ما هو الدوار المعلق؟ تصاميم ذراع الموازنة • موازن محمول، محلل اهتزازات "Balanset" لآلات الموازنة الديناميكية، الكسارات، المراوح، آلات التغطية، المثاقب في الحصادات، أعمدة الإدارة، أجهزة الطرد المركزي، التوربينات، وغيرها الكثير من الدوارات. ما هو الدوار المعلق؟ تصاميم ذراع الموازنة • موازن محمول، محلل اهتزازات "Balanset" لآلات الموازنة الديناميكية، الكسارات، المراوح، آلات التغطية، المثاقب في الحصادات، أعمدة الإدارة، أجهزة الطرد المركزي، التوربينات، وغيرها الكثير من الدوارات.

فهم الدوارات المعلقة

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

Vibration sensor

Optical Sensor (Laser Tachometer)

Balanset-4

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

التعريف: ما هو الدوار المعلق؟

أن دوار متدلٍ (يُسمى أيضًا دوار الكابولي أو الدوار الكابولي) هو الدوار تصميمٌ تمتد فيه الكتلة الدوارة إلى الخارج متجاوزةً المحامل الداعمة، مُركَّبةً بشكل كابولي. في هذا التصميم، يُدعَم الدوار من جانب واحد فقط، مع تبدُّل عنصر العمل (المُدفِّع، عجلة المروحة، عجلة الطحن، إلخ) عن دعامة المحمل، بدلاً من وضعه بين محملين.

هذا التكوين شائع في العديد من أنواع المعدات الصناعية ويطرح تحديات فريدة من نوعها موازنة بسبب تضخيم عدم التوازن القوى من خلال عمل الكابولي.

أمثلة شائعة للدوارات المعلقة

تنتشر تصميمات الدوارات المعلقة على نطاق واسع في التطبيقات الصناعية والتجارية:

أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء والمراوح الصناعية

  • مراوح الطرد المركزي الممتدة من أعمدة المحرك
  • مراوح التبريد المحورية المثبتة على أجراس نهاية المحرك
  • مراوح صناعية مثبتة على قاعدة

Pumps

  • دوافع مضخة الطرد المركزي أحادية المرحلة
  • المضخات المتقاربة حيث يمتد الدافع من محمل المحرك

أدوات آلية

  • عجلات الطحن على المغازل المعلقة
  • قواطع الطحن وحاملات الأدوات
  • مشابك المخرطة

نقل الطاقة

  • البكرات والبكرات المثبتة على أعمدة المحرك
  • عجلات تروس على أعمدة ممتدة
  • ضروس السلسلة

معدات المعالجة

  • محركات ومراوح الخلاط
  • شفرات التوربينات على أعمدة التوربينات

لماذا التصميم المتدلي؟

على الرغم من تحديات الموازنة، فإن الدوارات المعلقة توفر مزايا عملية كبيرة:

1. إمكانية الوصول

يمكن الوصول بسهولة إلى عنصر العمل لإجراء الفحص والصيانة والاستبدال دون الحاجة إلى تفكيك الماكينة بالكامل أو إزعاج المحامل.

2. البساطة والتكلفة

يؤدي إزالة دعامة المحمل الواحدة إلى تقليل التعقيد الميكانيكي وعدد الأجزاء وتكلفة التصنيع.

3. كفاءة المساحة

يتطلب التصميم المدمج مساحة محورية أقل من الترتيب بين المحامل.

4. سهولة التركيب

يمكن في كثير من الأحيان تركيب المكونات مباشرة على أعمدة المحرك القياسية أو الآلات الموجودة دون ترتيبات اقتران مخصصة.

5. متطلبات العملية

في بعض التطبيقات (المضخات، الخلاطات، المعالجة الكيميائية)، من الضروري وجود عنصر العمل على جانب واحد فقط للوصول إلى سائل العملية أو المادة.

تحديات التوازن الفريدة

تُشكل الدوارات المعلقة العديد من التحديات التي تجعلها أكثر حساسية لعدم التوازن مقارنة بالتصميمات الموجودة بين المحامل:

1. تضخيم اللحظة

أي عدم التوازن في الدوار المُعلّق، لا يُولّد عزم دوران مركزي فحسب، بل يُولّد أيضًا عزم دوران (عزم دوران) حول دعامة المحمل. كلما ابتعدت الكتلة عن المحامل، زاد هذا العزم، مما يُضخّم تأثير حتى أصغر اختلالات التوازن. يُوضّح ذلك مبدأ ذراع الرافعة: القوة × المسافة = العزم.

