Istraživanje učinaka oštećenja kotrljajnog ležaja u eksplozivnoj atmosferi

Rumbar, Slavko (2009) Istraživanje učinaka oštećenja kotrljajnog ležaja u eksplozivnoj atmosferi. = Doctoral thesis , Sveučilište u Zagrebu, Fakultet strojarstva i brodogradnje, UNSPECIFIED. Mentor: Mudronja, Vedran.

[img]
Preview
Text
Slavko_Rumbak_Doktorski_rad.pdf - Published Version Jezik dokumenta:Croatian

Download (3MB) | Preview

Abstract (Croatian)

Cilj ovog rada je istraživanje utjecaja oštećenja kotrljajnih kugličnih ležajeva u pojavu uzročnika paljenja eksplozivne atmosfere. Prikazana su oštećenja u kotrljajnim kugličnim ležajevima koja uzrokuju stvaranje djelotvornih uzročnika paljenja eksplozivne atmosfere u kotrljajnim kugličnim ležajevima, u cilju zaštite od eksplozije u industrijskim postrojenjima. Istraživanjem su produbljena saznanja određena današnjim normativnim dokumentima iz protueksplozijske zaštite, vezana za zahtjeve kotrljajnih kugličnih ležajeva. Prvi dio istraživanja obuhvatio je teorijsko razmatranje značajki eksplozivnih smjesa, razvrstavanje na temperature paljenja kod plinova i para, s osvrtom i na prašine. Prikazani su način i svrha klasifikacije prostora s naslova ispuštanja zapaljivih tvari u tehnološkoj opremi, uz ocjenu eksplozijske ugroženosti te određivanje zona opasnosti. Objašnjeni su uzročnici paljenja eksplozivne atmosfere djelovanjem vrućih površina te je prikazana velika učestalost mehaničkih uzročnika paljenja eksplozivne atmosfere. Za eksperimentalni dio istraživanja izrađen je ispitni sustav s kotrljajnim kugličnim ležajevima zbog identificiranja razvoja površina kritično visoke temperature kao uzročnika paljenja eksplozivne atmosfere. Ispitni sustav pokretan je elektromotorom s nazivnim brojem okretaja, a u dijelu istraživanja broj okretaja je mijenjan pomoću frekvencijskog pretvarača. Ispitni sustav od kotrljajnog kugličnog ležaja SKF 6206 na kojemu se provodi ispitivanje, rotacijske mase te ispravnog ležaja. Na kotrljajnim kugličnim ležajevima SKF 6206 izvedena su pojedinačna oštećenja na kavezu te vanjskom i unutarnjem prstenu. Kako bi se postigla što veća točnost u izradi oštećenja, ona su izvedena pomoću erozimata te su podijeljena u tri skupine po 20 komada, ovisno o lokaciji oštećenja unutar kotrljajnog kugličnog ležaja (kavez, vanjski i unutarnji prsten). Na oštećenim kotrljajnim kugličnim ležajevima SKF 6206, na tri su mjesta postavljeni temperaturna osjetila (termoparovi) za mjerenje temperature na vanjskom prstenu. Za mjerenje i prikupljanje podataka temperature koristio se uređaj "FLuke-Hydra". Pomoću ispitnog sustava provedena su mjerenja koja su poslužila boljem razumijevanju nastanka uzročnika paljenja u kotrljajnom kugličnom ležaju. Statističkom analizom dobivenih podataka provedena je raspodjela utjecajnih parametara (temperatura i vrijeme) u funkciji istraživanog oštećenja. Statističkom analizom također se prikazao utjecaj pojedinih oštećenja na vrijeme otkaza (zaribavanja) ležaja SKF 6206. Razdoblja temperaturnih krivulja koja se statistički analiziraju odvijaju se pri početku rada, pri stacioniranom radu te razdoblju otkazivanja ležaja. Istraživanjem su prvenstveno obuhvaćeni učinci oštećenja kotrljajnih ležajeva na početak pojave kritično visoke temperature, kao najbolje pokazatelja uzročnika paljenja eksplozivne atmosfere. Na temelju podataka dobivenih tijekom praćenja temperature na oštećenom kotrljajnom kugličnom ležaju, provedena je analiza prema postavljenim kontrolnim granicama paljenja plinova, para i prašina kao mjerom prije razvoja uzročnika paljenja. Na temelju rezultata iz eksperimentalnog dijela istraživanja, određene su eksponencijalne funkcije krivulja porasta temperature u razdoblju otkazivanja kotrljajnih kugličnih ležajeva. Prediktivnom analizom eksponencijalnih funkcija temperature dobivena su vremena paljenja plinova i para određena temperaturnim razredima, kao i paljenja oblaka i sloja prašine brašna i ugljena. Opisana je mjera zaštite od pojave uzročnika paljenja u kotrljajnim kugličnim ležajevima. Mjera zaštite očituje se u primjeni bežičnog sklopa s osjetilom ugrađenog u kotrljajnom kugličnom ležaju koji se nalaze u strojnoj i električnoj rotacijskoj opremi u industrijskim postrojenjima s prostorima ugroženim eksplozivnom atmosferom.

