أهمية المراقبة الدورية لقيم اهتزاز الآلات الاهتزازية باستخدام أجهزة الاستشعار

تُستخدم في صناعة التعدين والركام آلات اهتزازية متنوعة لعمليات مختلفة [1,2]. وتشكّل هذه الآلات مجموعات منتجات منفصلة مثل المغذّيات الاهتزازية والمناخل الاهتزازية. تولّد مجموعة الإدارة اللامتراكزة (الإكسنتريك) الموجودة في هذه الآلات القوة وتردد الإثارة اللازمين لحدوث الحركة الاهتزازية. وتُستخدم المعدّات الموجودة في الآلات، مثل النوابض الحلزونية ووسائد الاهتزاز المطاطية والمصافي (المشابك)، لتحديد التردد الطبيعي للنظام المهتز ولضبط سعة اهتزاز مجمل النظام. وبحسب التطبيق، يمكن توليد حركات اهتزازية مختلفة (خطية، دائرية، إهليلجية) تبعًا لنوع الآلة للحصول على السعة والأداء المطلوبين [3,4,5,6].

تتعرّض الآلات المستخدمة في الغالب بشكل مباشر لظروف البيئة الخارجية، كما تُشغَّل تحت حمل مستمر [7]. ولهذه الأسباب قد تحدث بمرور الوقت في الآلات أعطال ناتجة عن الإجهاد الميكانيكي وظروف البيئة وأخطاء المستخدم و/أو الاستخدام الخاطئ [7]. ويُعدّ التشخيص المبكّر لهذه الأعطال أو اكتشافها قبل حدوث العطل أمرًا مهمًا لضمان استمرارية عمل المنشأة و/أو الآلة المُشغَّلة.

بحسب مدة تشغيل الآلة وظروف البيئة، ينبغي قياس قيمة الاهتزاز على فترات محددة. وقد جرى تطوير أجهزة استشعار من أجل قياس قيم الاهتزاز بسهولة أكبر. وتتيح أجهزة الاستشعار هذه الوصول إلى معلومات التسارع والسرعة والموضع لنقاط محددة من الآلة، مما يتيح الحصول على معلومات عن الخصائص الحركية (الكينماتيكية) للحركة. ولأن الحركة الاهتزازية من العوامل المهمة المؤثرة في السعة في الآلات الاهتزازية، فإن الكشف الدقيق عن طابع الحركة وقياسه مهمّان لأداء الآلة. ويمكن أيضًا إجراء قياس الاهتزاز عبر قراءة بطاقة الاهتزاز الموجودة على الآلة الاهتزازية. غير أن هذه القراءة، وإن لم تكن نتيجة دقيقة، تقدّم معلومات تقريبية عن الحركة الاهتزازية. ولهذا السبب فإن متابعة الحركات الاهتزازية للآلات بأجهزة الاستشعار على فترات محددة تتيح لنا بوضوح معرفة مدى سلامة عمل الآلة. وفي قياسات الاهتزاز التي تُجرى بأجهزة الاستشعار يمكننا الحصول على معلومات شوط (stroke) الآلة وشكل المدار (orbit)، أي شكل الحركة بالتالي. ومن شكل مدار الآلة يمكننا أن نفهم ما إذا كانت الحركة المتوقعة تحدث وما إذا كانت هناك انحرافات عن الحركة المتوقعة. وإذا لم تتحقق الحركة المطلوبة لفترة طويلة على رسم المدار و/أو حدثت انحرافات في الحركة، فمن أجل منع ظهور عطل أكبر والحصول على أداء أعلى من الآلة، ينبغي مواصلة تشغيل الآلة بعد إجراء عمليات الفحص اللازمة عليها. وبالمثل، إذا تبيّن نتيجة القياسات أن الآلة لا تعمل عند قيمة الشوط (stroke) المطلوبة، فينبغي تحديد السبب الجذري واتخاذ التدابير اللازمة. وستسهم عمليات الفحص هذه التي تُجرى بأجهزة الاستشعار، عند القيام بالتدخلات المناسبة واتخاذ التدابير على فترات محددة، في الحد من انخفاض أداء المنشآت و/أو الآلات.

تؤدي قياسات الاهتزاز التي تُجرى بأجهزة الاستشعار دورًا مهمًا من حيث الصيانة التنبؤية. فمن خلال متابعة قياسات الاهتزاز من قِبل موظفي الصيانة و/أو الأشخاص المسؤولين، يمكن اكتشاف الحالات الشاذة المحتملة في الآلة. وبذلك يمكن تفادي احتياجات الصيانة غير المخطط لها ومنع التوقفات غير المخطط لها في المنشأة. ويُنصح باستخدام أجهزة الاستشعار لقياس الاهتزاز في المنشآت والآلات من أجل الاكتشاف المبكّر للأعطال وفهم مدى سلامة عمل الآلات.

المراجع

[1] He, X. M., & Liu, C. S. (2009). Dynamics and screening characteristics of a vibrating screen with variable elliptical trace. Mining Science and Technology (China), 19(4), 508-513.

[2] Masutage, V. S., & Kavade, M. V. (2018). A Review Vibrating Screen and Vibrating Box: Modal and Harmonic Analysis. International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET), 5(01), 401-403.

[3] Du, C., Gao, K., Li, J., & Jiang, H. (2014). Dynamics behavior research on variable linear vibration screen with flexible screen face. Advances in Mechanical Engineering, 6, 957140.

[4] Chen, B., Yan, J., Mo, W., Xu, C., Zhang, L., & Tamma, K. K. (2019). DEM simulation and experimental study on the screening process of elliptical vibration mechanical systems. Journal of Vibroengineering, 21(8), 2025-2038.

[5] Yin, Z., Zhang, H., & Han, T. (2016). Simulation of particle flow on an elliptical vibrating screen using the discrete element method. Powder Technology, 302, 443-454.

[6] Zhao, L., Zhao, Y., Liu, C., Li, J., & Dong, H. (2011). Simulation of the screening process on a circularly vibrating screen using 3D-DEM. Mining Science and Technology (China), 21(5), 677-680.

[7] Rodriguez, C. G., Moncada, M. A., Dufeu, E. E., & Razeto, M. I. (2016). Nonlinear model of vibrating screen to determine permissible spring deterioration for proper separation. Shock and Vibration, 2016.