Optimizacija pouzdanosti nove strojarske opreme

Svaka proizvodno orijentirana kompanija nakon određenog vremena nabavlja novu opremu i strojeve, bilo da se radi o zamjeni postojećih zastarjelih strojeva ili o izgradnji novog postrojenja. Nabava, ugradnja i pokretanje u rad novih strojeva postavlja nove izazove pred djelatnike održavanja koji će se brinuti o toj opremi, pogotovo kada se oprema nabavlja preko projekata, pri čemu inženjeri za održavanje često nemaju saznanja o tome što se događa, već budu uključeni u završnoj fazi kada strojevi kreću s radom.

Tada na teži način naučimo da je najbolje čim prije uključiti se u sve aktivnosti povezane s novim strojevima i tako spriječiti kasnije probleme i glavobolje povezane s visokim troškovima održavanja, nepouzdanim radom, utjecajem na sigurnost i okoliš te kratkim životnim vijekom.

Put prema pouzdanosti opreme započinje već tijekom izrade tehničke specifikacije za nabavu nove opreme jer treba detaljno navesti procesne i tehnološke uvjete u kojima bi prema trebala raditi. Potom, priložiti detaljan popis fizikalnih i kemijskih svojstava radnog medija koji će oprema koristiti te proučiti dijagram tijeka procesa (process flow diagram) i P&I dijela postrojenja gdje se predviđa montaža nove opreme. Treba (pred)vidjeti na koji način će nova oprema utjecati na postojeći proces i na postojeću opremu koja radi u tom dijelu tehnološkog procesa te buduće zahtjeve. Stoga ćemo sada razmotriti korake za optimizaciju pouzdanosti u održavanju nove strojarske opreme.

• Aktivnosti za praćenje stanja opreme:

Ovisno o kritičnosti određene proizvodne opreme i sustava u kojem radi, praćenje pouzdanosti treba uključivati stalno motrenje temperature, tlakova i protoka, stanje maziva, radnog medija i rashladne tekućine, brzinu vibracija rotacijske opreme te standarde centriranja. Najbolje bi bilo ako se motrenje stanja vrši online/u realnom vremenu i može se trendirati nakon određenog broja dana ili tjedana.

Najbolja praksa je kada se sva raspoloživa tehnologija za motrenje stanja opreme može koristiti od prvog puštanja stroja u rad. Time se uspostavlja početno praćenje i referentne vrijednosti. Nakon toga mogu se prestati pratiti oni radni parametri za koje se ustanovi da tijekom vremena ne dodaju vrijednost. Prikupljanje svih relevantnih informacija na početku životnog vijeka stroja, edukacija i obuka operatera i inženjera održavanja dugoročno dodaju vrijednost održavanju stroja.

• Procedure za pregled i puštanje u rad nove opreme

Kompanija koja je vlasnik nove strojarske oprem treba imati jasno definirane procedure za određivanje razine prihvatljivosti svih preporuka proizvođača radi ostvarivanja uvjeta jamstva, kada su u pitanju ugradnja na temelje, spajanje novog stroja sa postojećim sustavima (cjevovodi, instrumentacija, elektrika), čistoća površina, procedura za centriranje, pravilan izbor maziva i potrebne količine, prihvatljiva veličina filtera te ostali potrebni uvjeti ovisno o specifičnostima postrojenja uz detaljno pisane procedure za pregled prije puštanja u rad, postupak puštanja u rad i potrebne provjere tijekom rada.

• Određivanje prihvatljive razine rada nakon prvog pokretanja nove opreme

Industrijski standard je da proizvođač stroja daje podatke o normalnom radu stroja, rutinskim aktivnostima održavanja i preporuke o podmazivanju. Negdje je uobičajeni interval kompletne izmjene ulja 3 000 sati rada, dok je drugdje 6 000 sati rada. Pritom, redovite analize ulja i dreniranje kućišta omogućavaju da se taj interval produži za barem još 1 000 sati rada.

Pojedini kompresor može raditi 25 000 sati između 2 generalna servisa, dok će kompresor drugog proizvođača prema preporuci raditi 18 000 sati, a servisni interval će se produljiti ovisno o stanju vibracija i kretanju radnih parametra kroz godinu.

• Upravljanje modifikacijama na novoj opremi

Ima i takvih slučajeva da je nedugo nakon ugradnje opreme na vidjelo izašla potreba za modifikacijama kako bi nova oprema mogla ispunjavati svoju funkciju. Takve situacije su najčešće posljedica previda u fazi konstrukcije ili nedovoljne količine informacija za konstruktora. Svaka modifikacija mora biti konstrukcijski izvedena isključivo od strane originalnog proizvođača opreme ili uz njegovu pismenu suglasnost i detaljno dokumentirana.

Često nova oprema radi pri većoj brzini ili pri većem radno opterećenju kako bi  se zadovoljili zahtjevi povećanog proizvodnog procesa. Ako modifikacija nije kvalitetno izvedena, dovesti će do prijevremenog kvara, stroj će imati kraću operativnu raspoloživost i trošak održavanja će nepotrebno porasti. Prema nekim istraživanjima, povećanje brzine vrtnje će skratiti životni vijek kugličnog ležaja do 50%. Dvostruko povećanje opterećenja na kuglice/nosive elemente će skratiti životni vijek ležaja do 80%.

• Ispitivanje uzroka kvarova

U slučaju jedne višestupanjske centrifugalne pumpe, kvarovi na unutarnjoj mehaničkoj brtvenici (do spojke) i na vanjskoj mehaničkoj brtvenici (nasuprot spojke) su se događali toliko često da ih djelatnici postrojenja smatraju uobičajenom pojavom. Prevelika učestalost kvarova na istom stroju ni u kom slučaju nije uobičajena pojava jer svaki kvar koji dovodi do značajnog gubitka proizvodnje treba biti detaljno istražen radi uklanjanja uzroka ili barem produljenja vremena između 2 kvara (MTBF).

Treba ispitati koji dio stroja se pokvario? Koliko često dolazi do kvara? Koji su bili radni uvjeti u vrijeme kvara? Zašto se to desilo? Je li bilo problema sa podmazivanjem? Koje metode prevencije će se implementirati da se spriječi ponavljanje istog kvara?  Koje su se preventivne aktivnosti provodile i koliko često? Kakav je utjecaj ljudskog faktora? Jesu li trendovi motrenje stanja opreme ukazivali na potencijalni kvar?

• Određivanje potrebne razine održavanja za novu opremu

Prvo treba uzeti u obzir trošak životnog vijeka stroja koji će biti zamijenjen te napraviti kompletnu reviziju povijesti održavanja. Ovi podaci pomažu u usporedbi i provjeri konstrukcije novog stroja. Provjerava se radno opterećenje, rasponi brzine vrtnje, radne temperature, potrebna ili očekivana razina održavanja, rezervni dijelovi (poput ležajeva, brtvi i filtera) te tolerancija na radne uvjete poput prihvatljive razine vibracija, čistoće maziva te centriranosti.

