликата между завод, който само сменя муфти вечно, и такъв, който ги поправя веднъж, е данните . Записвайте всяка повреда на муфта като събитие на престой с код за причина, дори двадесетминутните смени на паяк, които никога не влизат в никой отчет.

Проследявайте MTBF и MTTR за актива: ако същата муфта се поврежда на всеки осем седмици, това не е проблем с частите, а проблем с изравняването или товара, който заслужава инженерно време.

Тези нереализирани микро-спирания също тихо изсмукват наличността, затова повредите на муфтите принадлежат в същото дърво на загубите като всичко друго, което проследявате във вашата OEE програма. Когато загубите са видими, хроничните муфти престават да се крият в „прочие престой“.

Хващане на повреди на муфти преди да спрат линията

Повечето повреди на муфти се обявяват седмици предварително: кратки спирания, леки загуби на скорост, оператори, които се грижат за шумно задвижване. Проблемът е, че тези събития рядко се записват.

Fabrico е OEE, проверено с компютърно зрение, плюс изпълнение на поддръжка с затворен цикъл: камери улавят спирания и микро-спирания, които ръчните регистри и сензори пропускат, а нарядите за поддръжка затварят цикъла от откриване до поправка.

Ако повтарящите се повреди на задвижващата верига изяждат наличността ви, запишете демо на Fabrico и вижте какво всъщност ви казват вашите линии.

Често задавани въпроси

Какво причинява повреда на паяка в челюстна муфта?

Несъгласуване, топлина, химическо въздействие и ударен въртящ момент. Паякът се огъва при всяка революция, за да поеме несъгласуването, затова лошото изравняване го износва най-бързо. Гумен прах под муфтата е най-ранният видим признак.

Как да разбера дали валната муфта ми се разваля?

Слушайте за тропане при пускане, спиране и обръщане, търсете отломки или разпръсната грес под капака и проверявайте вибрационните тенденции за нарастваща компонента на 2x работна скорост. С машината заключена, свободен ход при разклащане на валовете с ръка потвърждава износен елемент.

Какво означава вибрация на 2x работна скорост?

Това е класическата подпись за несъгласуване на валовете, обикновено проявяваща се заедно с 1x вибрация и, при ъглово несъгласуване, повишени осови показания. Потвърдете с лазерна проверка на изравняването вместо да сменяте части само по подписьта.

Колко често трябва да се маже зъбната муфта?

Интервалите варират широко в зависимост от модела на муфтата, типа грес, скоростта и режима на работа, затова следвайте ръководството на производителя за вашата конкретна муфта. Най-важно е да се използва грес, предназначена за муфти, да се държат смазочните щуцери на място и действително да се спазват интервалите, вместо да се пропускат.

Мога ли просто да продължавам да сменям елемента на муфтата?

Може, но третираш симптома. Муфта, която се поврежда повтарящо се, поема несъгласуване, меко краче или проблем с претоварването, и този същ стрес скъсява живота на лагерите и уплътненията. Отстранете коренната причина веднъж и муфтата става част за десет години, за която е проектирана да бъде.