پایان نامه عیوب ماشین آلات دوار (ترک) ،مهندسی مکانيک | شبیه سازی، برنامه نویسی، پایان نامه

پایان نامه عیوب ماشین آلات دوار (ترک) ،مهندسی مکانیک

---

عنوان: پایان نامه عیوب ماشین آلات دوار (ترک) ،مهندسی مکانیک

رشته:  پروژه تخصصی دوره کارشناسی‌،مهندسی مکانیک گرایش حرارت و سیالات

فرمت فایل: WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحه: ۱۳۷

 

چکیده:

در فصل دوم راههای تشخیص و پیش بینی عیوب موجود در ماشین الات دوار نیروگاهی مورد بحث و بررسی قرار می گیرد.هم چنین انالیز رفتار دینامیکی ماشین و نمایش دادن تابع تبدیل در منحنی نایکوئیست انجام می گیرد.انجام بازرسی های متناوب و تستهای ماهانه طبق دستورالعمل کارخانه سازنده و تهیه چک لیست برای هر ماشین باعث افزایش طول عمر مفید ان نیز می گردد.محاسبه فرکانسهای تشدید و طبیعی سیستم و ارزیابی انها با مقادیر نرمال دستگاه و هم چنین راههای انجام موفقیت آمیز نت در یک سیستم نیروگاهی باید چگونه اجرا شود.

در فصل سوم روشی غیر مخرب جهت تعیین فرکانس و تشخیص موقعیت ترک در یکی از مهمترین اجزای سازه های هوایی یعنی شفت ها، با استفاده از روش ماتریس انتقال ارائه شده است. این تحلیل فرکانسی در حالتی صورت گرفته که شفت ترک دار، فاقد سرعت دورانی می باشد. در این تحلیل از تئوری تیر تیموشنکو استفاده شده است. همچنین ترک به صورت باز مدل شده تا از رفتار غیر خطی آن صرفه نظر شود. نتایج حاصل از این روش برای دو شفت متفاوت، یکی شفت ساده و دیگری شفت دارای دو دیسک و پله مورد بررسی قرار گرفته و فرکانس حاصل از شفت ترک دار با شفت بدون ترک مقایسه گردیده است که تاثیر ترک را روی تحلیل ارتعاشی شفت تیموشنکو نشان می دهد. همچنین به کمک ترسیم شکل مد برای شفت دارای پله و دیسک در دو حالت ترک دار و بدون ترک به ازای فرکانس طبیعی اول، موقعیت ترک نیز تشخیص داده می شود. در پایان نتایج به دست آمده از روش ماتریس انتقال با نتایج تجربی برای شفتی دو سر مفصل و دارای لبه های آزاد مقایسه گردیده است که نشان دهنده ی دقت عالی روش ماتریس انتقال می باشد.

در چهارم روشی غیر مخرب جهت تعیین فرکانس و تشخیص موقعیت و عمق ترک در  شفتهای دوار، با استفاده از روش ماتریس انتقال و بر اساس تئوری تیر تیموشنک و ارائه شده است. در شفتهای دوار ترک دار، ترکها میتوانند تحت زوایای مختلفی نسبت به یکدیگر قرار گیرند. وجود ترک در شفتها، انعطاف پذیری محلی را تغییر داده و کاهش فرکانس طبیعی را به دنبال خواهد داشت. نتایج حاصل از تحلیل فرکانسی با استفاده از روش ذکر شده، برای شفتهای دواری با شرایط مرزی مختلف، شکلهای هندسی و  تعداد ترکهای متفاوت مورد بررسی قرار گرفته و به کمک این تحلیلهای فرکانسی، موقعیت ترک به دست آمده است.  مزیت روش پیشنهادی برای تشخیص موقعیت ترک در  این است که تنها با استفاده از داده های فرکانسی شفت ترک دار میتوان موقعیت ترک های احتمالی در سیستم را تعیین کرد. همچنین، برای حالتی که شفت دوار فقط دارای یک ترک باشد، روشی جهت تخمین عمق ترک شرح داده شده است.  به منظور تایید نتایج حاصل از تحلیل فرکانسی به روش ماتریس انتقال، این نتایج با داده های حاصل از  پژوهشهای تجربی مقایسه شده است که توافق بین پاسخها نشان دهنده صحت روش به کاربرده شده میباشد.

