WPROWADZENIE
Pomijając zagadnienia związane z procesami technologicznymi zachodzącymi wewnątrz
walczaka obrotowego, można przyjąć, że pojęciem podstawowym stanowiącym bazę do
rozważań o poprawności eksploatacyjnej obiektu, jest problem jego równowagi mechanicznej.
Pojęcie to stanowi zagadnienie ogólne, aczkolwiek fundamentalne z punktu widzenia
teorii eksploatacji walczaków obrotowych. Jest ono pojęciem niezwykle obszernym
obejmującym wiele zagadnień z zakresu statyki jak i dynamiki. W uogólnieniu mówi
się o poprawnej równowadze mechanicznej jako o stanie optymalnego rozkładu sił działających
na układ nośny i płaszcz walczaka oraz o stanie optymalnego rozkładu naprężeń, dla
danych cech konstrukcyjnych, kinematycznych i eksploatacyjnych obiektu.
Rozkład sił może być analizowany zarówno z punktu widzenia wytrzymałości i trwałości
elementów wchodzących w skład walczaka jak również z punktu widzenia zapewnienia
stabilności jego ruchu osiowego. Dla pełnego ukazania zależności rządzących procesami
zużyciowymi elementów oraz zależności determinujących ruchy osiowe obiektu, niezbędna
jest pełna znajomość geometrii obiektu. Geometria obiektu obejmuje takie czynniki
jak konfiguracja układu nośnego, stan powłoki oraz parametry sekcji napędowej. Znajomość
tych czynników, w powiązaniu ze znajomością parametrów eksploatacyjno-technologicznych
obiektu, daje możliwość wnioskowania o jego stanie.
GEOMETRIA UKŁADU NOŚNEGO
Z agadnienie geometrii układu nośnego sprowadza się do określenia wymiarów elementów
wchodzących w skład układu oraz do znalezienia wzajemnej relacji między osiami obrotów
tych elementów dla danych parametrów eksploatacyjnych. Ponadto geometria układu
nośnego daje jakościowy pogląd na tzw. siły reakcji osiowych rolek nośnych.
Kluczem do poznania stanu geometrii układu nośnego jest więc określenie takich parametrów
jak średnice rolek nośnych i pierścieni biegowych, określenie wzajemnej relacji
położenia między ich osiami geometrycznymi w ramach pojedynczej podpory oraz określenie
ich wzajemnej relacji położenia w odniesieniu do całości obiektu.
Na bazie pomiarów geometrii układu nośnego między innymi uzyskać można takie parametry
jak:
- przebieg osi geometrycznej układu nośnego w płaszczyźnie poziomej i pionowej,
- skoszenia poziome i pionowe rolek nośnych względem lokalnej osi układu nośnego z
uwzględnieniem wynikowych zwrotów sił osiowych reakcji rolek na pierścienie biegowe,
- wartości i kształt zużyć bieżni tocznych rolek i pierścieni.
GEOMETRIA PŁASZCZA
Stan powłoki określany jest stanem parametrów jego poszczególnych przekrojów. Stan
pojedynczego przekroju scharakteryzować można wartością i kątem wektora mimośrodowości
oraz rozkładem deformacji lokalnych na jego obwodzie. Dokonując pomiarów w odpowiednio
gęsto rozlokowanych przekrojach uzyskać można rozkład tych parametrów wzdłuż osi
całego obiektu.
Daje to pogląd na stan osi geometrycznej płaszcza na długości walczaka jak również
umożliwia określenie mapy deformacji całego lub też jego fragmentów. Odniesienie
pomiarów w poszczególnych przekrojach od bazy pomiarowej tożsamej z bazą pomiarową
przyjętą dla pomiarów układu nośnego daje dodatkową możliwość analizy wzajemnego
wpływu parametrów geometrii płaszcza i geometrii układu nośnego, co zapewnia uzyskanie
pełnego obrazu stanu obiektu. Osiowość "rury" walczaka kojarzona jest często jedynie
z prawidłowym ustawieniem rolek nośnych. Jest to rozumowanie błędne. Nierzadki jest
przypadek nieosiowości rury (lokalne wykorbienie) przy prawidłowo ustawionej geometrii
rolek nośnych, czy też sytuacja odwrotna tj. nieprawidłowo ustawione elementy układu
nośnego przy poprawnej osiowości płaszcza.
GEOMETRIA SEKCJI NAPĘDOWEJ
Zaliczamy do nich między innymi parametry osadzenia wieńca zębatego w stosunku do
osi obrotu walczaka, poprawność zazębienia wieńca z zębnikiem oraz osiowość pozostałych
elementów wchodzących w skład sekcji napędowej. Stan geometrii sekcji napędowej
pozostaje nie bez wpływu na pracę obiektu jako całości.
