Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Jak wykryć zużycie noży wirnika nie mając do niego dostępu?

29 Cze 2011 23:06 2574 19
  • Poziom 16  
    Witam! Mam pewien problem w firmie i szukam pomysłów i rad jak mogę go rozwiązać. Otóż mam silnik, który napędza wał przechodzący przez skrzynię łożyskową i dalej do tzw. młyna gdzie zamontowany jest wirnik z nożami mielący węgiel w temp 400°C. Problem polega na tym jak dowiedzieć się o stopniu zużycia noży na wirniku w trakcie pracy młyna? W samym młynie panuje jak już wspomniałem 400°C oraz duże zapylenie natomiast wirnik kręci się z prędkością max. 500obr/min i ma średnicę ok 3m. Kombinowałem na dwa sposoby:
    1) Myślałem nad ważeniem skrzyni łożyskowej wraz zamontowanym wirnikiem i w miarę zużywania ostrzy badał bym ubytek wagi - ponieważ całość (wirnik, noże, wał, skrzynia łożyskowa) waży ok 80 ton a ubytek max to 2 tony nie byłoby to trudne do wykrycia. Niestety koszty tensometrów wraz z oprzyrządowaniem mnie zabiły:/
    2) myślałem nad zamontowaniem na jakiejś sztywnej konstrukcji przytwierdzonej do podłoża laserowego miernika odległości i badać odległość od miernika do górnej powierzchni skrzyni łożyskowej. W miarę zużywania ostrzy skrzynia podnosiła by się o kilka mm do góry. Niestety obawiam się, że przy tym ciężarze skrzynie nie pracuje w pionie, a poza tym jej wibracje powodowałyby za duży błąd pomiaru.

    Czy ktoś wpadłby z Was na lepszy i tańszy sposób? Czy jest jakaś inna możliwość sprawdzania powierzchni zużycia noży w takiej atmosferze (zapylenie i 400°C)?
    Dziękuję z góry za wszystkie pomysły
  • Poziom 43  
    A myślałeś nad pomiarem ilości przechodzącego węgla i poboru mocy? Przy stępionych nożach żeby dostać ten sam efekt trzeba by więcej mocy wpakować w układ.
  • Poziom 35  
    Może tak?
    Jak sądzę z opisu noże w trakcie pracy zmieniają gabaryty - grubość, wysokość, czy średnicę. Znając prędkość obrotową zestawu można spróbować czujnikiem magnetycznym mierzyć czas przelotu noży nad czujnikiem i stąd wyliczać ubytek wymiaru, a oprogramowanie będzie w stanie obliczyć stan noży. Inny sposób (trochę science fiction) napromieniować noże przed rozpoczęciem eksploatacji i mierzyć spadek promieniowania w funkcji ubytku masy promieniującej - czyli zużycia noży.
  • VIP Zasłużony dla elektroda
    Fuutro, też pewnie jest problem, bo ilość mielonego ładunku jest w każdej chwili inna i nie jet to obciążenie stałe.. To nie jest cięcie jednolitej masy. Chyba, że jest to mielenie jednolitej zwartej masy i stałego w czasie ładunku.
    Czy wyczuwalny jest zmiana charakteru pracy maszyny przy nożach ostrych i tępych? Wzrasta głośność, zmienia się odgłos pracy, wzrastają wibracje, spadają obroty, inne? Może by pójść drogą pomiaru któregoś z tych parametrów.
    I trochę wariacki pomysł - pomiar szerokości ostrza przesuwającego się przed jakimś czujnikiem (konieczność zainstalowania go gdzieś wewnątrz).
  • Poziom 43  
    Węgiel sam też wpływa na ilość odbitego/emitowanego promieniowania - w końcu jego używa się do kontrolowania wartości energetycznej węgla w układach automatyki.


    Rozumiem, że z zaproponowanym przeze mnie rozwiązaniem jest taki problem ale trzeba by monitorować oba parametry i mogło by to coś poglądowo chociaż dać. Jak wygląd sprawa z uziarnieniem węgla na wejściu?


