Sprężarki z przekładnią zespoloną: nadzór stanu technicznego w aspekcie polityki utrzymania ruchu (cz. 1)

​​

Sprężarki przynależące do grupy „sprężarek z przekładnią zespoloną” (=SzZP) – przykład takiej sprężarki pokazano na rys. 1 [1] – są najchętniej dostarczane przez producentów z bardzo ograniczonym systemem nadzoru i zabezpieczeń. Rozwiązanie to jest akceptowalne dla maszyn podlegających prewencyjnemu UR, natomiast jest już trudniej akceptowane w przypadku sprężarek pracujących w jakimś systemie produkcyjnym jako maszyny krytyczne. Maszyny krytyczne każdego systemu produkcyjnego powinny być objęte UR bazującym na ciągłej ocenie bieżącego ST (np. predykcyjnym lub nawet proaktywnym UR).

W artykule omówiono zróżnicowanie w konstrukcji tego typu maszyn, które wpływa na zróżnicowanie pomiarów realizowanych przez system monitorowania ich ST oraz opisano modelowe rozwiązania systemu nadzoru w zależności od stopnia krytyczności maszyny oraz przypisanej jej polityki UR.

Zróżnicowanie konstrukcyjne SzZP

SzZP cechują się zróżnicowaną konstrukcją i w konsekwencji prezentują zróżnicowane potrzeby w zakresie pomiarów wykorzystywanych dla ich systemów monitorowania i zabezpieczeń. Zróżnicowanie wynika przede wszystkim z różnej liczby wirników oraz ze zróżnicowania rozwiązania sposobu równoważenia siły osiowej generowanej przez wirniki.

Na rys. 2 pokazano schematy kinematyczne SzZP posiadających od 1 do 8 stopni sprężania i w konsekwencji zróżnicowaną liczbę łożysk nośnych.

 Dla SzZP w zróżnicowany sposób realizowane jest równoważenie siły poosiowej generowanej przez wirnik. W tym celu wykorzystywane jest to łożysko oporowe indywidulane dla każdego wału sprężarki napędzanego przez duże koło zębate, bądź też siły poosiowe wywiązujące się w każdym napędzanym wale, które są równoważone z pomocą pierścieni oporowych współpracujących z tym dużym kołem, które jest pozycjonowane poosiowo z pomocą łożyska oporowego. Oba rozwiązania zostały schematycznie pokazane na rys. 3 i 4.

Na rys. 3 pokazano sposób równoważenia się sił poosiowych wału z wirnikami pozycjonowanymi osiowo za pomocą pierścieni oporowych współpracujących z powierzchnią boczną dużego koła zębatego, tak jak to pokazano na rys. 3A, C oraz B [2]. Sumaryczne siły poosiowe z każdego stopnia są równoważone przez łożysko oporowo-nośne wału napędowego SzZP.

Na rys. 4 pokazano sposób równoważenia się sił poosiowych z pomocą łożysk wzdłużnych indywidulanych dla każdego wału z wirnikami. Wał napędowy także może mieć wzdłużne łożysko oporowe (nie jest ono zaznaczone na schemacie). Tak więc w tej sytuacji siły poosiowe generowane przez jeden lub dwa wirniki utwierdzone do pojedynczego wału satelitarnego są równoważone przez łożysko wzdłużne tego wału.

 W SzZP wszystkie łożyska, zarówno te nośne, jak i oporowe, są typu ślizgowego.

Pobudzenia w SzZP

Kluczowym podzespołem SzZP jest jej przekładnia. Koła zębate są zazwyczaj produkowane przez specjalizowanego poddostawcę i dostarczane jako podzespoły do producenta sprężarki. Postacie drgań własnych, charakterystyki drgań oraz hałasu generowanych przez przekładnię powinny podlegać wnikliwej analizie. Podczas jej prowadzenia należy...