Konstruktor stroja ne mora uvijek biti 100% precizan pri inicijalnoj konstrukciji, stoga treba sve ispitati i provjeriti sukladnost sa standardima. Imajte na umu da nema te količine održavanja koje će ispraviti neadekvatno konstruiran stroj.

• Razvijen sustav pohrane podataka o održavanju nove opreme

Nakon što se nova strojarska oprema pusti u rad, operateri i održavatelji moraju biti svjesni promjena u radu i specifičnim zahtjevima održavanja te načina na koji kvaliteta dokumentacije utječe na svakodnevne aktivnosti održavanja. Bitno je voditi točnu evidenciju o svakom stroju, radnim parametrima, analizama medija i maziva te poremećajima u radu, zamjenama ulja, redovitim čišćenjima ili zamjenama filtera te uzrocima promjene ponašanja ili kvarovima.

………………………

Svaka nova strojarska oprema donosi sa sobom hrpu nepoznanica i novih problema. Dobra inženjerska praksa je održavati novu opremu na najbolji mogući način i uklopiti je u postojeće prakse održavanja uz potrebne prilagodbe. Također, treba redovito obavještavati proizvođača opreme o svim promjenama koje se jave, pogotovo u prvih nekoliko godina eksploatacije.

Na koje načine osiguravate buduću pouzdanost novih strojeva? Na koji način održavate novu strojarsku opremu? Na koje prepreke i kvarove ste nailazili? Kakva su vaša iskustva s nabavom i korištenjem novi strojeva? Podijelite u komentarima!

Vrijedi li plaćati produženo jamstvo za postojeću/nadograđenu strojarsku opremu?

Neki dan sam dobila mailom od jednog hrvatskog predstavnika, koji zastupa stranog proizvođača opreme, komercijalni letak koji je glasio:

„ Tvrtka ABCD najavljuje produženo jamstvo za reduktore uz servis/nadogradnju, 6 dodatnih mjeseci!”

Tko god da se bavi održavanjem opreme s vremena na vrijeme dobiva ovakve mailove od prodavača ili distributera opreme. Krenimo sada analizirati koliko je ovakva ponuda zaista korisna. Za početak, kada je riječ o strojarskoj opremi, prema čl. 423 Zakona o obveznim odnosima, komercijalno jamstvo

je svaka obveza kojom se prodavatelj ili proizvođač (davatelj jamstva), povrh zakonske obveze prodavatelja koja se odnosi na odgovornost za materijalne nedostatke stvari, obvezuje kupcu vratiti plaćenu cijenu ili zamijeniti, popraviti ili servisirati stvar ako ona ne zadovoljava specifikacije ili druge zahtjeve koji su navedeni u jamstvu ili u relevantnom reklamnom materijalu koji je dostupan u trenutku ili prije sklapanja ugovora.  

Kako to izgleda u praksi kada govorimo o održavanju strojeva? Najčešće jamstvo traje 18 mjeseci od datuma isporuke opreme ili 12 mjeseci od datuma ugradnje, ovisno koji rok nastupi prvi i koji su uvjeti navedeni u ugovornoj obvezi isporučitelju od strane naručitelja. Nakon toga prestaje bilo kakva obaveza isporučitelja prema naručitelju. Isporučitelj podrazumijeva proizvođača ili ovlaštenog zastupnika/  isporučitelja/ dobavljača opreme, dok je naručitelj kompanija koja naručuje, ugrađuje i koristi opremu u svojem proizvodnom procesu ili u sustavu poslovanja. Prema čl. 376 Zakona o obveznim odnosima, ugovorom o kupoprodaji, prodavatelj se obvezuje predati kupcu stvar u vlasništvo, a kupac se obvezuje platiti mu cijenu. 

Nakon isporuke, ugradnje i puštanja opreme u rad počinje teći jamstveni rok. Po isteku jamstvenog roka, isporučitelj nema više nikakvih obaveza prema naručitelju, osim ako nije drugačije ugovoreno, što se i dodatno plaća. Naručitelj ima 2 mogućnosti nakon isteka jamstva: 1) ugovoriti održavanje i servise sa isporučiteljem/ovlaštenim zastupnikom ili 2) sam održavati i popravljati opremu. Velike kompanije u > 80% slučajeva provode opciju br. 2).

Ponuda koju sam primila mailom je nadalje opisivala:

„Tijekom svakog servisa, postoji mogućnost da napravimo evaluaciju ili nadogradnju vaše opreme u skladu sa posljednjim konstrukcijskim poboljšanjima. Prije nego li se odlučite za popravak, upitajte naš stručni tim da napravi procjenu sadašnjih uvjeta rada kako bi osigurali najbolju efikasnost i povećali pouzdanost. Izaberete li nadogradnju, dobit ćete dodatnih 6 mjeseci jamstva uz poboljšane performanse.“

Pogledajmo sada ovu izjavu detaljnije. Reduktor koji promatramo je u kontinuiramo radu preko 9 godina i jamstvo mu je davno isteklo. Svake godine se redovito servisira uz obaveznu zamjenu potrošnih rezervnih dijelova poput brtvi i semeringa. Doživio je 2 havarije i po mojem mišljenju već u startu su neki dijelovi mogli biti konstruirani na praktičniji način, što bi ujedno skratilo vrijeme rastavljanja prilikom popravka. Tako dolazim do zaključka br. 1) proizvođač je i sam postao svjestan nedostataka u postojećoj konstrukciji pa se sada nastoji iskupiti ponudivši nadogradnju praćenu konstrukcijskim poboljšanjima. Naravno, na trošak naručitelja/vlasnika opreme.

Potom, koliko je realno da ćemo dobiti 6 mjeseci jamstva za reduktor star 9 godina uz izvedena poboljšanja? Nije definirano pokriva li jamstvo čitav reduktor ili samo poboljšanja koja bi proizvođač na njemu ugradio. Nadalje, ako smo sami sve do sada servisirali stroj, hoće li proizvođač to priznati i prihvatiti da napravi servis uz pružanje jamstva na izvedene radove?

Idemo razmatrati ponudu dalje. Reduktor radi u uvjetima rada koji u potpunosti ovise o proizvodnom procesu. Sama efikasnost reduktora ovisi o velikom broju faktora, posebno o opterećenju koje varira ovisno o opterećenju elektromotora i pogonjenog stroja. Većina proizvođača reduktora ne daje tablicu dozvoljenih tolerancija niti bilo kakve druge podatke o razlikama o postizanju efikasnosti kada reduktor radi pri punom opterećenju u odnosu na rad pri normalnom opterećenju.