    Tak z ciekawości - czy jest możliwy rozruch bez węgla w środku? Można by mierzyć moment potrzebny do rozbujania wirnika - ubytek masy to w sumie zmniejszenie momentu bezwładności.
  • Poziom 42  
  • Poziom 16  
    Witajcie! Dzięki za zainteresowanie.
    Co do pomiaru mocy i ilości zmielonego węgla - nie da radu ponieważ podawany jest węgiel różnej gęstości i do tego czasami mokry czasami suchy lub częściowo wilgotny, na dodatek do całości wchodzą tzw. pozdrowienia z kopalni czyli śruby, nakrętki i inne ustrojstwa. Myślałem nad poborem mocy w stosunku do ilości obrotów - bo prędkość też jest zmienna w zależności od typu węgla i temperatur wewnątrz panujących. Ale przez zmienne obciążenie w wyniku różnego rodzaju węgla pomysł upadł.

    Oczywiście nóż wyciera się i z powierzchni powiedzmy 30x40cm maleje do 20x40cm.

    Zainteresował mnie pomysł z czujnikiem magnetycznym - czy czujnik taki wytrzymałby tak wysoką temp (400°C) i był wstanie szybko zmierzyć nóż (tzw bijak) którego wał obraca się 500obr/min a średnica koła bijakowego to 3m? Bijaków na kole jest 12.

    A co do remontów i przeglądów - właśnie chodzi o to że w zależności od rodzaju węgla bijaki zużywają się w różnych odstępach czasu i zawsze jak dochodzimy do okresu końca żywotności bijaków - trzeba zatrzymać młyn schłodzić go, wejść do niego i sprawdzić ile jeszcze pomięli - sprawa bardzo czasochłonna i kosztowna ze względu na przestoje.
  • Poziom 22  
    Kolego a co powiesz na zastosowanie takiej techniki jak jest wykorzystana w klockach hamulcowych samochodach
  • Poziom 39  
    Przy założeniu w miarę równomiernego zużycia noża, w bocznej ściance umieścić dyszę na wysokości dopuszczalnego zużycia ostrza. Podając powietrze, lub gaz obojętny pod stałym ciśnieniem, wzrost ciśnienia oznacza że przedmiot jest w zasięgu dyszy. Brak pulsacji ciśnienia oznacza zużycie noża.
  • Poziom 27  
    Czy miarą zużycia jest zmniejszenie zewnętrznej średnicy koła z nożami?
  • Poziom 17  
    Ja mam 2 pomysły:
    Czujnik magnetyczny, ale nie hallotron (bo ten raczej nie wytrzyma tej temp.) Coś na zasadzie wykrywacza metali lub niektórych czujników położenia wału w silnikach spalinowych. Drugi pomysł to wykorzystanie promieniowania X, ale to raczej odpada ze względu na koszty.
  • Poziom 16  
    Czujnik magnetyczny ok ale nadal nie wiem czy taki czujnik jest w stanie tak szybko zmierzyć pole skoro noże obracają się aż z taką prędkością (wał 500obr/min) i pytanie drugie to do jakiej odległości mierzą takie czujniki?

    Miarą zużycia nie jest zmniejszenie średnicy koła bijakowego, to koło zbudowane jest z dwóch pierścieni, a pomiędzy nimi są zamocowane tzw półki, na których mocuje się bijaki (noże), które są skierowane do środka koła. Węgiel dostaje się do środka koła i przez bijaki jest rozdrabniany a następnie wyrzucany na zewnątrz koła. Ruch obrotowy powoduje (przy odpowiedniej budowy komina coś w rodzaju ślimaka) wyrzucanie pyłu węglowego do góry.

    Co do dyszy i sprawdzania ciśnienia dobry pomysł ale tam przez cały czas jest węgiel czyli wynik byłby zafałszowany jeśli dysza "wcelowałaby" akurat w niego.

    Mam pytanie jak jest z elektroniką w sensie elementów i temperaturą maksymalną? Do jakiej temperatury mogą standardowe elementy wraz ze zwykłym laminatem pracować?
    Są przewody, których izolacja wytrzymuje temp do 400°C czy oprócz izolacji czymś się różnią od standardowych?
  • VIP Zasłużony dla elektroda
    I te półki się ścierają, tak? Więc miarodajny będzie czas, jaki nóż będzie się przesuwał przed czujnikiem. Oczywiście trzeba to zgrać z jakimś zewnętrznym układem rozpoczynającym i kończącym czas pomiaru. Bo jeśli występują wahania w prędkości takiego wirnika, to układ musi na nie reagować. Można przeprowadzić pomiar proporcjonalny - na wale umieścić znaczniki wyznaczające czas przebiegu całego ostrza przed czujnikiem i porównywać go z czasem przebiegu noża przed tym czujnikiem. I wszystkie odstępstwa na minus będą świadczyły o zużyciu noża

    _____------------____ czas przebiegu noża przed czujnikiem wyznaczony przez znaczniki na wale
    _____---------______ realny czas przebiegu noża przed czujnikiem, im większe zużycie, tym impuls krótszy

    Czujniki zbliżeniowe z powodzeniem sobie poradzą z taką prędkością. Największym problemem będzie temperatura pracy oraz to, że powinien być zamocowany w miejscu największego zużycia noża.
    Zastanawiam się, czy nie istniałby jakiś system zdalnego pomiaru, np laserowy, bo są systemy do pracy w trudnych warunkach.
  • Poziom 27  
    Elementy w wykonaniu militarnym pracują do 125"C, niektóre do 200"C.
    Ze względu na warunki panujące w komorze (temperatura, pył, bryły węgla) nie bardzo widzę umieszczenie czegokolwiek w środku. Natomiast stosunkowo proste do przeprowadzenia byłoby okresowe odcięcie węgla, odczekanie na rozdrobnienie tego co jest w środku aż koło będzie pracowało jałowo i przyhamowanie z równoczesnym pomiarem momentu bezwładności.
    Chyba lepsze to niż całkowite zatrzymanie, wychładzanie, inspekcja i ponowny rozruch.
  • Poziom 16  
    Błażej nie za bardzo rozumiem Twój sposób. Bijaki są skierowane do środka koła bijakowego. Na każdej jego półce zamontowany jest bijak który jest dłuższy o kilka cm które właśnie się zużywają. Dłuższa część bijaka skierowana jest do wewnątrz koła. Poniżej rysunek poglądowy:
    Jak wykryć zużycie noży wirnika nie mając do niego dostępu?

    Gdzie myślisz aby umieścić dysze? Szerokość bijaka to jakieś 40cm a długość około 30cm.
  • Poziom 27  
    Nie bardzo rozumiem dlaczego się bronisz przed pomiarem momentu bezwładności. Różnica rzędu 2 ton umieszczona w odległości metra od osi obrotu da olbrzymią różnicę energii oddawanej lub pobieranej. Jeśli masz falownik, to wystarczył przy opróżnionej komorze uruchomić zwiększenie lub obniżenie obrotów przy równoczesnym ograniczeniu dopuszczalnego prądu. Czas w jakim nastąpi zmiana powinien być całkiem niezłą miarą momentu bezwładności. Reszta to kwestia obliczeń, dla których skrajnymi wartościami byłyby czasy uzyskane z pomiarów referencyjnych dla koła bez bijaków i z zainstalowanymi nowymi bijakami.
  • Poziom 16  
    Nie bronie się. Bardzo dziękuję za ten pomysł. Staram się jednak najpierw przeanalizować czy jest jakiś sposób pomiaru bez potrzeby zatrzymywania lub opróżniania młyna. Na pewno to co napisałeś wezmę pod uwagę.
  • Poziom 11  
    Zaprezentowany był pomysł ze wskaźnika zużycia klocków hamulcowych od samochodów. Klocki te w swojej masie roboczej na odpowiedniej głębokości zawierają ukryty obwód który się niszczy w pewnym momencie dając sygnał lub przerywając go co oznacza że już swoje odpracowały.
    W radzieckiej technice lotniczej powszechnie obowiązywało pojęcie resursów czyli urzędowego czasu jaki dana część lub podzespół (silnik, pompa, koła, etc.) "miała pozwolenie" być używana.
    Sukcesem amerykańskiego przemysłu lotniczego było zgoła inne podejście do problemu nierównomiernego w czasie zużycia części.
    Zmodyfikowano otóż sam proces produkcyjny samolotów tak by zużywające się podzespoły samolotowe same manifestowały potrzebę ich wymiany/naprawy/obsługi.
    Najwrażliwszym i najważniejszym oraz ciągle się zużywającym podzespołem samolotu są elementy wirujące silników.
    Wymyślono by do zużywających się części wprowadzać pewne dodatki których obecność kontroluje się w wymienianych okresowo płynach.
    Odtąd samolot latał do momentu wystąpienia potrzeby naprawy a nie z góry założony czas.
    Taka jest też idea założyciela wątku.
    Proponuję:
    1. Tak zmodyfikować zużywające się elementy by były podobne do owych klocków hamulcowych. Wymaga to wprowadzenia obwodu elektrycznego do agresywnego środowiska młyna.