Abstract

The aim of this paper is to study the effects of damage to ball bearings as a source of ignition of explosive atmospheres. Illustrated here are damaged ball bearings which create effective sources of ignition of explosive atmospheres. Knowledge is gained on the identification of initial occurrences of ignition sources in ball bearings, for the purpose of implementing explosion protection in industrial plants. Research has advanced discoveries that are determined by today’s standards in the explosion protection in industrial plants. Research has advanced discoveries that are determined by today’s standards in explosion protection, which are related to the requirements of all bearings. The first part of the study involved theoretical analysis of the significance of explosive mixtures, sorting by ignition temperatures of gases and vapor, with regard also to dusts. Also shown here are the method and purpose of area classification from the standpoint of flammable media release in technical equipment, with assessment of explosion risk and determination of hazardous area. Sources of ignition created by the effect of hot surfaces are explained, and the high rate of mechanical ignition sources is demonstrated. For the experimental part of this study, a model was designed with ball bearings to identify the progress of critically-high temperatures as a source of ignition. The model was powered by a motor with rated rpm, and during another part of the study the rpm was altered with the aid of a frequency converter. The test model consists of SKF 6206 ball bearings which were tested, rotating mass and correct bearings. On the SKF 5206 ball bearings routine damage was performed on the squirrel cage, exterior and interior rings. In order to achieve the most accurate simulation of damage possible, abrasives were used and the apparatuses were divided into three groups of 20 units each, depending on the location of damage within the ball bearings (squirrel cage, exterior and interior rings). On the damaged SKF 6206 ball bearings, temperature sensors were positioned in three places to measure the temperature of the exterior ring. A “Fluke – Hydra” apparatus was used to measure and collect temperature data. Through use of the test model the ball bearings were examined as sources of ignition of explosive atmospheres. Based on statistical analysis of the acquired data, influential parameters (temperature and time) were distributed in the function of damage studied. Statistical analysis also demonstrated the effect of particular damage on the seizure rate of the SKF 6206 ball bearings. The period of the temperature curve that is statistically analyzed takes place before the start of operation, during static operation and during seizure bearings. This study primarily involves the effects of damage to ball bearings at the onset of critically-high temperature, as the best indicator of ignition sources. Based on data acquired during monitoring of temperatures in damaged ball bearings, analysis was performed according to set control limits of ignition of gases, vapor and dust, as a measure before the development of an ignition source. Based on the results in the experimental part of the study, exponential functions of the temperature growth curve were established during the period of ball bearing seizure. Predictive analysis of the exponential functions of temperature provided the ignition rate of gases and vapor determined by temperature class, as well as ignition of clouds and flour and coal dust layers. Measures of protection against sources of ignition in ball bearings are described. Protection measures are evident in the application of a wireless sensor switch installed in ball bearings, which are located in mechanical and electrical rotating equipment in industrial plants with hazardous areas.

Item Type: Thesis (Doctoral thesis)
Uncontrolled Keywords: kotrljajni kuglični ležaj, eksplozivna atmosfera, uzročnik paljenja, protueksplozijska zaštita, statistička analiza, rotacijska oprema, zaštita opreme, sigurnost ljudi
Keywords (Croatian): ball bearing, explosive atmosphere, ignition source, explosion protection, statistical analysis, rotary equipment, analysis prediction, protection equipment, human security
Subjects: TECHNICAL SCIENCE > Mechanical Engineering
Divisions: 800 Department of Quality > 810 Chair of Precise Measurement and Quality
Date Deposited: 10 Dec 2015 12:25
Last Modified: 10 Dec 2015 12:25
URI: http://repozitorij.fsb.hr/id/eprint/4942

Actions (login required)

View Item View Item

Downloads

Downloads per month over past year

Nema podataka za dohvacanje citata