Çok Kademeli Pompada Rezonans Problemi

167

Paylaşıldı

Problem Tespiti:

Resonance Institute ekibi bir titreşim ölçüm işi amacıyla aşağıda bilgileri verilen ekipmanın bulunduğu fabrikayı ziyaret etmiştir:

Sıcak haddehane Descale Pompaları üretim için kritik öneme sahip 3000RPM sabit devrinde çalışma, yük değişken pompa yatay yönde 1X frekansında aşırı titreşim. Dikey yönde gözlemlenen 1X titreşiminin neredeyse 7-8 katı yüksek titreşim nedeniyle 3-4 ayda bir arıza yaşanmaktadır.

Yatay yöndeki titreşimin dikeye göre oldukça yüksek olması, mekanik gevşeklik probleminin belirtileri arasındadır. Bunun yanında yataydan alınan hız spektrumunda 1X frekansı altında bir kabarıklık – gürültü tabanının varlığı, analiz uzmanının aklına rezonans problemini getirmiştir.

Modal Test:

Rezonans şüphesinden yola çıkılarak, Modal Test ölçümünün yapılması kararlaştırılmıştır.

Bu ölçüm sayesinde, makine ve/veya kaidesinde muhtemel bir doğal frekans durumunun varlığı kanıtlanabilmektedir.

Ekipman, ölçüm esnasında durdurulmakta ve kuvvet sensörü içeren bir “modal çekiç” ile belli bölgelerden sarsılmaktadır. Bu aşamada ivmeölçerler yardımıyla da eş zamanlı titreşim verileri toplanmaktadır.

Modal çekiç ile kuvvet girdisi verilmekte, ivmeölçerler ile titreşim çıktısı ölçülmektedir. Aradaki transfer fonksiyonu, yapı dinamiği ile ilgili bilgiler sunmaktadır (doğal frekans bölgeleri, sönüm miktarı v.b)

Modal Test çalışması sonucunda, 1X frekansının hemen altında (48Hz) yatay yönde etkili bir doğal frekans tespit edilmiştir.
Bunun yanında 84Hz bölgesinde etkili başka bir doğal frekansın varlığı da kanıtlanmıştır.
48Hz ve 84Hz’lerde gözlemlenen doğal frekansların, pompanın yataydaki 1. ve 2. modları olduğu tespit edilmiştir. Bu modlara ait mod şekilleri aşağıdaki animasyonlarda görüldüğü gibidir.

Mod Şekilleri:

Birinci moda (48Hz) ve ikinci moda (84Hz) ait mod şekilleri sağ tarafta paylaşılmıştır.
Bu mod şekillerine bakarak, doğal frekans bölgelerinin güvenli başka frekans aralıklarına taşınabilmesi için, yatay yönde uygun yerlerden desteklenmesi gerektiği net bir şekilde görülmektedir.
Yatay yönde önerilen destekleme çalışması ve gerçekte yapılan destek yapıları aşağıda görüldüğü gibidir.

Düzeltici Çalışmalar:

Sonuç:

Pompanın yatay yönden desteklenmesi sonucunda, doğal frekans bölgelerinde bir miktar kayma (hala yeteri kadar değil) gerçekleşmiş ve titreşim seviyelerinde büyük düşüşler gözlemlenmiştir (%85 iyileşme).
1X’i etkileyen ve rezonans durumunun oluşmasına neden olan 48Hz bölgesindeki doğal frekansın, 54Hz frekansına kaydığı, bu nedenle bir nebze de olsun titreşimlerin düştüğü gözlemlenmiştir.
Bu durumun bir daha oluşmaması için sızdırmazlık elemanları önüne V-ring yerleştirilmesi ve sızdırmazlık elemanları boşluklarının arttırılması kararlaştırılmıştır.
İdealde olması gereken, doağl frekansın, zorlanmış titreşim frekansının %20 kadar uzakta bulunmasıdır (bu durumda 60Hz üstü veya 40Hz altı).
Titreşim seviyelerinin düşmesi, arıza olma ihtimalini dramatik bir şekilde düşürmektedir.