    2. Wprowadzić do struktury noży "znacznik" wykrywany następnie w zmielonym pyle węglowym. Jego obecność lub brak oznaczałaby konieczność remontu.
    Metod wykrywania nawet śladowych ilości pewnych pierwiastków jest naprawdę wiele.
    Od chromatografii do analizy spektroskopowej.
    Ta druga metoda jest atrakcyjniejsza bo polega na poszukiwaniu odpowiedniej linii spektralnej znacznika w widmie palonego węgla.

    Ponadto metody te nie wymagają utrzymywania instalacji elektrycznej wewnątrz młyna (400 st. C).

    Analizę ilościową pominę...
  • Poziom 27  
    rombol napisał:
    2. Wprowadzić do struktury noży "znacznik" wykrywany następnie w zmielonym pyle węglowym. Jego obecność lub brak oznaczałaby konieczność remontu.
    Bardzo ciekawy pomysł. Chociaż zamiast analizy spektralnej proponowałbym jakieś związki barwiące płomień na nietypowy kolor i czujnik tego koloru w piecu. Można sobie nawet wyobrazić umieszczanie pigułek tego związku na określonej głębokości w bijaku. Jest też wada - przy nierównomiernym zużywaniu bijaków może nastąpić równomierne uwalnianie niewielkich ilości substancji, które zostanie zignorowane lub niewykryte.
  • Poziom 11  
    Tomasz Gumny napisał:
    Bardzo ciekawy pomysł. Chociaż zamiast analizy spektralnej proponowałbym jakieś związki barwiące płomień na nietypowy kolor i czujnik tego koloru w piecu. Można sobie nawet wyobrazić umieszczanie pigułek tego związku na określonej głębokości w bijaku. Jest też wada - przy nierównomiernym zużywaniu bijaków może nastąpić równomierne uwalnianie niewielkich ilości substancji, które zostanie zignorowane lub niewykryte.


    Też tak myślałem ale do zabarwienia płomienia potrzeba dużo więcej "barwnika". Należy też uwzględnić widmo ciągłe płomienia i mieszanie innych barw które dadzą w wyniku poszukiwany kolor.

    Co do postaci owego znacznika.
    Doszedłem do wniosku że najlepiej by był to jakiś dodatek np. stopowy umieszczony tak by zaczął się zużywać razem z bijakiem od pewnego momentu. Wyrzut substancji znacznika powinien być wyraźny. Pastylka to raczej nie ale jakieś wypełnienie nawierconego kanału.

    Bijaki moim zdanie zużywają się równomiernie tzn. najbardziej zużywa się ten który jest najdłuższy bo pracuje w obszarze niedostępnym dla innych ostrzy (to pytanie dla autora wątku).

    Z założenia znacznik powinien (powinien nie znaczy że musi) być:
    1. Metalem (temperatura),
    2. Pierwiastkiem (łatwiej wykryć),
    3. Naturalnie nieobecny w węglu, młynie, piecu.
    4. Tani i powszechnie dostępny.
    Ad. 1-3 niekoniecznie,
    Ad. 4 koniecznie,

    Metoda wydaje się być atrakcyjna bo i tak wszystko trafia do pieca a tam nasz znacznik zaświeci.
    Problemem może być widmo ciągłe wynikające z faktu emisji promieniowania przez wszystko co jest odpowiednio gorące. Może to wymagać spalenia próbki w kontrolowanych warunkach pieca laboratoryjnego.
    Poniżej zamieściłem odsyłacz na stronę gdzie znalazłem ciekawy program prezentujący widma różnych pierwiastków.
    http://klub.chip.pl/mpytel/spektrus.htm

    Nie podjąłem w tym wątku analizy ilościowej bo nie wiem z jakiego rzędu stężeniem znacznika należałoby się liczyć. Nie znamy wydajności młyna i średniego przebiegu międzyremontowego.
    To zadanie dla autora pytania.

    Pomiar poprzez analizę jakościową jest łatwiejszy dla niewprawnej obsługi bo daje odpowiedź typu "jest/ nie ma". To jest poszukiwanie jednej lub kilku linii znacznika w widmie emisyjnym spalanego węgla czyli ustalenie czy się bijaki zużyły czy jeszcze nie. Czy należy już planować remont.


    A tak swoją drogą to jak młyn dobrze miele to po co wymieniać w nim elementy robocze?
    Jeśli granulacja przemiału z podziałem na frakcje odpowiada założeniom. Jeśli pobór mocy jest w normie. Jeśli temperatura młyna też jest w normie.
    Zakładam że te sygnały pytający już zanalizował.
    Pozdrawiam,