1.5.3 Компрессор

Неисправные крепежные болты есть только одна из причин вибрации в воздушных компрессорах [9]. В случае их неправильной затяжки крепёжных болтов, искревлённых болтов, неправильно установленных болтов или шаткой поверхности, ему не хватит устойчивости для нормальной работы.

Для устойчивости компрессора, его основание не должно иметь изношенных крепёжных элементов, ослабленные болты, неправильно установленные монтажные кронштейны, слабую поддержку и коррозию. Кроме того, каждая часть компрессора также должна быть правильно установлена ​​и закреплена.

В поршневом компрессоре главным элементом является коленвал. При появлении его деформации (раскеп, отклонения), ржавчины или клина подшипника, в компрессоре возникнут дополнительные вибрации.

Ремни играют немаловажную роль в агрегате. Каждый ремень натягивается с надлежащим усилием. Если ремни перетянуты, недотянуты, имеют трещины и потеряли эластичность компрессор получает вибрацию. Проблемы с ремнями компрессоров в конечном итоге приводят к их обрыву.

Шкив и маховик в компрессоре взаимосвязаны. В случае, когда шкив или маховик люфтят, вращаются туго или треснуты, работа компрессора ухудшается, становится менее производительной. Следовательно, воздушный компрессор может вибрировать.

Назначение маховика — привод блока сжатия. К несчастью, со временем маховики могут создавать вибрации - побочный эффект его излома, ослабленного крепление, ржавчины или неправильно подобранного маховика. Поврежденный маховик вызывает чрезмерный шум внутри компрессора.

Корпус защищает в компрессоре внутренние детали от влаги и пыли. Он должен безупречно прилегать к фундаментной раме. Если панели корпуса закреплены нежестко, имеют смещение, измятие или коррозию, компрессор может вибрировать при работе.

Подшипники являются важной частью любого механизма. Если подшипники плохо или чересчур сильно смазываются, ржавеют или испытывают повышенные нагрузки, это отрицательно скажется на работе агрегата. А как следствие имеются вибрация и шум подшипников.

Причиной вибрации компрессорного агрегата могут стать также его опоры. При его установке на четырёх опорах без крепления с поверхностью одна из опор может плохо прилегать к фундаменту (или корпусу), находясь вне горизонтальной плоскости, иметь повреждения, ржавчину или неровную поверхность.

Иногда проблема вибраций обусловлена внешними факторами. Если компрессор издаёт вибрацию, имея отличный корпус, новые опоры и отличное техническое состояние, вибрация может быть вызвана соседним оборудованием и потребителями сжатого воздуха. Если компрессор подсоединен к другому вибрирующему пневмооборудованию, колебания передадутся на компрессорную установку.

1.5.4 Редуктор

Одним из основных источников вибрации являются любые зубчатые передачи. Крутильные колебания зубчатых колес, определяющие уровень вибрации, при работе под нагрузкой происходят с вынужденной частотой, равной частоте зацепления. При зацеплении в основании нагруженного зуба имеет место концентрация напряжений, возникающая в начале и исчезающая в конце зацепления.

Концентрация напряжений вызывает распространение напряжений по зубчатому колесу, порождая в результате вибрацию. Контактный ход зубьев состоит из скольжения и качения, первое занимает большую часть пути контакта. Трение тогда становится эффективной силой, побуждающей вибрацию элементов. Дисбаланс шестерни вызывает вибрацию с частотой её вращения. Амплитуда вибрации зависит от окружной скорости, качества изготовления колёс, сборки и, конечно же, нагрузки на зацепление. Понижение вибрации колес осуществляется увеличением точности профиля зуба, а также высококачественной сборкой. Для повышения плавности хода в зацепление вместо прямых зубьев внедряют косозубые, шевронные передачи.