NOVUM PODEJŚCIA
Firma nasza dysponuje szerokim wachlarzem metod pomiarowych poszczególnych czynników
przy wykorzystaniu specjalizowanego sprzętu najwyższej klasy.
Z tego też względu pomiary geometrii układu nośnego, jak również pomiary geometrii
płaszcza i parametrów sekcji napędowej mogą być realizowane zarówno w warunkach
pełnej eksploatacji walczaka jak również w okresie jego przestoju.
W pierwszym przypadku - tzw. metodzie gorącej, do analizy układu brane są parametry
rzeczywiste. W przypadku tzw. metody zimnej, przy czynnościach analitycznych istnieje
możliwość zasymulowania warunków eksploatacji uwzględniając między innymi potencjalny
rozkład temperatur i potencjalne wartości nadaw procesu technologicznego zachodzącego
wewnątrz obiektu. Powiązanie pomiarów układu nośnego z pomiarami stanu płaszcza
pozwala wnioskować o wzajemnym wpływie tych parametrów i uwzględniać ten fakt przy
wyznaczaniu nastaw korekcyjnych położenia czopów rolek. Powiązanie pomiarów geometrycznych
z profesjonalnym przeglądem obejmującym określenie rozkładu temperatur, pomiary
bezpośrednie sił reakcji osiowych rolek nośnych oraz analizę odkształceń elementów,
dla danych parametrów kinematycznych, eksploatacyjnych i warunków otoczenia, daje
możliwość kompleksowego podejścia do problemu określenia równowagi mechanicznej
obiektu.
ZASTOSOWANIE
Analiza osiowości ma zastosowanie przy określaniu stanu walczaków obrotowych o znacznych
gabarytach typu piece, spalarnie, suszarnie, chłodniki, kalcynatory, krystalizatory,
mieszalnie itp. Z powodzeniem można ją również stosować do obiektów nie posiadających
typowego (rolkowego) układu nośnego czyli do np. wszelkiego rodzaju młynów łożyskowanych
ślizgowo i innych urządzeń o podobnej konstrukcji.
Dzięki swojej uniwersalności, analiza osiowości ma zastosowanie we wszystkich etapach
"życia" obiektu:
- w trakcie budowy obiektów nowych - jako wyznacznik jakości montowanego walczaka,
- w trakcie eksploatacji obiektu - jako narzędzie diagnostyczne i wyznacznik wartości
nastaw regulacyjnych,
- w okresach przed-remontowych - jako określnik zakresu prac modernizacyjnych,
- w trakcie prac remontowych - jako wyznacznik jakości ich przeprowadzenia.
ZALETY
- zmniejszenie awaryjności wymurówki - dotyczy w szczególności pieców. Właściwe wyosiowanie
układu zwiększa żywotność wykładziny, zmniejszając ilość i czas przestojów obiektu,
- zmniejszenie mocy potrzebnej do obrotu obiektu. Przestudiowane przypadki obiektów
po ich regulacji osiowości pokazują, że zużycie energii elektrycznej może zostać
zredukowane nawet o 30%,
- ograniczenie procesów zużyciowych elementów obiektu,
- wydłużenie okresu użytkowania elementów obiektu, a w szczególności pierścieni, rolek
nośnych i ich wałów oraz łożysk,
- uniknięcie efektu zwiększonych temperatur na łożyskach,
- zmniejszenie prawdopodobieństwa wystąpienia pęknięć płaszcza walczaka.
Optymalizacja rozkładu nacisków na styku poszczególnych pierścieni z płaszczem poprzez
wyosiowanie układu zapobiega powstawaniu znacznej koncentracji naprężeń oraz minimalizację
wartości ugięć osi geometrycznej płaszcza.
Analiza osiowości jest wspaniałym narzędziem obsługowym. Zapewnia ona wczesne wykrycie
problemu, co wiąże się ściśle z możliwością precyzyjnego planowania przestojów remontowych
i określania zakresu prac w trakcie nich wykonywanych.
A wszystko po to by osiągnąć jak najwyższą sprawność i trwałość obiektu.
Przeglądy mechaniczne walczaków obrotowych obejmujące analizę ich osiowości wraz
z nadzorem nad wdrażaniem nastaw korekcyjnych to wiodący kierunek specjalizacji
naszej firmy.
Do dyspozycji Państwa stawiamy lata doświadczeń oraz wysokiej klasy sprzęt pomiarowy.
Kompleksowa obsługa proponowana przez naszą firmę stanowi gwarancję uwzględnienia
wszystkich czynników determinujących poprawną eksploatację obiektu typu walczak
obrotowy.
Szczegółowy opis stosowanej metody oceny stanu osiowości układów nośnych, płaszczy
i sekcji napędowych znaleźć można w artykule
ART_003 (patrz dział
publikacje firmowe).
Patrz również: