Trillingen¶
Samenvatting¶
Trillingen zijn kleine, herhaalde bewegingen van onderdelen of complete constructies. Bij menginstallaties zijn trillingen nooit volledig te voorkomen, maar overmatige trillingen zijn vaak een aanwijzing dat er iets niet in orde is. Ze kunnen leiden tot slijtage, vermoeiingsscheuren, losrakende onderdelen, lagerproblemen, lekkages en uiteindelijk tot uitval van de installatie.
Trillingen kunnen verschillende oorzaken hebben, zoals onbalans van de impeller, een kromme as, verkeerde uitlijning, resonantie of slijtage van lagers. Door trillingen regelmatig te meten en te analyseren kunnen veel problemen al in een vroeg stadium worden ontdekt.
Binnen Jongia vormen trillingen een belangrijk aandachtspunt tijdens het ontwerp, de inbedrijfstelling en het onderhoud van menginstallaties.
Theorie¶
Wat zijn trillingen?¶
Een trilling is een herhaalde beweging rondom een evenwichtsstand.
Vrijwel iedere draaiende machine produceert een bepaalde hoeveelheid trillingen.
Een geringe hoeveelheid is normaal.
Wanneer trillingen toenemen of veranderen, kan dit wijzen op een technisch probleem.
Hoe ontstaan trillingen?¶
Trillingen ontstaan wanneer krachten niet volledig in balans zijn.
Veel voorkomende oorzaken zijn:
- onbalans;
- verkeerde uitlijning;
- slijtage;
- resonantie;
- beschadigingen;
- stromingskrachten.
Vaak versterken meerdere oorzaken elkaar.
Onbalans¶
Een veel voorkomende oorzaak is onbalans.
Hierbij is de massa van een draaiend onderdeel ongelijk verdeeld.
Bijvoorbeeld door:
- productaangroei op een impeller;
- beschadigde schoepen;
- productresten;
- productiefouten.
Onbalans veroorzaakt een centrifugaalkracht die bij iedere omwenteling aan de constructie trekt.
Verkeerde uitlijning¶
Wanneer motor, koppeling en as niet correct op één lijn staan, ontstaan extra belastingen.
Dit leidt tot:
- verhoogde trillingen;
- snellere slijtage;
- hogere lagerbelasting;
- extra warmteontwikkeling.
Een goede uitlijning is daarom essentieel.
Resonantie¶
Iedere constructie heeft één of meerdere eigenfrequenties.
Wanneer het toerental van de menger overeenkomt met zo'n eigenfrequentie ontstaat resonantie.
Gevolgen kunnen zijn:
- zeer sterke trillingen;
- veel geluid;
- scheurvorming;
- losrakende onderdelen.
Resonantie wordt daarom al tijdens het ontwerp zoveel mogelijk voorkomen.
Lagerslijtage¶
Versleten lagers veroorzaken vaak trillingen.
Kenmerken zijn:
- toenemend bromgeluid;
- temperatuurstijging;
- veranderend trillingspatroon.
Lagerslijtage wordt vaak eerder ontdekt met trillingsmetingen dan met een visuele inspectie.
Stromingsgerelateerde trillingen¶
Ook het proces zelf kan trillingen veroorzaken.
Bijvoorbeeld door:
- cavitatie;
- luchtinslag;
- sterke vortexvorming;
- wisselende productbelasting.
In deze gevallen ligt de oorzaak niet in de machine, maar in het mengproces.
Gevolgen van trillingen¶
Wanneer trillingen te groot worden, kunnen zij leiden tot:
- slijtage van lagers;
- losrakende bouten;
- beschadigde koppelingen;
- lekkages;
- scheurvorming;
- vermoeiingsbreuk;
- productiestilstand.
Het beperken van trillingen verhoogt daarom de levensduur van de installatie.
Trillingsmetingen¶
Met trillingsmetingen kan de technische conditie van een installatie worden beoordeeld.
Hierbij worden onder andere gemeten:
- trillingssnelheid;
- versnelling;
- verplaatsing;
- frequentie.
De meetgegevens worden vergeleken met eerdere metingen om veranderingen tijdig te signaleren.
Trillingen versus geluid¶
Geluid en trillingen hangen nauw samen, maar zijn verschillend.
| Trillingen | Geluid |
|---|---|
| Mechanische beweging | Drukgolven in de lucht |
| Voelbaar en meetbaar | Hoorbaar |
| Vaak de oorzaak | Vaak het gevolg |
Een verandering in geluid gaat vaak samen met een verandering in het trillingsniveau.
Praktijk bij Jongia¶
Binnen Jongia wordt tijdens de engineering veel aandacht besteed aan het voorkomen van trillingen. De keuze van de impeller, de asdiameter, de lagering, de aandrijving en de constructiestijfheid wordt zo op elkaar afgestemd dat resonantie en overmatige dynamische belasting zoveel mogelijk worden vermeden.
Tijdens de inbedrijfstelling worden installaties gecontroleerd op een rustige en stabiele loop. Afwijkende trillingen kunnen wijzen op onbalans, een verkeerde uitlijning of een probleem in het proces. Bij onderhoud worden trillingsmetingen steeds vaker gebruikt als onderdeel van predictief onderhoud. Door trends in de meetgegevens te volgen kunnen lagers, koppelingen en andere draaiende onderdelen worden vervangen voordat een storing optreedt.
Veelgemaakte fouten¶
- Denken dat iedere trilling normaal is. Een verandering in het trillingsniveau is vaak een belangrijk waarschuwingssignaal.
- Alleen de motor controleren. Ook de impeller, as, koppeling, lagers en zelfs het proces kunnen de oorzaak van trillingen zijn.
- Resonantie verwarren met onbalans. Beide veroorzaken trillingen, maar hebben een verschillende technische oorzaak en vragen om een andere oplossing.
- Trillingen pas onderzoeken wanneer schade zichtbaar wordt. Regelmatige trillingsmetingen maken het mogelijk om problemen veel eerder te ontdekken.
- Vergeten dat procesomstandigheden invloed hebben. Producteigenschappen, vloeistofniveau, luchtinslag en stromingspatronen kunnen het trillingsgedrag van een menginstallatie sterk beïnvloeden.