2. الأحمال ذات التحمل العالي

يفرض تصميم الكابولي أحمالًا شعاعية ولحظية عالية على المحامل، وخاصةً المحمل الأقرب إلى الدوار. ويؤدي عدم التوازن إلى تفاقم هذه الأحمال، مما يُسرّع تآكل المحمل.

3. انحناء وانحراف العمود

يتعرض العمود المعلق لقوى الانحناء، وحتى اختلال التوازن الصغير يمكن أن يسبب انحرافًا كبيرًا للعمود عند الطرف المعلق، وخاصة عند السرعات العالية أو مع مسافات تعليق أطول.

4. تأثيرات الاقتران والمفتاح

تُركَّب العديد من الدوارات المُعلَّقة على أعمدة المحرك باستخدام مفاتيح أو براغي تثبيت أو وصلات. قد تُسبِّب هذه الوصلات حالة عدم التوازن أو تُغيِّرها، وأيُّ ارتخاء يُفاقم الاهتزاز بشكل كبير.

5. الحساسية للتثبيت

يؤدي التركيب غير الصحيح (عدم التثبيت بشكل كامل على العمود، أو التثبيت بزاوية، أو المثبتات المفكوكة) إلى تأثير أكثر وضوحًا على الدوارات المعلقة أكثر من التصميمات الموجودة بين المحامل.

اعتبارات الموازنة للدوارات المعلقة

عادةً ما يكون المستوى الواحد كافيًا

معظم الدوارات المعلقة قصيرة نسبيًا في الاتجاه المحوري ويمكن موازنتها بفعالية باستخدام موازنة المستوى الواحد. ال مستوى التصحيح يتواجد عادةً على الدوار نفسه في الموقع الأكثر سهولة في الوصول إليه.

التوازن الثابت مقابل التوازن الديناميكي

  • توازن ثابت: يضمن أن يكون مركز كتلة الدوار على محور الدوران. بالنسبة للدوارات القرصية الشكل والمعلقة، غالبًا ما يكون التوازن الساكن كافيًا.
  • توازن ديناميكي: بالنسبة للدوارات ذات الارتفاع الأطول أو تلك ذات السُمك المحوري الكبير، قد يكون من الضروري إجراء موازنة ديناميكية في مستويين للتخلص من عدم التوازن بين الزوجين.

مسافة التجاوز مهمة

كلما زادت مسافة التجاوز (المسافة من أقرب محمل إلى مركز كتلة الدوار)، زادت أهمية جودة التوازن. كقاعدة عامة:

  • بروز قصير (L/D < 0.3): أقل حساسية، يتم تطبيق تحمّلات التوازن القياسية
  • بروز معتدل (0.3 < ل/د < 0.7): أكثر حساسية، ضع في اعتبارك التسامحات الأكثر صرامة
  • بروز طويل (L/D > 0.7): حساس للغاية ويتطلب موازنة دقيقة وقد يحتاج إلى توازن ديناميكي

حيث L هو طول الجزء البارز و D هو قطر الدوار.

أفضل الممارسات لموازنة الدوار المعلق

1. التوازن في التكوين النهائي المثبت عندما يكون ذلك ممكنًا

الدوارات المعلقة حساسة بشكل خاص لكيفية تركيبها. من الناحية المثالية، قم بتنفيذ موازنة المجال مع تثبيت الدوار على عموده، في تكوينه التشغيلي النهائي.

2. التحقق من التثبيت الآمن

قبل الموازنة، تأكد من:

  • تم تثبيت جميع مثبتات التثبيت (مسامير التثبيت، البراغي، المفاتيح) بشكل صحيح
  • يتم تثبيت الدوار بالكامل على العمود دون أي فجوات
  • تم تركيب جميع المفاتيح بشكل صحيح دون وجود خلوص زائد
  • الدوار عمودي على العمود (غير مائل أو بزاوية)

3. استخدم نصف قطر التصحيح المناسب

مكان أوزان التصحيح بنصف قطر كبير عمليًا (عادةً ما يكون قريبًا من القطر الخارجي). هذا يُعزز تأثير كل غرام من وزن التصحيح، مما يسمح بإضافة وزن أصغر.