S druge strane, pitam se koliko stručni tim proizvođača zaista može pružiti kvalitetne zaključke procjenjujući uvjete rada ovog reduktora naprosto zato što ne poznaju detaljno zahtjeve procesa i radnih parametara unutar kojih stroj radi, specifičnosti u održavanju, poremećaje u radu zbog različitih situacija, ugrađene rezervne dijelove i mjerne protokole koje smo zabilježili prilikom rastavljanja.

U osnovi, kada bih zatražila od njih evaluaciju, prvo bih morala dati hrpu informacija koje će negdje netko iščitavati i procjenjivati gledajući iz perspektive proizvođača. Pri tome je upitno koliko će/hoće li uopće uzeti u obzir mišljenje i zaključke inženjera održavanja i djelatnika koji doslovno svaki dan žive i rade uz taj stroj.

Zaključak br.2) Kolika je vjerodostojnost analize uvjeta rada i preporuka koje će nam plasirati proizvođač opreme? On sjajno zna konstrukciju i ponašanje opreme u testnim uvjetima, međutim njegovo poznavanje ponašanja stroja u stvarnim uvjetima rada koji ponekad mogu biti itekako brutalni i zaključci koje će nam dostaviti bi po meni trebali biti uzeti sa rezervom.

Svaki stroj generira trošak tijekom svog životnog vijeka (LCC), npr. trošak servisa, rezervnih dijelova, preventivnog i korektivnog održavanja i sl. Svaki stroj također stvara novu vrijednost u vidu količine kvalitetno proizvedenih proizvoda. Bitna stavka je da zarada na proizvodima uvelike nadmašuje troškove životnog vijeka stroja kako bi on za svog vlasnika bio isplativ.

Zaključak br. 3): Hoće li trošak servisa i nadogradnje od strane proizvođača dugoročno održati trošak životnog vijeka stroja niskim? Često se desi da nadograđeni/poboljšani strojevi sa sobom donesu i čitav set novih problema i kvarova koje do sada nismo imali jednostavno zato što su poboljšanja razmatrana kroz tvornička ispitivanja ili u češćem slučaju, kroz računalne simulacije i ne predviđaju 100% ponašanje stroja u realnim procesnim uvjetima (i ljudsko ponašanje prema njima 😉 ).

Kako se stroj sa nadogradnjama uklapa u postojeću strategiju i godišnji budžet održavanja? Troškovi nadogradnji često nisu mala stavka, a budžet održavanja se planira sredinom tekuće godine za nadolazeću godinu. Prilikom planiranja budžeta vrlo mali % održavatelja planira potencijalne troškove budućih nadogradnji opreme, tako da je vrlo upitno koliko će biti prostora za ovakve stavke. Drugo pitanje koje se nameće – koliki je udio troška produljenja jamstva u odnosu LCC?

Svaki stroj treba godišnje analizirati po pitanju pouzdanosti. Pouzdanost se također ostvaruje kroz ispravno rukovanje opremom, redovitu brigu, provođenje kvalitetnih aktivnost održavanje, rad unutar dozvoljenih parametara i sl. Proizvođač u svom letku spominje povećanje pouzdanosti, međutim nije jasno na što se konkretno ta pouzdanost odnosi.

Zaključak br. 4): pouzdanost opreme je vrlo ozbiljna stavka i manjak pouzdanosti kod određenog stroja predstavlja svakodnevni izvor stresa za inženjera održavanja. Svaka ponuda koja spominje magično povećanje pouzdanosti bi trebala objasniti na koji način će se to i ostvariti.

I za kraj, da odgovorim na pitanje postavljeno u naslovu, korist od plaćanja produljenog jamstva na strojarsku opremu temeljem nadogradnje je dvosjekli mač. S jedne strane, proizvođač opreme želi imati partnerski odnos sa korisnikom/vlasnikom opreme i zato nudi različite usluge za već prodanu opremu čime bi ujedno nastavio zarađivati na toj opremi. Tako od korisnika direktno dobiva vrijedne informacije kako se njegov stroj ponaša u stvarnim uvjetima eksploatacije i koje su mu slabe točke, čime ne mora nužno ulagati u skupa istraživanja, već prikupljene informacije analizira i iskoristi za poboljšanje postojeće konstrukcije.

S druge strane, kompanija koja u vlasništvu ima navedeni stroj dobiva ažurne informacije o razvoju strojarske tehnologije i informaciju o tome koje mogućnosti ima na raspolaganju kada je u pitanju poboljšanje stanja postojeće opreme. Stoga treba:

1. Detaljno analizirati koristi ponude u odnosu na nedostatke (sa gledišta rizika, sigurnosti, tehnološkog procesa, profitabilnosti i sl.)
2. Kvantitativno izračunati korist koju bi donijeli trošak nadogradnje i trošak produljenog jamstva (pitanja koja sam razmatrala u ovom članku daju poprilično dobar smjer za neku buduću analizu)
3. Donijeti zaključak argumentiran rezultatima stavki a) i b) te postupiti u skladu s njim

Što mislite o produženom jamstvu? Jeste li imali koristi od takve prakse? Koliko ste bili zadovoljni?

Podijelite vaša iskustva u komentarima!

18 pitanja važnih za analizu vibracija

Mjerenja vibracija kod rotacijski strojeva je jedan od alata dijagnostike i prediktivnog održavanja kojim pratimo stanje stroja i planiramo otklanjanje kvara prije nego se dogodi jer smo upoznati sa zdravljem njegovih dijelova. Često stroj ima konstantno povećane vibracije, međutim inženjer strojnog održavanja ne može odmah otkriti o kojem se problemu radi i što je uzrokovalo povećanje vibracija unutar strojnog sustava.

Danas ćemo razmotriti 18 pitanja primjenom kojih će si održavatelji pomoći u svakodnevnom radu i tumačenju prikupljenih podataka o vibracijama kako bi na vrijeme otkrili potencijalni uzrok kvara i poduzeli potrebne aktivnosti u njegovom sprječavanju. 

1. Jeste li panično zaustavili stroj na prvi neobičan zvuk? Kada primijetite odstupanja u radu (ako nisu takva da jasno ugrožavaju zdravlje, sigurnost i okoliš), nemojte odmah isključiti stroj već napravite dijagnostičku provjeru mjerenjem vibracija, termovizijskim snimanjem, ultrazvučnim ispitivanje ili nekom trećom neinvazivnom tehnikom te analizirajte dobivene rezultate.

2. Jesu li se povećane vibracije javile nakon pokretanja stroja u rad iz stanja mirovanja? Kakvi zahvati su poduzeti na strojnom sustavu ili pratećoj opremi dok je stroj bio u mirovanju? Je li npr. montirano novo vratilo, nova zaporna armatura ili su izvođeni građevinski zahvati u blizini stroja? Potencijalni uzroci vibracija mogu potjecati od promjena nastalih u radnoj okolini stroja, a ne od samog stroja.