در فصل پنجم معادلات حرکت برای محور دوار ترک دار بر روی تکیه گاه های انعطاف پذیر بدست آورده شده است. از مکانیک شکست برای محاسبه مقادیر سختی محور دارای ترک استفاده شده است. نتایج شبیه سازی در سه حوزه زمان، فرکانس و نمودارهای مداری بررسی شده است و در حل معکوس برای تشخیص پارامترهای ترک مورداستفاده قرار گرفته شده است. از نتایج مهم بدست آمده می‌توان به حساسیت دامنه هارمونیک دوم در پاسخ فرکانسی و همچنین وابستگی نمودارهای مداری به زاویه بین ترک و نابالانسی اشاره کرد. از رابطه پاریس- اردگان برای پیش بینی نرخ رشد ترک و پیش بینی عمر مفید باقیمانده محور استفاده شده است.

در زمینه ایجاد توازن میان دستگاه با ارتعاش بالا ، استفاده از روش های رایج تعیین وزن تعادل می کند نتایج عملکرد رضایت بخش نیست.. تجزیه و تحلیل دلایل نشان می دهد که برای این تغییر وجود دارد به دو گروه اصلی از محدودیت های ایجاد توازن در بهره وری : نیروهای مختلف طبیعت ساده از اختلال مشاعر پیدا کردن تحریک که چرخش ارتعاش را در فرکانس و وجود برخی نواقص در دستگاه است که می تواند مکانیکی خواص از ماشین است.. ماهیت این نیروها و روش برای تشخیص عیوب ماشین و واحدهای پشتیبانی از پایه آن است که می تواند تعادل استفاده شده توسط کارشناسان در حال بحث شده است.

 

 

 

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                            صفحه

فصل اول: مقدمه

۱-۱- مقدمه.

۱-۲- سیستم مانیتورینگ ماشین های دوار MMS.

۱-۳- اندازه گیری های ارتعاشی..

۱-۴- شرح انواع سنسور های MMS…

۱-۴-۱- ارتعاشات مطلق بدنه.

۱-۴-۲- ارتعاشات نسبی شافت…

۱-۴-۳- ارتعاشات مطلق شافت…

۱-۴-۴- وضعیت بلبرینگ BC..

۱-۴-۵- موقعیت محوری..

۱-۴-۶- خارج از مرکزی.

۱-۴-۷- موقعیت شعاعی شافت…

۱-۴-۸- سرعت، تغییرات سرعت و جهت چرخش.

۱-۴-۹- انبساط نسبی.

۱-۴-۱۰- انبساط مطلق بدنه.

۱-۴-۱۱- درجه حرارت..

۱-۴-۱۲- پارامترهای فرآیند.

۱-۵- ارتعاشات چیست؟.

۱-۶- آنالیز ارتعاشات و پایش وضعیت در ماشین‏آلات دوار

۱-۷- ارتعاشات به عنوان مشخص‏کننده وضعیت تجهیز.

۱-۸- امکانات مورد نیاز برای اجرای آنالیز ارتعاشات..

۱-۹- حسگرهای ارتعاش‏سنجی..

۱-۱۰- بررسی روش‏های اجرای آنالیز ارتعاشات.

۱-۱۱- تحلیل مقدار کلی ارتعاشات..

۱-۱۲- آنالیز فرکانسی.

۱-۱۳- تحلیل شکل موج زمانی ارتعاش..

۱-۱۳-۱- تحلیل زاویه فاز

۱-۱۳-۲- تحلیل زاویه فاز

فصل دوم: تشخیص و پیش بینی عیوب ماشین الات دوار

۲-۱- چگونگی تعیین تناوب انجام بازرسی ها

۲-۱-۱-  بحرانی بودن ماشین  :

۲-۱-۲- عمر ماشین  :

۲-۲- تکنیکهای CM مورد استفاده جهت ردیابی خرابیها :

۲-۲-۱- آنالیز رفتار دینامیکی ماشین:

۲-۲-۲- نمایش دادن تابع تبدیل..

۲-۳- منحنی نایکوئیست تابع تبدیل یک ارتعاش کننده تک جرمی:

۲-۳-۱- انجام اندازه گیری:

۲-۳-۲- ویژگیهای برجسته ترتیب اندازه گیری:

۲-۳-۳- ارزیابی اندازه گیری:

۲-۳-۴- فرکانسهای طبیعی و تشدید.

۲-۳-۵- مبانی اساسی..