4. التحقق من عدم وجود تسرب

قياس العمود نفد قبل الموازنة. الانحراف المفرط (الانحراف، الاهتزاز، انحناء العمود) سيمنع تحقيق توازن جيد، ويجب تصحيحه أولًا.

5. مراعاة تأثيرات اللحظة في قياس الاهتزاز

عند القياس اهتزاز في تركيبات الدوارات المتدلية، يُرجى أخذ قراءات عند كلٍّ من محامل الطرف المحرك والطرف غير المحرك، إن أمكن. يختلف نمط الاهتزاز بشكل كبير بين المواقع بسبب العزم الناتج عن الكتلة المتدلية.

6. استخدم تسامحات أكثر صرامة

بسبب تأثيرات التضخيم، فكر في تحديد واحد درجة G أكثر إحكامًا من المُستخدم في دوار ذي محامل بينية مُماثلة. على سبيل المثال، استخدم G 2.5 بدلًا من G 6.3 للتطبيقات الحرجة.

المشاكل الشائعة والحلول

المشكلة: عودة الاهتزاز بعد الموازنة

الأسباب المحتملة:

  • تم فك أجزاء التثبيت أثناء التشغيل
  • تم تحويل أوزان التصحيح أو إسقاطها
  • تراكم المواد أو التآكل أدى إلى تغيير حالة التوازن
  • النمو الحراري تسبب في التحول

الحلول: استخدم مركبات تثبيت الخيوط، وقم بلحام أو تثبيت أوزان التصحيح بشكل دائم، وإنشاء جدول تفتيش منتظم.

المشكلة: عدم القدرة على تحقيق التوازن المقبول

الأسباب المحتملة:

  • انحراف العمود أو انحناء العمود
  • تآكل المحمل أو الخلوص الزائد
  • الرنين الهيكلي عند سرعة التشغيل
  • تركيب الدوار ضعيف (مشدود، غير مثبت بشكل كامل)

الحلول: قم بمعالجة المشكلات الميكانيكية قبل تحقيق التوازن، والتحقق من استقامة العمود، واستبدال المحامل البالية، والتحقق من التركيب المناسب.

اعتبارات تصميم المعدات الجديدة

عند تصميم المعدات ذات الدوارات المعلقة:

  • تقليل البروز: حافظ على مسافة الامتداد قصيرة قدر الإمكان
  • تقوية العمود: استخدم أعمدة ذات قطر أكبر لمقاومة الانحناء
  • استخدم محامل قوية: تحديد المحامل ذات سعة التحميل الشعاعية واللحظية المناسبة
  • توفير القدرة على التوازن: تصميم مستويات التصحيح أو المواقع التي يمكن الوصول إليها لإضافة/إزالة أوزان التوازن
  • خذ بعين الاعتبار الموازنة المسبقة: قم بموازنة عنصر الدوار قبل التثبيت عندما يكون ذلك ممكنًا
  • تحديد التسامحات المناسبة: لا تبالغ في التحديد، ولكن عليك أن تدرك أن التصميمات البارزة تحتاج إلى توازن جيد

معايير الصناعة والمبادئ التوجيهية

على الرغم من أن الدوارات المعلقة ليس لها معايير موازنة منفصلة، إلا أنها مغطاة بمعايير موازنة عامة مع ملاحظات خاصة:

  • ISO 21940-11: يوفر إرشادات اختيار الدرجة G القابلة للتطبيق على الدوارات المعلقة
  • API 610 (مضخات الطرد المركزي): يحدد جودة التوازن لمروحيات المضخة المعلقة
  • معايير ANSI/AGMA: توفير التوجيه لموازنة التروس والبكرات المعلقة

بشكل عام، قم بتطبيق درجات التوازن القياسية ولكن عليك أن تدرك أن التكوينات البارزة قد تستفيد من درجة واحدة أكثر إحكامًا للتعويض عن تأثيرات التضخيم.


← العودة إلى الفهرس الرئيسي

واتساب