Kardan Şaft Kritik Hız Problemi
Problem Tespiti:

-
Resonance Institute teknik ekibi bir titreşim problemi çözümü amacıyla aşağıda bilgileri verilen ekipmanın bulunduğu fabrikayı ziyaret etmiştir:
-
Soğuk hadde motor-redüktör seti
-
Üretim için kritik öneme sahip
-
900 – 1500 RPM aralığında değişken motor hızı
-
Motor 1500 RPM’de çalışırken dişli kutusu çıkışında yüksek genlikli 1X ve 2X tepelerine rastlanmıştır
-
İlk tahminler problemin kardan şaft hizasızlığından kaynaklandığını kanıtlar niteliktedir. Fakat sonrasında yapılan kardan şaft hiza kontrol ölçümleri, hizasızlık seviyesinin kabul edilebilir sınırlar içerisinde olduğunu göstermiştir.
-
Detaylı analiz yapabilmek amacıyla redüktör üzerinden bir hızlanma testi gerçekleştirilmiştir. Bu test sonrasında kardan şaft 1X ve 2X tahrik frekanslarının, doğal frekans bölgesine girdiği, bu nedenle de motor 1500 RPM’e yaklaşırken rezonans durumunun oluştuğu anlaşılmıştır.

Rezonans-1 22-25Hz
Rezonans-2
34-45Hz
Ek Ölçümler:

-
Rezonans durumunun varlığı kanıtlanmış fakat makine operasyonel devirlerinin, rezonans durumunu engelleyecek şekilde değiştirilemeyeceği anlaşılmıştır.
-
Genel olarak rezonans durumu, ekipman kaidelerinin zayıf olması nedeniyle oluşmaktadır. Fakat bu ekipman, oldukça rijit bir betonarme kaide üzerinde bulunmaktadır.
-
Kardan şaft uzunluğu~5 metre olduğu için, analiz uzmanının aklında bir soru belirmiştir; “bu gözlemlenen rezonans, şaft kritik hızları nedeniyle oluşuyor

Rezonans-1 22-25Hz
Rezonans-2
34-45Hz
-
Analiz uzmanı, aklındaki şüpheden yola çıkarak, alt ve üst kardan şaftlar üzerinde darbe testleri gerçekleştirmiştir. Testler sonucunda yaklaşık olarak hızlanma testlerinde gözlemlenen frekanslara yakın bölgelerde eğilme doğal frekanslarının varlığı kanıtlanmıştır.
-
Hızlanma testi ve darbe tesleri arasındaki küçük farkların, operasyonel durumda şaft üzerinde oluşan kuvvetlerden kaynaklandığı düşünülmektedir (Şaft hızlanması aşamasında oluşan kuvvetler şaft rijitliğini artırıyor olabilir)
Düzeltme Metodları:
-
Tasarımda Değişim: Şaft tasarımında yapılacak bir değişim, şaft kritik hızlarının daha güvenli bir frekans aralığına kaydırılmasını sağlayabilir (1X ve harmonikleriden uzağa). Kütle ve direngenlik oranlarında değişim yapılarak bu gerçekleştirilebilir. Bu aksiyon kök nedenin çözülmesini sağlayacaktır.
-
Kardan Şaft Taşıyıcı Yapısı Yerleştirilmesi: Rezonans bölgelerinin kaydırılması için, kardan şaft taşıyıcı yapısı uygulanabilir. Bu uygulama aynı zamanda dişli kutusu ve hadde yataklarındaki yükün azalmasını sağlayabilir.
-
Zorlanmış Titreşimlerin Giderilmesi: Balanssızlık ve/veya hizasızlık nedeniyle oluşan küçük kuvvetler, rezonans bölgesinde etkili olduklarında yüksek genlikli titreşimlere neden olabilirler. Bu kuvvetleri giderebilmek için şaft üzerinde balans alma (şaftta eğiklik durumu var ise şaftın düzeltilmesi) ve hizalama çalışmaları yapılabilir. Bu çalışmalar titreşim genliklerinin düşürülmesine yardımcı olabilir.
Düzeltme Metodları:
-
Yüksek titreşim seviyeleri nedeniyle, hadde tezgahı tam devir / yükte çalışmamaktaydı.
-
Hazırlanan titreşim analiz raporu sonrasında, kardan şaftın tasarımını yapıp üreten firma bir süpervizör gönderdi. Süpervizörün tavsiyesi ile kardan muylu toleranslarında değişiklik yapılmış, bu durum da titreşim problemini gidermiştir. Bu tolerans değişikliği sonucunda, şaft kritik hızlarının daha güvenli bir frekans bölgesine kaydırıldığı düşünülmektedir.
-
Bu değişiklikten sonra müşteri, titreşim seviyelerinin ”Kabul edilebilir” sınırların da altında olduğunu belirtmiştir. Hat olması gerektiği gibi istenildiği takdirde tam devir / yüke herhangi bir problem yaşamadan çıkabilmektedir.