3. Jesu li povećane vibracije bile prisutne prije zaustavljanja stroja? Ako su povećane vibracije prisutne od dana kad je stroj pušten u rad, tada imate problem koji potječe od pogrešne ugradnje, rezonancije u sustavu, neadekvatno balansiranog rotorskog sklopa ili potkapacitiranog/prekapacitiranog stroja?

4. Je li bilo izvanrednih događaja poput naglog prestanka napajanja pogonskog stroja ili pojave pumpanja? Često izvanredni neplanirani događaji poput pojave pumpanja u radu centrifugalnog kompresora dovode do oštećenja plinske brtvenice, ležajeva ili blagog savijanja vratila, što se kasnije manifestira pojavom povećanih vibracija.

5. Jesu li se naglo promijenili procesni uvjeti u sustavu, poput povećanja temperature radnog medija, nagle promjene brzine vrtnje stroja, naglog gubitka tlaka u sustavu ili još gore, nastanka hidrauličnog udara? Navedeni uzroci će svakako ostaviti traga na brzini vibriranja stroja u radu.

6. Je li došlo do promjene radnog medija? Promjena vrste radnog medija, tj. promjena fizikalnih i kemijskih svojstava radnog medija, ima utjecaja na dinamičke karakteristike stroja što za posljedicu ima povećanje vibracija.

7. Jeste li sigurni da su vrijednosti izmjerenih vibracija izvan dozvoljenog područja? Temeljem kojih i kakvih podataka ste došli do ovog zaključka? Npr. prilikom prvog pokretanja u rad novog stroja dobra praksa je izmjeriti vibracije i pohraniti podatke koji će kasnije poslužiti kao temeljne vrijednosti za usporedbu izmjerenih vrijednosti tijekom vremena. Također treba znati koje su dozvoljene ovisno o vrsti stroja. Standard ISO 10816-3 definira dozvoljenu brzinu vibracija ovisno o vrsti stroja i daje smjernice za usporedbu, što se vidi na slici 1.

Slika 1. Brzina vibracija ovisno o vrsti stroja i dozvoljene vrijednosti

Zelena polja područja označenog slovom A predstavljaju vrijednosti vibracija za nove strojeve pokrenute u rad i/ili strojeve nakon generalnog tvorničkog servisa. Žuta polja označena slovom B označavaju vrijednosti vibracija za strojeve koji su u konstantnom radu bez ograničenja. Narančasto obojena polja označena slovom C predstavljaju vrijednosti vibracija kod strojeva koji zbog nekog kvara više nisu prikladni da rade kontinuirano već mogu raditi isključivo kraće vrijeme, pri čemu treba napraviti korektivno održavanje čim se za to ukaže prilika. Crvena polja označena slovom D predstavljaju opasne vrijednosti vibracija gdje je velika vjerojatnost havarije stroja pa se takav stroj treba obustaviti jer nije za daljnji rad.

Prilikom definiranja dozvoljenih graničnih vrijednosti vibracija za vaše strojeve, preporučuje se ne uzeti vrijednosti koje su unutar manjih graničnih vrijednosti u odnosu na vrijednosti definirane standardom ISO 10816-3.

8. Je li sustav mjerenja vibracija kalibriran i daje li točne vrijednosti prilikom mjerenja? Ako je kojim slučajem jedna od sondi za mjerenje brzine vibracija oštećena ili je njen kabel u kvaru, izmjerene vrijednosti će biti pogrešne i nećemo imati konkretne podatke za analizu. Zato je potrebno redovito umjeravati i provjeravati sustav i komponente za mjerenje vibracija.

9. Je li rotacijski stroj nedavno bio centriran? Provjerite kakve vrijednosti horizontalnih i vertikalnih odstupanja su zabilježene u protokolu centriranja ili još bolje, demontirajte spojku pa provjerite centriranost. Nepravilno centriranje vratila pogonskog i pogonjenog stroja će pogađate već, uzrokovati povećane vibracije.

10. Jesu li nedavno napravljene rekonstrukcije sustava u vidu modifikacije pripadajućih cjevovoda, nosača, dodavanja nove opreme poput posuda, armature i sl.? U slučaju promjene cjevovoda ili dodavanja/ uklanjanja opreme potrebno je u suradnji sa projektantom napraviti novi hidraulički proračun i provjeriti zadovoljavaju li tehničke karakteristike stroja nastale promjene u sustavu.

11. Je li prisutna rezonancija? Ako sonda za mjerenje vibracija nije ispravno postavljena, može se dogoditi da pokupi signal koji ne potječe od samog stroja već je posljedica prisustva rezonantnog signala u okolini.

12. Je li došlo do povećanja vibracija na pomoćnim strojevima poput reduktora? Povećanjem opterećenja na zubima zupčanika u reduktoru doći će do promjena u vibracijama. Ako je u strojnom sustavu prisutan reduktor, treba pregledati zupčanike u potrazi za oštećenjima. Oštećenja zuba ukazuju na potencijalni problem torzijskih vibracija.

13. Je su li izvedene promjene u sustavu podmazivanja? Bilo je slučajeva kada je kompresor imao povećane vibracije jer je došlo do naglog gubitka ulja za podmazivanje zato što postojeća količina nije bila dovoljan za pokriti potrebe ugrađenih dodatnih cijevi prilikom rekonstrukcije sustava podmazivanja.

14. Imate li izvještaje o prethodnim servisima stroja i mjerne protokole? Jeste li uspoređivali zabilježene izmjere? Jesu li prisutna značajna odstupanja? Provjera podataka zabilježenih tijekom servisa će poslužiti za kontrolu stanja dijelova stroja te kao dokaz o (ne)adekvatno izvršenom servisu temeljem kojeg pokrećete eventualnu reklamaciju na radove.

15. Imate li izvještaje o prethodnim mjerenjima vibracija? Jeste li uspoređivali vrijednosti? Jesu li prisutna značajna odstupanja? Praćenje trenda prilikom mjerenja vibracija ukazuje na pogoršanje stanja dijelova, npr. kugličnih ležajeva. Iz tog razloga, potrebno je čuvati sve izvještaje i uspoređivati mjerenja.

16. Kakve su frekvencija izmjerenih vibracija? Npr. necentriranost stroja će se manifestirati u vidu brojčane vrijednosti umnoška broja okretaja, oštećeni zubi će se pokazati u vidu brojčane vrijednosti umnoška broja zubi i broja okretaja, necentriranost i debalans su povezani sa naglim promjenama frekvencije prilikom pokretanja ili zaustavljanja stroja tako da obavezno provjerite i frekvencije.

17. Poznajete li strojeve unutar proizvodnog procesa? Dnevni obilasci strojeva i opreme, vizualno praćenje te slušanje zvuka stroja u radu otkrivaju odstupanja od radnih parametara. Zvuk drobljenja i neuobičajeni šumovi su jasan znak da sa strojem nešto nije u radu a na vama je da otkrijete što se tu događa i zašto.

