ارتعاش در کوره های دوار با سیستم محرک چرخ دنده و پینیون

چندین مکانیزم محتمل برای توضیح ارتعاشات در کوره دوار وجود دارد
1- انتقال بار از یک دندانه پینیون به دندانه بعدی ممکن است دارای یک جزء ضربه‌ای باشد. ارتعاشات محرک کوره توسط انتقال ناگهانی بار از دندانه درگیر پینیون به دندانه بعدی حفظ می‌شود. انتقال بار ممکن است ناگهانی باشد به دلیل الف) پروفایل دندانه‌ها فرسوده شده است ب) فاصله ریشه (Root clearance) دندانه بیش از حد است.
2- طراحی چرخ دنده‌ها، بصورت مارپیچ انتقال نرم بار از دندانه به دندانه بعدی را تضمین می‌کند زیرا بار در زمان انتقال توسط دو دندانه مجاور تقسیم می‌شود. برای این همپوشانی بار، باید حداقل 80 درصد تماس در عرض دندانه‌های چرخ دنده وجود داشته باشد. تماس پینیون با چرخ دنده اصلی اغلب کمتر از 80 درصد مورد نیاز است به دلایل الف) عدم تراز محوری(Axial Runout) چرخ دنده اصلی باعث کاهش تماس چرخ دنده با پینیون می‌شود ب) پینیون برای بیشترین تماس مطابق با عدم تراز محوری(Axial Runout) داده شده، تنظیم نشده است.
چرخ دنده دارای یک عدم تراز محوری(Axial Runout) است که الگوی موج سینوسی را دنبال می‌کند. تنظیم بهینه پینیون نیازمند تماس کامل در یکی از نقاط اوج موج سینوسی عدم تراز محوری(Axial Runout) چرخ دنده است. این امر بیشترین درصد میانگین تماس را برای عدم ترازی محوری(Axial Runout) چرخ دنده اصلی داده شده، فراهم می‌کند.
3- اغلب اهرم کافی برای مکانیزم پایه های پینیون وجود دارد تا اجازه دهد پینیون در پاسخ به فشار دندانه پینیون به سمت محور کوره جابجا شود. چنین جابجایی موجب بروز تنش در پایه پینیون می‌شود. این تنش‌ها هر زمان که شرایط فشار دندانه اجازه دهد، با حرکت پینیون به موقعیت “آرامش” تسکین می‌یابد. (به عنوان مثال، چنین آرامشی می‌تواند زمانی رخ دهد که یک چرخ دنده به نقطه فرسوده شده در پروفایل چرخ دنده دیگر برخورد کند). اگر این نوسان فشار دندانه با فرکانس تشدید کوره همزمان باشد، دامنه‌های ارتعاش در مکان‌های غیرقابل پیش‌بینی روی محور کوره بسیار بالا خواهد رفت. ارتعاشات پیچشی می‌توانند دور از چرخ دنده رخ دهند و معمولاً در این مکان‌ها مارپیچ آجری اتفاق می‌افتد. ارتعاشات شعاعی بدنه می‌تواند در پایه محرک رخ دهد و باعث فرسایش شدید چرخ دنده‌ها، کوپلینگ های با سرعت کم ، چرخ دنده های کاهنده سرعت و یاتاقان‌های روی شفت با سرعت کم، میشود.
4- ارتعاشات محرک می‌تواند ناشی از شرایط خمیدگی بدنه کوره باشد. چنین شرایطی باعث تغییر بار پایه در طول یک چرخش کامل کوره می‌شود. اگر بار پایه روی پایه محرک از یک آستانه حداقل کمتر شود، پایه توانایی استهلاک حرکت شعاعی بدنه را از دست می‌دهد. (بدون فشار از غلتک به رینگ و به بدنه کوره، فاصله بسیار طولانی دهانه کوره بین دو پایه بالا و پایین از پایه محرک به لحاظ شعاعی ناپایدار است). حرکت شعاعی بدنه منجر به نوسانات فشار دندانه و چرخه بارگذاری می‌شود. در این شرایط، ارتعاش اجتناب‌ناپذیر است.
5- مهم است توجه داشته باشید که ارتعاشات تشدیدی تنها زمانی رخ می‌دهند که فرکانس تماس دندانه نزدیک به فرکانس طبیعی سیستم کوره باشد. این بدان معنی است که این شرایط بسیار حساس به سرعت کوره است (سرعت کوره، فرکانس تماس دندانه را تعیین می‌کند). ممکن است کوره در سرعت‌های عادی بسیار پایدار باشد اما در سرعت‌های گذرا، هنگامی که کوره سرد یا به دمای عملیاتی می‌رسد، دچار ارتعاشات مخرب شود.
6- فرکانس طبیعی ارتعاش یک جسم تابعی از معکوس جذر جرم آن است. این بدان معنی است که ارتعاشات با دامنه نامطلوب ممکن است در زمانی که رسوب شدید مواد در بخش‌هایی از کوره وجود دارد رخ می‌دهد. به عبارت دیگر، ممکن است این شرایط از طریق بازرسی‌های دوره‌ای کوره، زمانی که رسوب سنگین وجود ندارد، تشخیص داده نشود.
