Alla roterande maskiner är installerade i linje. Detta betyder att det finns en maskin som driver, motorn, och en som drivs, vilket kan vara en pump, en fläkt, en kompressor eller någon annan typ av maskin. När roterande maskiner installeras utförs en precisionsuppriktning av axlarna. Axeluppriktningen säkerställer att båda axlarna (den drivande och den drivna) är kollineära. Kollineär betyder att båda rotationscentrumlinjerna är placerade som att de var en.
Effekten av värme på drivande och driven maskin
När maskinerna startas värms den drivande och den drivna maskinen upp på väldigt olika sätt. En kompressor i en varm miljö kommer snabbt upp i temperatur på grund av friktionen i de inre roterande delarna. Kompressionen av medierna alstrar och tillför också mera värme. Jämför man med den drivande maskinen, som kan vara en elmotor, ser det väldigt annorlunda ut. Temperaturen kommer att öka till en viss nivå och sedan stanna där – två maskiner med två helt olika beteenden.
Så vad händer när en av dem ökar i temperatur i förhållande till den andra? Det är enkelt. Maskinen börjar expandera. Och när maskinen expanderar växer den i alla riktningar och flyttar sitt rotationscentrum ur kollinearitet och orsakar en förskjuten uppriktning. Men inte bara det. Eftersom maskingeometrin förändras kan rörpåkänning också tillföra mer belastning på huset.
Maskinerna kan expandera på olika sätt.
Ta hänsyn till termisk tillväxt från början
Det finns flera konsekvenser av termisk tillväxt i roterande utrustning. Centrumförskjutning kommer till exempel också att resultera i en böjd axel. En böjd axel medför felaktig fördelning av krafterna i lagret, vilket leder till att smörjningen inte längre ger önskad effekt. Vi måste därför kunna förutse den termiska tillväxten genom att använda tillgänglig information från OEM-tillverkaren eller genom att göra egna beräkningar. Men hur gör vi det då?
Det viktiga här är att identifiera hur stor expansion man kan förvänta sig. Denna siffra måste användas när axeluppriktningen utförs för att ”avsiktligt förskjuta” uppriktningen av maskinerna innan start. Vi kan använda kompressorn som exempel igen. Om vi utgår från att kompressorn kommer att arbeta vid en högre temperatur än motorn måste vi under uppriktningen placera kompressorn under motorns rotationscentrumlinje. Hur mycket under kommer att avgöras av materialets förväntade termiska utvidgning.
Materials termiska utvidgning.
Den slutliga testkörningen
När maskinen är uppriktad med hänsyn till den termiska tillväxten måste den köras och vara i gång tills den når sina fulla driftförhållanden. Sedan måste den stoppas och axeluppriktningen kontrolleras. Denna testkörning av maskinen gör vi för att bekräfta att installationen är korrekt och tillförlitlig, och för att maskinen ska nå sin fulla livslängd. Vi vill testa innan vi påbörjar full produktion för att säkerställa att den termiska utvidgning vi räknat ut stämmer.
Tänk på flygplansunderhåll. När en flygplansmotor har bytts utför piloterna testflygningar tills man kan bekräfta att allt fungerar som det ska. Och du skulle väl inte sätta dig på ett plan som du visste inte var testkört innan flygningen, eller hur?
Roman Megela Gazdova
Senior Reliability Engineer, Easy-Laser AB
