Şaft Balans Problemi Belirtileri ve Olası Nedenleri

Havalı şaft, bobini taşıyan ve onunla birlikte dönen bir rotordur. Düşük hızlarda fark edilmeyen küçük bir kütle dengesizliği, hız arttıkça titreşime, gürültüye ve sarım kalitesinde bozulmaya dönüşebilir. Balans problemi çoğu zaman yavaş yavaş ortaya çıktığı için operatörler belirtileri bir süre “makinenin huyu” olarak kabul edebilir. Bu yazıda şaft balans probleminin nasıl fark edileceğini, salgıdan nasıl ayırt edileceğini ve ilk kontrollerin nasıl yapılabileceğini ele alıyoruz.

Balans problemi nedir?

Bir şaftın kütlesi dönme eksenine göre eşit dağılmadığında şaft dengesizdir (balanssızdır). Dönme sırasında bu dengesiz kütle, her turda yön değiştiren bir merkezkaç kuvveti oluşturur. Bu kuvvet hızın karesiyle orantılı olarak artar; yani hız iki katına çıktığında dengesizlikten doğan kuvvet yaklaşık dört katına çıkar. Bu nedenle düşük hızlı bir makinede sorun yaratmayan bir dengesizlik, aynı şaft daha hızlı bir hatta kullanıldığında belirgin hale gelebilir.

Balans ve salgı aynı şey değildir

Salgı (runout), şaft yüzeyinin dönme sırasında eksene göre ne kadar saptığını gösteren geometrik bir ölçüdür ve komparatörle ölçülür. Balans ise kütle dağılımıyla ilgilidir. İkisi sıklıkla birlikte görülür: eğilmiş bir şaft hem salgı hem de dengesizlik üretir. Ancak geometrik olarak düzgün bir şaft da iç yapısındaki kütle farkları nedeniyle dengesiz olabilir. Sorunun kaynağını bulurken bu ayrımı akılda tutmak önemlidir.

Belirtiler

• Hızla artan titreşim: Titreşim belirli bir hızın üzerinde belirginleşiyor ve hız düşürüldüğünde azalıyorsa balans ilk şüphelilerden biridir.
• Ritmik uğultu veya gürültü: Dönüş hızıyla aynı ritimde tekrar eden bir ses duyulabilir.
• Kilitleme çarkı ve rulmanlarda ısınma: Sürekli dinamik yük, yataklarda ve kilitleme çarkında beklenenden hızlı aşınmaya ve ısınmaya yol açabilir.
• Sarım kalitesinde bozulma: Bobin yüzeyinde dalgalanma, düzensiz sertlik veya kenarlarda düzensizlik görülebilir.
• Gerginlikte dalgalanma: Dengesizlik, gergi kontrol sisteminin sabit tutmaya çalıştığı gerginlikte periyodik dalgalanmalar oluşturabilir.
• Makine gövdesinde ve çevresinde titreşim: Özellikle hafif konstrüksiyonlu makinelerde titreşim gövdeye ve bağlı ekipmana yayılabilir.

Bu belirtilerin bir kısmı rulman arızası, gevşek bağlantılar, masura sorunları veya tahrik sistemi kaynaklı da olabilir. Belirti tek başına teşhis değildir.

Olası nedenler

Neden	Açıklama
Darbe veya düşme	Şaftın düşmesi gövdeyi veya muylu (uç) bölgesini eğebilir.
Muylu aşınması	Kilitleme çarkına oturan uçlardaki aşınma şaftın merkezden kaçmasına neden olabilir.
Mandal veya kanat hasarı	Eksik, hasarlı ya da düzensiz açılan mandallar masurayı eksantrik tutabilir.
Sonradan yapılan değişiklikler	Yerinde yapılan kaynak, delme veya parça eklemeleri kütle dağılımını bozabilir.
Birikinti	Yapışkan, mürekkep veya toz birikintileri zamanla dengesizlik yaratabilir.
Bobin kaynaklı dengesizlik	Eksantrik masura veya düzensiz sarılmış bobin, şaft sağlam olsa bile dengesizlik üretir.

İlk kontroller

Aşağıdaki kontrollerden önce makine tamamen durdurulmalı, enerji kaynakları üreticinin kilitleme prosedürüne göre güvenceye alınmalı ve dönen parçaların durduğundan emin olunmalıdır. Çalışan bir makinede dönen şafta yaklaşarak kontrol yapılmamalıdır.

1. Sorunu hıza göre gözlemleyin. Titreşimin hangi hız aralığında başladığını not edin. Hızla doğrudan ilişkili bir titreşim balans veya salgı ihtimalini güçlendirir.
2. Bobini ayırın. Mümkünse aynı şaftı boş masurayla ya da farklı bir bobinle deneyin. Sorun bobinle birlikte değişiyorsa kaynak bobin veya masura olabilir.
3. Şaftları değiştirin. Aynı pozisyonda başka bir şaftla çalışın. Sorun şaftla birlikte yer değiştiriyorsa şüphe şafta yönelir; aynı pozisyonda kalıyorsa yataklar veya makine tarafı incelenmelidir.
4. Salgıyı ölçün. Şaft uygun mesnetler üzerinde yavaşça döndürülerek gövde ve muylu bölgelerinde komparatörle salgı kontrol edilebilir.
5. Görsel muayene yapın. Muylularda aşınma izi, mandallarda hasar ve gövdede ezilme olup olmadığına bakın.

Balans ayarı nasıl yapılır?

Dinamik balans ayarı, şaftın özel bir balans makinesinde döndürülerek dengesizliğin büyüklüğünün ve konumunun ölçülmesi, ardından kütle ekleme veya çıkarma ile düzeltilmesiyle yapılır. Gereken balans kalitesi, genellikle ISO 1940-1 (günümüzde ISO 21940-11) standardındaki “G” sınıflarıyla ifade edilir; hangi sınıfın gerektiği şaftın çalışma hızına ve uygulamaya göre belirlenir. Bu işlem uygun ekipman olmadan atölye koşullarında yapılmamalıdır.

Eğilmiş bir şaft yalnızca balans ayarıyla düzeltilmez; önce geometrinin değerlendirilmesi gerekir. Hasarın derecesine göre onarım veya değişim kararı verilir.

Önleyici yaklaşım

• Şaftları düşmeye ve çarpmaya karşı korumalı sehpalarda saklayın.
• Şaft üzerinde yerinde kaynak, delme veya ekleme yapmayın.
• Hat hızını artırmadan önce mevcut şaftın o hıza uygun olup olmadığını doğrulayın.
• Periyodik bakımda salgı ölçümünü ve muylu kontrolünü kontrol listesine ekleyin.

Yüksek hızlı ve geniş makinelerde şaft malzemesi de önemlidir. Ağır yüklerde çelik havalı şaft, hafiflik ve rijitliğin birlikte istendiği geniş uygulamalarda karbon fiber havalı şaft değerlendirilebilir. Şaftınızın durumu veya uygulamanıza uygun seçenekler için iletişim sayfamız üzerinden AYS Makina ile görüşebilirsiniz.