۲-۴- بررسی فرکانسهای تشدید.

۲-۴-۱- اندازه گیری فرکانس تشدید:

۲-۴-۲- تاثیر فرکانسهای تشدید.

۲-۴-۲-۱- تغییر محدوده سرعت کاری..

۲-۴-۲-۲- تغییر فونداسیونها

۲-۵- چرخه نگهداری وتعمیرات..

۲-۵-۱- تهیه استانداردهای نت ( S ) :

۲-۵-۱-۱- جلوگیری از بروز فرسایش :

۲-۵-۱-۲- اندازگیری میزان فرسایش :

۲-۵-۱-۳- بازگردانیدن تجهیزات به شرایط اولیه :

۲-۵-۱-۴- روشهای انجام فعالیتهای نت :

۲-۵-۲- اجرای برنامه ها ( D ) :

۲-۵-۲-۱- برنامه ریزی جهت اجرا :

۲-۵-۲-۲- اجرای برنامه ها:

۲-۵-۲-۳- بازرسی اجرای برنامه ها:

۲-۵-۳- کنترل نتایج حاصله ( C ) :

۲-۵-۴- هدف از استانداردسازی..

۲-۵-۵- سیستمهای مکانیزه تعمیرات و نگهداری (CMMS):

۲-۵-۶- تجزیه و تحلیل علل خرابیها

۲-۵-۶-۱- تجزیه‌و‌تحلیل قابلیت بحران:

۲-۵-۶-۲ – تجزیه‌و‌تحلیل‌ خرابی:

۲-۵-۶-۳- تجزیه‌و‌تحلیل پارتو:

۲-۵-۶-۴- تجزیه‌و‌تحلیل ریشه‌ای علل:

۲-۵-۶-۵- تجزیه‌و‌تحلیل خصوصیات:

۲-۵-۶-۶- تجزیه‌و‌تحلیل تغییر وضعیت:

۲-۵-۶-۷- تجزیه‌و‌تحلیل عملکرد دستگاه:

۲-۵-۶-۸- تجزیه‌و‌تحلیل سایر سنجش‌ها:

۲-۵-۶-۹ – تجزیه‌و‌تحلیل و کنترل شرایط..

۲-۵-۶-۱۰ – تجزیه‌و‌تحلیل ‌هزینه‌های PM :

۲-۵-۶-۱۱- تجزیه‌و‌تحلیل PdM:

۲-۵-۶-۱۲- تجزیه‌و‌تحلیل چرخه عمر:

فصل سوم: تحلیل فرکانسی و تشخیص موقعیت ترک در شفت ترک دار ایستا

۳-۱- مقدمه.

۳-۲- محاسبه ی انعطاف پذیری معادل برای ترک باز

۳-۲-۱- ارتعاشات آزاد شفت…

۳-۲-۲- ماتریس های انتقال..

۳-۲-۲-۱- ماتریس انتقال المان..

۳-۲-۲-۲- ماتریس انتقال مفصل..

۳-۳- معادله فرکانسی..

۳-۴- تحقیق و بحث…

۳-۴-۱- مثال عددی..

۳-۴-۲- مقایسه با داده های تجربی..

۳-۵- نتیجه‌گیری..

۳-۶- شکل‌ها و نمودارها

فصل چهارم: تحلیل فرکانسی وتشخیص موقعیت و عمق ترک در شفتهای دوار

۴-۱- مقدمه.

۴-۲- انعطاف پذیری ناشی از ترک…

۴-۳- معادلات حرکت سیستم.

۴-۴- روتور با مقطع یکنواخت…

۴-۴-۱- اتصال ترکدار

۴-۴-۲- ترک در زاویه متفاوت..

۴-۴-۳-  اتصال پله.

۴-۵- معادله فرکانسی روتور دارای چند ترک…

۴-۶- شکل مدها

۴-۷- محاسبه فرکانس طبیعی حاصل از مدل..

۴-۸- تشخیص موقعیت ترک ها در روتور ترک دار

۴-۸-۱- حالت اول: ترک های هم ردیف…

۴-۸-۲- حالت دوم: ترک های تحت زاویه.

۴-۹- مقایسه با نتایج تجربی..

۴-۹-۱- تحلیل فرکانسی لوله آلومینیمی ترک دار

۴-۹-۲- تحلیل فرکانسی شفت فولادی ترک دار

۴-۱۰-  تخمین عمق ترک…

فصل پنجم: تشخیص ترک در محورهای دوار با تکیه گاه های انعطاف پذیر و پیش بینی عمر مفید باقیمانده محور

۵-۱- مقدمه.