18. Jeste li angažirali specijalista da izvrši mjerenje vibracija i analizira dobivene rezultate? Mjerenje vibracija i tumačenje rezultata je kompleksan i vremenski zahtjevan zadatak pa se preporučuje angažirati stručnog tehničara ili specijalista koji će obaviti posao i dostaviti izvještaj s predloženim korektivnim mjerama. Često se ovakve stavke smatraju nepotrebnim troškom, međutim angažman stručnjaka će se kasnije isplatiti kroz uštedu na vremenu, obavljenom poslu i sprječavanju zastoja stroja (time i gubitka proizvodnje) zbog kvarova otklonjenih na vrijeme.

Na koji način mjerite i analizirate vibracije? Na koje probleme ste naišli prilikom tumačenja rezultata? Podijelite iskustva u komentarima!

Utjecaj konstrukcije na rad reduktora

Uspješan rad i pouzdanost reduktora su podjednako odgovornost konstruktora, operatera i održavatelja. Situacije koje utječu na opterećenje zubi reduktora u zahvatu i raspodjelu opterećenja su pod utjecajem konstrukcije i točnosti postignute u proizvodnji te izvijanja temelja, ravnomjernog opterećenja na zubima zupčanika, točnosti centriranja u odnosu na pogonski i pogonjeni stroj te fleksibilne ugradnje. Važan faktor koji utječe na održavanje točnosti centriranja kod dvostupanjskih reduktora je razlika u brzini vrtnje prednjih i zadnjih ležaja u reduktoru.

Na rad ležaja utječu još komponente sile nastale djelovanjem opterećenja i okretnog momenta te komponenta djelovanja same težine zupčanika i kućišta. Kod određenih tipova reduktora, kada se statičko opterećenje koje djeluje na prednje i zadnje ležajeve razlikuje po intenzitetu (za razliku od ležaja na koje djeluje opterećenje jednakog intenziteta) rezultirajuće sile neće biti istog smjera djelovanja. To će uzrokovati rad prednjeg i zadnjeg ležaja u različitim položajima unutar njihovog polja zračnosti.

Ležajevi reduktora su smješteni u kućištu iznad spremnika ulja za podmazivanje pa se iz tog razloga njihovi temelji zagrijavaju kada su u radu te uzrokuju nenamjerno pomicanje ležajeva. S druge strane, malo topline nastaje i tijekom rada pogonskog i pogonjenog stroja koji imaju veću temperaturu nego što je temperatura okoline. U tom slučaju, neizbježno je da njihov rad također utječe na rad ležajeva reduktora kada pumpni agregat prelazi iz hladnog stanja mirovanja na radnu temperaturu. Kada se postignu radni uvjeti, ležajno kućište reduktora će se podići otprilike od 0,3 mm do 0,7 mm iznad ležajnog kućišta pogonjenog stroja.

Postizanje kompenzacije za termičko i elastično izvijanje zubi na zupčanicima je ključni faktor pouzdanog rada time što omogućava postizanje prihvatljive raspodjele opterećenja među zupčanicima u zahvatu.

Zubi zupčanika kod višestupanjskih reduktora su konstruirani tako da rade pod utjecajem sila te imaju bočne kritične brzine koje su daleko iznad radnih brzina. Radit će bez vibracija ako su balansirani prema odgovarajućoj proceduri. Ako su parna ili plinska turbina glavni pogonski strojevi, balansiranje je osobito važno za zupčanik prvog stupnja redukcije jer on ima istu brzinu vrtnje kao i turbina. Zato mora imati jednaki stupanj dinamičke ravnoteže kao i turbina.

Generalno, reduktori imaju zube izrađene metodom tokarenja. U ovom procesu, alat za rezanje je tokarski nož, koji ima više rotirajućih sjekača na jednoj ili više vodilica, sa zubima koji su izvedeni tako da formiraju izabrano osnovno zupčasto kolo. Tijekom procesa izrade, djelovanje, rotirajućih sjekača izrezuju se zubi te nastaje pravi spiralni oblik bočne strane zuba i praznina među zubima. Noževi ujedno određuju dimenzije zubi u odnosu na njihov oblik.

Ostali parametri koji određuju geometriju zuba, broj i kut zavoja određeni su izborom promjenjivog omjera vrzine vrtnje zupčanika tokarilice bez da se mora mijenjati vrsta alata za urezivanje. Namještanjem kuta zavoja kojeg određuje profil zuba u ravnini rotacije moguće je koristiti izabrani nož jer se tako dobije profil zuba u ravnini zahvata zuba te određeni broj zuba. Zato se koristi standardizirani i ograničeni broj tokarskih alata za izradu zupčanika.

Drugi proces obrade koji se koristi za izradu velikih zupčanika je oblikovanje urezivanjem. U ovom procesu alat za oblikovanje je ili u obliku zupčaste letve ili nalik na mali zupčanik sa sjekačima koji zarezuju materijal u trenutku vrtnje kako bi oblikovali zahtijevani oblik zuba.

Procesi strojne obrade nakon rezanja se primjenjuju za poboljšavanje točnosti i ujednačenosti površine zubi zupčanika. Procesom aksijalnog struganja, zupčanik s višestrukim redom zubi za obradu površine gloda površinu zubi zupčanika s kojim je u zahvatu. Površina alata ima pravokutna udubljenja i kut zavoja koji se razlikuje za nekoliko stupnjeva od kuta zavoja zuba na zupčaniku koji se obrađuje. Ova razlika kuteva omogućuje kretanje duž oboda za precizno rezanje i glodanje.

S obzirom na veliku brzinu vrtnje zupčanika tijekom obrade te sporije glodanje površine, omogućeno je precizno rezanje bočne površine zuba. Rezultat ovog procesa je finija površina zuba i  precizniji oblik spiralnog zavoja u usporedbi što bi se postiglo tokarenjem. Proces glodanja također omogućava korekciju nedostataka kuta zavoja zupčanika tako što se selektivno izabire površina za obradu glodanjem koja je u kontaktu zupčanika u zahvatu.

Ubrušavanje je proces kada se za obradu koriste noževe koji imaju vrhove ojačane željeznim karbidom za uklanjanje neravnina na učvršćenim elementima reduktora. Međutim, zahtjev za velikom točnosti konstrukcije reduktora često onemogućava primjenu ubrušavanja za završnu obradu zupčanika.

Rotirajuće honovanje zupčanika reduktora je metoda za poboljšanje procesa završne obrade zupčanika. Honovanje je proces sličan glodanju duž aksijalne osi, međutim koristi abrazivni alat bez ozubljenja. Potreban je poseban oblik alata za honovanje kako bi se održala točnost profila zupčanika. Tijekom procesa brušenja, bruse se bočne strane zupčanika pri čemu se istovremeno ostvaruje potreban oblik zuba i kut zavoja. Proces brušenja vrlo često omogućava modifikacije profila zuba, kuta zavoja i krajnjih udubljenja. Promjene profila zuba omogućavaju postizanje optimalne raspodjele opterećenja duž zuba te smanjenje buke kada su zupčanici u zahvatu.