7- اگر سیستم کنترل موتور محرک کوره در یک بازه زمانی نزدیک به فاصله زمانی بین دو دندانه متوالی چرخ دنده به تغییر سرعت واکنش نشان دهد، چرخه بارگذاری محرک با ویژگی‌های تشدیدی می‌تواند رخ دهد. برخی سیستم‌های کنترل موتور دارای یک مقاومت متغیر هستند که می‌تواند زمان واکنش به تغییر سرعت پینیون را تغییر دهد. اگر ممکن است، واکنش باید به نصف فاصله زمانی تماس دندانه‌ای میرا شود. به این ترتیب، سیستم کنترل موتور تمایل به میرایی ارتعاشات محرک در مقابل تشدید آن را خواهد داشت.
8- حداکثر دامنه ارتعاش در اوج شرایط می‌تواند آنقدر پایین باشد که اگر به دنبال آن نباشید، تشخیص داده نمی‌شود. با این حال، ارتعاشات معمولاً با نوسانات فشار دندانه‌ای همراه هستند، به طوری که حداکثر فشار دندانه‌ای می‌تواند یک مرتبه از فشار طراحی بیشتر باشد. چنین نوسانات فشار دندانه‌ای باعث سایش شدید و فرسایش زودرس می‌شوند. یک سیستم چرخ دنده می‌تواند در عرض شش ماه نابود شود اگر نوسانات فشار دندانه‌ای به اندازه کافی بزرگ باشند. (بیشتر سایش چرخ دنده ناشی از نوسانات فشار دندانه‌ای بالا و گرانروی نامناسب روانکار چرخ دنده است). ارتعاشات محرک بهتر است با اندازه‌گیری جابجایی یاتاقان‌های پینیون با یک ساعت اندازه‌گیر تشخیص داده شوند. (ساعت اندازه‌گیر باید مستقل از پایه پینیون نصب شود).
توصیه‌ها
1- برای اطمینان از انتقال نرم بار از دندانه به دندانه، تماس دندانه‌ای بین پینیون و چرخ دنده اصلی را با تنظیم فاصله ریشه (Root Clearance) پایین در دماهای عملیاتی، بیشتر کنید. برخلاف تصور رایج، خطوط گام (Pitch Line) در دمای افزایش کوره از هم جدا می‌شوند. خطوط گام باید هنگامی که کوره سرد است، با هم‌پوشانی جزئی تنظیم شوند. با افزایش دمای کوره، موقعیت ساعت 12 جداره در محل چرخ دنده حدود 8/3 اینچ بالا می‌رود؛ ارتفاع موقعیت ساعت 6 جداره تغییر نمی‌کند؛ ارتفاع مرکز جداره 16/3 اینچ بالا می‌رود. از آنجایی که چرخ دنده روی خط مرکزی جداره قرار دارد، با افزایش قطر کوره (به دلیل انبساط حرارتی)، چرخ دنده بالا می‌رود. هنگامی که چرخ دنده بالا می‌رود، خطوط گام چرخ دنده و پینیون از هم جدا می‌شوند. خلاصه اینکه، برخلاف رویه‌های مبتنی بر باور، جداشدگی خط گام در یک کوره سرد باید حداکثر صفر باشد.
2- پایه پینیون را برای جلوگیری از حرکت احتمالی آن عمود بر محور کوره، پایدار کنید. چنین حرکتی در پاسخ به نوسانات فشار دندانه‌ای رخ می‌دهد. این پایدارسازی می‌تواند با جوشکاری پایه‌های کمکی در محل‌های یاتاقان پینیون انجام شود.
3- کوره را از نظر وجود خمیدگی که ممکن است با میرایی حرکت شعاعی جداره در محل پایه محرک تداخل داشته باشد، بررسی کنید. بهترین روش برای بررسی خمیدگی، اندازه‌گیری حرکت جانبی مراکز رینگ ها در طول چرخش کوره است. چنین اندازه‌گیری‌هایی باید جزء دامنه کار برای هر بار تراز کوره باشد. تجزیه و تحلیل پروفایل جداره یک روش بی‌فایده برای اندازه‌گیری علائم خمیدگی (یا هر هدف دیگری) است، برخلاف ادعاهای شرکت‌هایی که این سرویس را ارائه می‌دهند.
4- امکان میرایی ارتعاشات محرک را از طریق تنظیمات متغیرهای سیستم کنترل موتور بررسی کنید.
تحلیل صحیح مشکلات مربوط به پایداری کوره نیازمند دانش عمیق در مورد متغیرهای درگیر است. اگر اطلاعات فوق چیزی است که قبلاً ندیده‌اید، ارائه دهنده سرویس کوره شما از تخصص مورد نیاز شما برخوردار نیست. لطفاً برای راه حل‌های قابل اعتماد در زمینه تمام مشکلات مربوط به کوره دوار با شرکت ما تماس بگیرید.ما بهترین منبع برای اطلاعات فنی معتبر در مورد کوره‌های دوار هستیم که منطقی به نظر می‌رسند.