فهم التوازن الثابت (التوازن أحادي المستوى)

التعريف: ما هو التوازن الثابت؟

التوازن الثابت هي أبسط أشكال موازنة الدوار. وهي عملية تصحح عدم التوازن الثابت، وهي حالة يكون فيها مركز كتلة الدوار منحرفًا عن محور دورانه، مما يُنشئ "نقطة ثقل" واحدة. نظريًا، يُمكن إجراء هذا النوع من الموازنة مع ثبات الدوار (ثابتًا). إذا وُضع دوار ذو اختلال ثبات تام على سطح خالٍ من الاحتكاك (مثل حواف السكين)، فسوف يدور حتى تستقر النقطة الثقيلة عند أدنى نقطة بسبب الجاذبية.

تتضمن الموازنة الثابتة إجراء تصحيح في طائرة واحدة لمعادلة هذه النقطة الثقيلة. التصحيح هو وضع ثقل واحد بزاوية ١٨٠ درجة مقابل النقطة الثقيلة لإعادة مركز الكتلة إلى مركز الدوران.

عدم التوازن الثابت مقابل عدم التوازن الديناميكي

يُعرف عدم التوازن الساكن أيضًا باسم "عدم توازن القوة" لأنه يُولّد قوة طرد مركزي تؤثر شعاعيًا نحو الخارج من مركز الدوران. ومع ذلك، فهو لا يُولّد أي "ازدواج" أو حركة اهتزازية. وهذا على عكس عدم التوازن الديناميكي، وهو مزيج من القوة وعدم توازن الزوج، ويتطلب تصحيحات في مستويين على الأقل لحل المشكلة تمامًا. يمكن أن يكون الدوار متوازنًا تمامًا من الناحية الساكنة، ولكنه لا يزال يعاني من عدم توازن الزوج بشكل كبير، مما يتسبب في اهتزازه بشدة عند دورانه.

متى يكون التوازن الثابت كافيا؟

الموازنة الساكنة طريقة مناسبة وكافية فقط لفئة محددة من الدوارات. وهي تُستخدم عادةً للمكونات الضيقة جدًا أو القرصية، حيث يكون الطول المحوري صغيرًا جدًا مقارنةً بقطرها. في هذه الأنواع من الدوارات، من غير المرجح أن يحدث اختلال كبير في التوازن.

تتضمن الأمثلة الشائعة للدوارات حيث يكون التوازن الثابت في المستوى الواحد كافياً في كثير من الأحيان ما يلي:

• عجلات الطحن
• عجلات وإطارات السيارات
• عجلات مروحة أو منفاخ ضيقة مفردة
• عجلات الموازنة
• البكرات والبكرات

بالنسبة لأي دوار له طول كبير (على سبيل المثال، محرك المحرك، أو مضخة متعددة المراحل، أو عمود طويل)، فإن الموازنة الثابتة وحدها غير كافية، و التوازن الديناميكي مطلوب.

طرق الموازنة الثابتة

1. موازنة حافة السكين

هذه هي الطريقة التقليدية غير الدوارة. يُوضع الدوار على حافتي سكين متوازيتين، مستويتين، وقليلتي الاحتكاك. يدور الدوار حتى تصبح أثقل نقطة له في الأسفل. ثم يُضاف وزن مؤقت إلى الأعلى (بزاوية معاكسة 180 درجة) حتى يبقى الدوار في أي وضع يوضع فيه دون أن يدور. ثم يُصبح هذا الوزن دائمًا.

2. آلة الموازنة العمودية

غالبًا ما تُجرى عمليات الموازنة الساكنة الحديثة على آلة موازنة رأسية. يُوضع الدوار (مثل دولاب الموازنة أو الإطار) على صفيحة أفقية مدعومة بمستشعرات قوة. تُدير الآلة الدوار بسرعة منخفضة، وتقيس المستشعرات اتجاه ومقدار قوة عدم التوازن، وتعرض التصحيح المطلوب على شاشة.

3. موازنة المجال أحادي المستوى

يمكن أيضًا إجراء الموازنة الساكنة ميدانيًا على آلة مُجمَّعة باستخدام مُحلِّل اهتزازات محمول. هذه نسخة أحادية المستوى من طريقة مُعامل التأثير. تُؤخذ قراءة الاهتزاز، ويُضاف وزن تجريبي، ثم تُؤخذ قراءة ثانية، ثم يحسب الجهاز وزن التصحيح الفردي المطلوب وزاويته.

القيود

العيب الرئيسي للموازنة الساكنة هو عدم قدرتها على اكتشاف أو تصحيح اختلال التوازن الثنائي. قد يؤدي تطبيق موازنة ساكنة على دوار يعاني بالفعل من اختلال توازن ديناميكي إلى تفاقم الاهتزاز أحيانًا عن طريق تصحيح مُكوِّن القوة مع تجاهل أو تفاقم مُكوِّن التوازن. لهذا السبب، تُعدّ الموازنة الديناميكية ثنائية المستوى هي الممارسة القياسية والمطلوبة في معظم الآلات الصناعية.

← العودة إلى الفهرس الرئيسي