Provjera nalijeganja zubi zupčanika te jednolika raspodjela opterećenja duž širine lica zuba je bitna za pouzdan rad i smanjenje rizika da dođe do ubrzanog trošenja zuba. Provjera nalijeganja zuba pomoću kočnice se koristi kao pokazatelj međusobnog kontakta zubi. Provjera se može izvesti i pomoću nanesenih slojeva bakra ili nanošenjem plave boje. Otisak koji ostavlja plava boja ili otisak koji ostaje na sloju bakra služi kao  pokazatelj nalijeganja. Korištenjem naprednih metoda mjerenja vibracija i modulirane frekvencije može se motriti stanje zuba pri svi načinima rada i različitim uvjetima okoline te bilježiti utjecaj svih vanjskih i unutarnjih čimbenika koji utječu na trajnost zuba tijekom rada reduktora.

Kod ranih konstrukcija reduktora nepravilnosti zupčanika nastale tijekom proizvodnje su ponekad bile uzrok vibracija, međutim, preciznost kojom se izrađuju današnji zupčanici je uklonila ovaj izvor vibracija. Kod reduktora koji su u sustavu parnih ili plinskih turbina razlikujemo 3 vrste torzijskih vibracija. Kod prve vrste torzijskih vibracija, kutne vibracije su najveće, dok je na reduktoru najveći moment torzije. To se većinom događa tijekom rada u sustavima sa dugim spojkama te može biti jako opasno kada se javi u sustavima sa kraćim spojkama.

Prva vrsta torzijskih vibracija se mora pažljivo procijeniti kako bi se osiguralo da torzijski moment koji se dodaje momentu što se prenosi pri stabilnim uvjetima rada ne ugrožava rad reduktora. Inercija i faktori elastičnosti turbine i reduktora nemaju značajan učinak na prvu kritičnu brzinu.

Druga vrsta torzijskih vibracija je kada dođe do vibriranja 2 susjedna pogonska stroja npr. turbine, u suprotnim smjerovima i to se može dogoditi tijekom rada. U ovom slučaju, torzijski moment se mora procijeniti na isti način kao i kod prve kritične brzine. Primjenjujući sustav čvrstog pogona onemogućava se pobuđivanje druge vrste vibracija. Kod ovakvog pogona, 2 turbine su usklađene u radu podešavanjem dimenzija vratila na takav način da imaju istu radnu frekvenciju kao i reduktor. Kao rezultat, sva gibanja vratila obje turbine i pogonjenog stroja neće uzrokovati pobuđivanje druge vrste vibracija s obzirom na čvrstoću konstrukcije pogonskog stroja.

Treća vrsta vibracija je ona kod koje je reduktor podložan savijanju jer nema čvrstu konstrukciju. Obično se događa daleko izvan normalnog načina rada, međutim može utjecati na rad.

Npr. na brodovima glavni sustav propulzije koji koristi dizel motor kao primarni pogon zahtjeva opširne analize torzijskih vibracija kako bi se osigurao zadovoljavajući rad. Dizel motori imaju različite razine pobuđivanja. Četverotaktni motori imaju uzbude reda ½, 1, 1 ½, 2, 2 1/2, itd. Dvotaktni motori imaju uzbude reda 1, 2, 3, itd. Obično se analiziraju uzbude do 12. reda. Većina sustava dizelske propulzije na teretnim brodovima zahtijeva fleksibilnu torzijsku spojku za ublažavanje krutosti osovinskog voda koje ima i karakteristike prigušivanja kako bi se smanjile torzijske vibracije u reduktorima.

Slika 1.: Primjer dvostupanjskog reduktora (izvor)

Funkcija kućišta reduktora je osigurati odgovarajuću potporu ležajevima te spremnik ulja za prisilno podmazivanje zupčanika. Sva opterećenja ležajeva se nalaze u ravninama okomitima na os vratila. U mnogim slučajevima, posebno kod spoja sa dvostupanjskim reduktorima, kućište ležaja mora podupirati ležajeve pri različitim nagibima. Važno je da potporni sklop ima odgovarajuću čvrstoću konstrukcije kako bi se spriječila pojava bilo koje vrste mjerljivog savijanja zbog djelovanja različitog opterećenja.

Zbog različitog smjera vrtnje raznih vratila te zbog položaja opterećenja na zupčanika reduktora, može se dogoditi reakcija sile na ležajeve pod određenim kutem u odnosu na os vrtnje, pa je važno da se ovaj događaj uzme u obzir pri konstrukciji poklopca kućišta. Treba imati na umu da je za dobar rad reduktora i minimalno trošenje zupčanika potrebno da vratila rade kontinuirano i paralelno jedan u odnosu na drugi. Konstrukcija kućišta reduktora je jedan od načina da se osigura centriranje osovina pogonskog i pogonjenog stroja u odnosu na reduktor.

Konstrukcija i krutost kućišta reduktora se moraju proučiti i usporediti sa strukturom i krutosti temelja na kojima leži reduktor i sklopa kod kojeg je kućište reduktora vijcima pričvršćeno za temeljnu ploču u proizvodnom postrojenju. Kućište je kruto pričvršćeno na temelje kako bi formiralo strukturu koja će spriječiti savijanje osovinica zupčanika.

Osim kod malih pomoćnih reduktora, kućišta imaju odvojene poklopce za inspekciju kako bi se provjerilo stanje zupčanika te da se mogu kontrolirati i zamijeniti ležaji, fleksibilne spojke i ulje za podmazivanje bez potrebe za demontažom većih dijelova kućišta reduktora. Spojke koje povezuju vratila turbina sa reduktorima su također važne u određivanju bočne kritične brzine u sklopu turbina-reduktor i trebaju se uzeti u obzir pri procjeni. Kombinacija elektromotora, spojke, reduktora i pumpe čini sklop koji će torzijski vibrirati što je reakcija na impulse nastale zbog vrtnje rotora pumpe.

Problemi u radu reduktora uzrokovani su i zbog pretjerane krutosti spojke te neodgovarajućeg centriranja, i zato su potrebna stalna unaprijeđenja konstrukcije i razmjena iskustava između  operatera, održavatelja i konstruktora kako bi se omogućila zadovoljavajuća ugradnja. Prilikom ugradnje treba ispoštovati potrebne procedure i preporuke proizvođača opreme te primjeniti dobru praksu tijekom centriranja.

Koje tipove reduktora održavate? Koje probleme ste imali? Što mislite o utjecaju konstrukcije na rad reduktora? Podijelite vaša iskustva u komentarima!