Воспринимая большой крутящий момент от двигателя, такого как дизельный или электрический, если говорить об основных двигателях на судне, редуктор (мультипликатор) находится в тяжёлых условиях работы, когда малейшие отклонения от номинальных размеров могут вызвать перебои в работе узла, в том числе и вибрации. Вибрация редуктора проявляется через следующие узлы:

1. Подшипниковый узел. Воспринимая всю нагрузку на узлы, подшипники имеют некоторую расцентровку, вызванную дефектом монтажа или следствием нарушения режима работы редуктора, неправильную регулировку, смазку или же просто низкокачественное изготовление. В последнем случае вибрация возникнет при нарушении дорожек подшипника и его тел качения, соосности или разрыва сепаратора. Сепаратор удерживает тела качения на необходимом промежутке друг от друга, что дает возможность избежать трения, именно поэтому детали не нагреваются. Также в результате этого предоставляется более тихая работа подшипника. Кроме того, сепаратор задает направление движения тел качения в разных зонах и является резервуаром для смазки.

2. Зубчатое зацепление передаёт крутящий момент благодаря контакту наружных поверхностей зубьев. Проблема в зацеплении зубьев при работе редуктора проявляется в нижеперечисленных причинах:

Эксцентриситет шестерни может приводить к повышенной вибрации зубчатых пар. Неправильная посадка зубчатого венца на вал, изгиб вала шестерни, непараллельность валов зубчатой пары и расцентровка передачи обязательные условия для появления вибрационных нагрузок.

Дефект зубчатого венца порождён чрезмерной нагрузкой и неправильными условиями эксплуатации редуктора. Различают 5 видов дефектов зубчатого венца.

Поломка зубьев. Возникновение усталостных трещин из-за динамических ударов на зуб в нормаьлных условиях эксплуатации вызовет резкое зповышение нагрузки на один зуб из-за повышения момента, нарушения работы цепи механизма, использования в недопустимых режимах эксплуатации.

Выкрашивание поверхностей зубьев из-за усталости. Оно является основным видом разрушения всех зубьев и следствием действия циклических контактных напряжений. Разрушение исходит от ножки зуба, где действуют наибольшая нагрузка и трение. Это содействует появлению микротрещин на поверхности. Их развитие повергает выкрашивание частиц металла с поверхности, образованию ямок, переходящих в крупные раковины по всей поверхности зубьев. Предупреждению этого способствует:

1. Увеличение твёрдости поверхностных слоёв зубчатых передач.

2. Понижение шероховатости поверхностей.

3. Модернизация профиля зуба.

4. Грамотный выбор смазывающего материала.

Изнашивание зубьев - главный вид разрушения зубьев передач, недостаточно защищённых от загрязнения абразивом. Первоначальный профиль зубьев (эвольвента) искривляется, множатся зазоры, появляются нагрузки и завышенный шум. Защита от загрязнения и повышение твёрдости зубьев сильно помогут в борьбе с данными обстоятельствами.

Заедание состоит в приваривании материала одного зуба к другому. Это явление получило термин микросварка и происходит как результат разрушения смазочной пленки, нагрева, высоких давлений и скоростей в пятне контакта. Наросты задирают рабочие поверхности, бороздя их по направлению скольжения.

Заедание зубьев наблюдается в открытых и закрытых высокоскоростных и нагруженных парах трения. Оно заключается в действии вы­соких давлений поверхностей зубьев, когда сцепляются одна с дру­гой так сильно, что частицы материала с поверхности в зоне прорванной масляной пленки вырываются и прихвариваются. Частицы отрываются и производят задиры.

Погрешности шага зубьев и эвольвенты.

Неправильное смазывание. Смазывание зубьев предназначено для: снижения потерь на трение, уменьшения скорости изнашивания передач, защиты от заедания, коррозии, отвода продуктов износа и теплоты трущихся поверхностей, понижения вибрации и шума. Как видно из назначения, при дефиците смазывающего материала в зацеплении может возникать вибрация.

1.5.5 Подшипники

Подшипники создают механические колебания, возникающие при его работе, что характерно для его нормальной работы. Однако избыточная вибрация может свидетельствовать о проблемах, таких как износ, деформация или другие дефекты подшипника. Причины вибрации подшипников обусловлена его неправильной установкой, износом, дефектом, неправильным смазыванием, неравномерностью нагрузки, неправильной эксплуатацией и обслуживанием.

Для устранения вибрации подшипников рекомендуют правильно установить и выровнять, регулярно обслуживать и смазывать подшипники, заменить изношенные подшипники, провести балансировку и выравнивание, контролировать нагрузку и ускорение, использовать высококачественные подшипники; использовать грамотно методы установки, обслуживания и диагностики подшипников.