۵-۲- معادلات حرکت…

۵-۳- محاسبه سختی محور دارای ترک با استفاده از مکانیک شکست…

۵-۴- نتایج شبیه‌سازی..

۵-۵- حل معکوس…

۵-۵-۱- حل معکوس در حوزه زمان..

۵-۵-۲- حل معکوس در حوزه فرکانس….

۵-۵-۳- حل معکوسی در حوزه نمودارهای مداری..

۵-۶- پیش‌بینی نرخ رشد ترک و عمر مفید باقیمانده محور

فصل ششم: تشخیص عیوب ماشین های دوار قبل از ایجاد توازن

۶-۱- مقدمه.

۶-۲- نقص نوع اصلی..

۶-۳- آخرین نقص ممکن است منجر به نوسانات پایدار خود روتور.

۶-۴- به نیروهای نوسان در حضور نقص….

۶-۵- علائم تشخیصی برای نقص….

۶-۶- شناسایی نقص در دوران موازنه.

۶-۷- نتیجه گیری..

نتیجه گیری:

پیوستها:

پیوستهای فصل چهارم.

پیوست :A توابعFN(α/h)

پیوست B: انعطاف پذیری های ci j

پیوستC : ماتریس انتقال مربوط به ترک…

پیوست D : ماتریس انتقال دوران (T)

پیوستE: ماتریس انتقال مفصل پله (S)

پیوست F: ضرایب معادلات مد شیپ…

پیوستG..

جدولها

شکلها:

منابع :

 

 

 

فهرست اشکال

عنوان                                                                                               

شکل ۱-۱: عیوب قابل شناسایی با آنالیز ارتعاش…

شکل ۱-۲: سنسورهایی که در MMS مورد استفاده قرار می گیرد.

شکل ۱-۳: مشخصه های ارتعاشات..

شکل ۱-۴: امکانات مورد نیاز برای اجرای آنالیز ارتعاشات..

شکل ۱-۵: حسگرهای ارتعاش‏سنجی..

شکل ۲-۱: منحنی نایکوئیست…

شکل ۲-۲: تعین سرعت ارتعاشی

شکل ۳-۱: شفت ترک دار

شکل ۳-۲: شفت پله دار با ترک عرضی باز

شکل ۳-۳: یک شفت معمولی با دو دیسک و دارای پله و ترک. فواصل بر حسب متر.

شکل ۳-۴: شفت دو سر مفصل با لبه های آزاد دارای ترک [۱۳]

شکل ۳-۵: عمق های مختلف ترک خستگی[۱۶]

نمودار ۳-۱: فرکانس های طبیعی مد اول به ازای مقادیر مختلف a/D=0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5  از بالای نمودار به سمت پایین

نمودار ۳-۲: فرکانس های طبیعی مد اول به ازای مقادیر مختلف a/D=0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5 از بالای نمودار به سمت پایین

نمودار ۳-۳: شکل مد اول برای شفت ترک دار و بدون ترک…

نمودار ۳-۴: تحلیل فرکانسی و تشخیص موقعیت ترک در شفت ترک دار ایستا

شکل ۵-۱: الف. محور دارای ترک ب. سطح مقطع ترک…

شکل ۵-۲: پاسخ محور ترک‌دار با عمق ترک ۲۰ میلیمتر.

شکل ۵-۳: بررسی اثر عمق و موقعیت ترک بر روی پاسخ فرکانسی..

شکل ۵-۴: بررسی اثر زاویه ترک و نابالانسی..

شکل ۵-۵: شکل کلی توایع همبستگی متقابل..

شکل ۵-۶: پاسخ زمانی شبیه‌سازی..

شکل ۵-۷: شکل کیفی رشد ترک…

شکل ۶-۱: طیف پاکت از شافت یا کوپلینگ wobbling. پوسیدگی اف چرخش روتور است فرکانس.

شکل ۶-۲:  طیف پاکت از دستگاه با – نوسانات پایدار خود.

شکل ۶-۳: دستگاه برق مستقیم با خروج از مرکز این پویا از شکاف هوا.

 

این پایان نامه با آیین نامه نحوه نگارش و تدوین پایان نامه تهیه شده و آماده ارائه میباشد.