Dobra praksa za popravak centrifugalne pumpe

Otklanjanje kvarova centrifugalnih pumpi je svakodnevan održavateljski posao. Svaki tehnički nepravilan popravak, svaki popravak odrađen u žurbi ili bez poštivanja pravila struke se pokaže s vremenom u vidu ponavljajućih kvarova i kratkog radnog vijeka pumpe. Za razliku od popravaka električnih strojeva gdje manjkavost popravka brzo izađe na vidjelo čim pokušate pokrenuti stroj u rad (pojave se iskre, ispadnu osigurači ili u najgorem slučaju dođe do požara), greške u mehaničkom popravku su na prvu manje očite.

Npr. zanemarite jednu dimenzionalnu provjeru potrošnih prstena, preskočite jedan korak prilikom centriranja, ignorirajte dozvoljena odstupanja za ležajeve ili nebalansirano vratilo i pumpa će nastaviti raditi, međutim pitanje je koliko dugo vremena. Nekada kontinuirani rad potraje godinu ili dvije prije novog kvara ili havarije u usporedbi s tehnički ispravnom pumpom koja bi radila 5 do 7 godina prije pojave kvara. Nakon godine dana kada se ponovi kvar zbog tehničke neispravnosti pumpe djelatnici postrojenja mogu pomisliti da je jednogodišnji rad pumpe očekivani radni vijek. Takav pristup dovodi do povećanih troškova, manje pouzdanosti u radu postrojenja te gubitku vremena i proizvoda zbog neplaniranog zastoja (uz gubljenje živaca i nepotreban stres svih sudionika).

Kada pumpa doživi veći kvar ili havariju, potreban je generalni servis. Sveobuhvatni servis zahtijeva stručnost, znanje, određeno vrijeme i fokusiranost na detalje. Tada treba napraviti sve tehnički korektne aktivnosti i dobru praksu kako bi se pumpa popravila i bila tehnički ispravna. Danas razmatramo preporuke dobre prakse za popravke centrifugalnih pumpi bez obzira na vrstu radnog medija koju prepumpavaju i tip postrojenja.

Prilikom montaže novih ležajeva potrebna su mjerenja. Ležaj je koncentričan kada se izvadi iz originalnog pakiranja i ima propisane unutarnje tolerancije koje omogućavaju neometano kretanje elemenata prilikom vrtnje vratila. Ako je vratilo predimenzionirano ili pomalo konično na mjestu ugradnje ležajeva (sjedištu) ili ako je ležajno kućište prošireno s unutarnje strane na mjestu ugradnje ležajeva, ležajevi neće zadržati oblik tijekom rada. Mogućnost ležaja da zadrži koncentričan oblik tijekom rada određuje između ostalog radni vijek.

Provjerite dimenzije ležajnog kućišta i sjedišta na vratilu kako bi osigurali pravilnu montažu tijekom servisa. Dozvoljena odstupanja su obično navedena u korisničkom priručniku pumpe ili u priručniku proizvođača ležaja. Po potrebi možete ih oboje konzultirati radi potvrde odgovarajućih dimenzija.

Ako vratilo nije istokareno tehnički ispravno, često će biti malo predimenzionirano na sjedištu ležajeva, dok će ležajno kućište s unutarnje strane biti poddimenzionirano. Takav pristup se primjenjuje zato što je lakše po potrebi dodatno potokariti metal nego ga dodavati, pa je često praksa po radionama da vratilo bude deblje a unutarnja strana kućišta šira, čime se omogućava da ostane dovoljno metala u slučaju potrebe za dodatnim tokarenjem. Ponekad se za svaki slučaj ostavi previše metala s unutarnje strane kućišta pa se ležaj ugradi i tada bude stiješnjen na obodu vanjskog prstena. Druga krajnost je da se ležaj previše proširi na unutarnjem prstenu pod djelovanjem temperature i male zračnosti te brzo otkaže. Ležaj radi samo godinu dana a mogao bi raditi minimalno 5 i više godina da je ostao dimenzionalno nepromijenjen, čime se povisuju troškovi.

Često se rotor skraćuje uklanjanjem materijala na vanjskom obodu (tkz.trimming) kako bi se poboljšale peformanse pumpe, uštedjela energija i da omogućio rad pumpe radi bliže točki maksimalne učinkovitosti Q-h krivulje. Za proračun manjeg promjera rotora se primjenjuju zakoni hidrodinamike kada npr. rotor vanjskog promjera 240 mm treba smanjiti na promjer 225mm kako bi radna krivulja pumpe bila u skladu sa zahtjevima sustava cjevovoda. Kada se uklanja materijal na tokarskom stroju, rotor je u debalansu.

Uklanjanje materijala debljine 2 mm duž čitavog oboda može dovesti do velikog debalansa čitavog rotorskog sklopa kada pumpa ima brzinu vrtnje 1500 rpm ili više. Nakon uklanjanja materijala na tokarskom stroj, rotor treba dinamički balansirati.  Ukoliko radiona nema mogućnost balansiranja rotorskog sklopa, potrebno je poslati rotor na balansiranje da se osigura pravilan rad i spriječe pojačane vibracije. Također treba provjeriti dimenzije potrošnih prstena rotora i kućišta. Kada je pumpa sastavljena i spremna za povratak u postrojenje, tada je kasno razmišljati o balansiranju.

Vratila pumpi su podložna debalansu, trošenju materijala i djelovanju prevelikog opeterćenja- Sve navedeno su mehanički problemi koji dovode do savijanja vratila. Zato se provjerava stanje vratila na tokarskom stroju. Drugi način provjere je postavljanjem vratila na 2 nosača V oblika uz komparator. Vratilo se oslanja na sjedištima V nosača i komparator se postavlja na središte vratila kao što je prikazano na slici 1.

Slika 1.: Provjera je li vratilo savijeno (izvor)

Kada vrtite vratilo nazivnog promjera 200 mm i manje, odstupanje prikazano na komparatoru ne bi smjelo biti veće od 0,05 mm. Za vratila nazivnog promjera većeg od 300 mm do 600 mm dozvoljeno odstupanje je maksimalno 0,08 mm. Ako je vratilo savijeno, tijekom vrtnje će dodatno pritiskati ležajeve i elemente brtvenice te tako skratiti njihov životni vijek.

Gotovo svi ležajevi imaju zračnosti između unutarnjeg promjera ležaja i sjedišta na vratilu. Unutarnji promjer ležaja (tj. promjer unutarnjeg prstena) je manji od promjera vratila na mjestu montaže ležaja jer se montira sa čvrstim dosjedom, stoga je potrebno ležajeve uprešati ili zagrijati kako bi se povećao promjer unutarnjeg prstena prije montaže. Ako se ležaj pregrije, doći će do nejednolikog širenja i iskrivljenja konstrukcije pa će se skratiti životni vijek.

Mehaničke radione koriste indukcijske grijače ili stožaste grijače kako bi brzo zagrijale unutarnji prsten ležaja radi montaže. Međutim, termostat na grijaču može biti van kalibracije ili ga grijač uopće nema. U tom slučaju treba koristiti infracrveni termometar za praćenje i provjeru temeperatura ležaja. Ležaj se ne bi smio zagrijavati na više od 120°C prije montaže. Pregrijavanje ležajeva također skraćuje njihov životni vijek i dovodi do preranog otkazivanja.

Sva vratila imaju tokareno zaobljenje (r) na mjestu promjene poprečnog presjeka koje određuje mjesto nalijeganja ležaja na vratilo. Lice unutarnjeg prstena ležaja se treba osloniti na zaobljenje vratila po čitavom obodu čime se postiže položaj pod pravim kutem, što je prikazano na slici 2.

Slika 2.: Položaj ležaja na vratilu (izvor)

Nakon montaže se provjera je li prisutan razmak umetanjem mjernih listića debljine od 0,02mm do 0,05mm između unutarnjeg prstena ležaja i zaobljenja vratila u smjeru kazaljke na satu u položaju 3h, 6h, 9h i 12h, dakle po čitavom obodu. Kada se ležaj montira uprešavanjem tada obično nema razmaka ili je manja vjerojatnost da će se pojaviti.

Kada se montira prethodno zagrijan ležaj, tada ga treba “pridržati” pored zaobljenog dijela na sjedištu tako da ne dođe do sužavanja ležaja kada se ohladi. Hlađenje traje barem 3 do 5 min. Ako se ležaj ostavi kraće vrijeme, kasnije će biti posljedica u vidu naprezanja materijala i ubrzanog trošenja ležaja nakon montaže. Ako ležaj nije pravilno postavljen uz zaobljenje vratila, doći će do necentričnosti ležaja pa je provjera pomoću mjernih listića bitna da bi se kasnije vratilo neometano vrtjelo.

Posljednja dobra praksa je provjera centriranost usisne i tlačne cijevi da se izbjegne povlačenje pumpe i poništavanje centriranost agregata tj. uništavanje ležajeva i brtvenica. Postavite komparatore na glavčinu pumpe kada je spojka demontirana. Jedan komparator je postavljen sa prednje strane radi očitanja horizontalnog pomaka. Drugi komparator je postavljen na vrh glavčine radi očitanja vertikalnog pomaka. Na oba komparatora kazaljke moraju u tom položaju pokazivati 0.

Potom lagano otpustite vijeke koji spajaju usisnu i tlačnu prirubnicu na pumpi sa usisnom i tlačnom cijevi. Cijevi ne treba odvojiti, samo odmaknuti za 15mm do 20 mm od prirubnica. Vijek i matice možete ostaviti na mjestu. Ako se pritom na komparatorima pokažu pomaci od 0,02 mm ili više znači da cijevi povlače agregat i potrebno je napraviti korekciju položaja cijevi prije nego što se pumpa vrati na radnu poziciju nakon generalnog servisa. Ovaj korak se često zaboravlja. Velika je vjerojatnost da će se servisirana pumpa vratiti na mjesto s postojećim cijevima i imati kraći radni vijek zbog naprezanja uzrokovanih krutim cijevima.

Koju dobru praksu preporučujete pri servisu pumpe? Što smatrate manjkavim ili suvišnim? Podijelite iskustva u komentarima!

 

9 principa konstruiranja usmjerenih prema pouzdanosti stroja

      Pouzdanosti rotacijskih strojeva treba težiti od najranijih početaka odnosno već u fazi konstruiranja ili projektiranja ako se radi o strojnom sustavu. Danas ćemo razmotriti osnovne principe konstruiranja usmjerenog kasnijem povećanju pouzdanosti stroja u radu i duljeg životnog vijeka.

1. Maksimalno pojednostavite konstrukciju i smanjite broj stacionarnih i rotacionih dijelova ili sklopova. Pouzdanost čitavog stroja (R) je jednaka umnošku pouzdanosti n-broja njegovih dijelova R₁….R_n, pri čemu pouzdanost svake komponente iznosi <1. Ukupna pouzdanost računa se po formuli:

R_ukupno = R₁ * R₂ *… * R_n

   2. Primijenite princip objedinjene konstrukcije ili unaprijedite postojeću konstrukciju. Tada se odvojeni dijelovi kombiniraju u jedan dio, čime se otklanja povećano naprezanje pojedinih dijelova, smanjuje rizik od nastanka necentriranosti, nema propuštanja radnog medija uslijed razdvajanja dijelova zbog povećanih vibracija, smanjuje se veličina površina na kojima se javlja korozija i trošenje i sl. Također, koristite metale koji su otporni na temperaturne dilatacije a izbjegnite krute materijale.

  3. Smanjite broj površina koje su u kontaktu zbog klizanja i smanjite broj dijelova koji imaju površine podložne trošenju, poput broja ležajeva. Omogućite fleksibilnost među dijelovima. Također smanjite mjesta mehaničkog naprezanja komponenti tako što će one imati maksimalno dozvoljeni promjer zaobljenja ili nagib skošenja.

  4. Uključite faktor sigurnosti za sve načine nastanka kvara. Većina konstruktora je svjesna rizika nastanka kvara i uključuje faktore sigurnosti (ili kako bi stariji kolege rekli, faktor sigurnosti = faktor neznanja) za kvarove nastale uslijed mehaničkih naprezanja, međutim rijetki konstruktori u proračune uključe faktore sigurnosti za kvarove nastale radi otkazivanja ležajeva, nedostatka podmazivanja, korozije, erozije i sl. Prilikom konstruiranja rotacijskih strojeva treba uključiti faktore sigurnosti 10 potencijalnih načina nastanka kvarova.

  5. Koristite direktan prijenos sile, minimalno koristite indirektan način prijenosa.

 6. Smanjite broj dijelova koji su podložni naprezanju uslijed savijanja. Koristite pogonska vratila izrađena od metala koji imaju povećanu krutost.

  7. Dodajte paralelnu redundanciju uz svaki način nastanka kvara, tj. povećajte pouzdanost ugradnjom dvaju istovjetnih dijelova. Ako nije moguće konstrukcijski otkloniti uzrok nastanka torzijskog loma određene komponente, koristite dodatnu istovjetnu komponentu kako bi stroj nastavio s radom čak ako dođe do loma, čime će se povećati sigurnost u radu. Pouzdanost paralelnih dijelova koji rade zajedno se računa po formuli:

R_par = 1-(1 – R₁)*(1-R₂)

 8. Povećajte zračnost između pokretnih i nepomičnih dijelova. Ležajevi su jedina iznimka. Gdje god je moguće, izbjegnite nagomilavanje brtvenih prstenova.

9. Konstruirajte stroj kod kojeg su eliminirani kvarovi nastali zbog grešaka u konstrukciji pojedinačnih dijelova te sklopova, i u konačnici čitavog stroja.

*** Koje principe konstruiranja ste primjenjivali? Podijelite svoja iskustva u komentarima!