المشكلة الأساسية: الموازنة تُصلح شيئاً واحداً فقط.

تُصحح عملية الموازنة عدم تناسق الكتلة في الجزء الدوار. هذا كل ما في الأمر. لا يتطابق مركز كتلة الدوار مع محور دورانه، لذا تُولد كل دورة قوة طرد مركزي تُسبب اهتزاز الآلة. تعمل أوزان التصحيح على إعادة مركز الكتلة إلى المحور، مما يُقلل الاهتزاز.

لكن الاهتزاز في الآلات الدوارة له ثمانية مصادر مشتركة على الأقل. عدم التوازن ليس سوى واحد منها. أما المصادر الأخرى - الرنين، والارتخاء، وعدم المحاذاة، وانحناء الأعمدة، ودوارات متسخة، والتشوه الحراري، والأخطاء الإجرائية - فتنتج اهتزازًا ها يشبه عدم التوازن في نواحٍ عديدة: فهو متزامن (بسرعة دوران 1×)، ودوري، ويهز الآلة في الاتجاه القطري. والأمر المحبط هو أن إضافة أوزان تصحيحية إلى آلة تعاني من ارتخاء أو رنين لا يؤدي فقط إلى فشلها، بل قد يزيد الوضع سوءًا.

ال Balanset-1A هو جهاز موازنة، ولكنه أيضاً محلل اهتزازات مزود بتحليل طيفي بتقنية تحويل فورييه السريع (FFT) ووضع قياس الاهتزاز. تُعد هذه الأدوات التشخيصية أساسية لتحديد أي من الأسباب الثمانية التي تواجهها فعلياً، قبل إضاعة الوقت في تجربة أوزان مختلفة.

"الاختلال الزائف" - 5 عيوب تحاكيه

الرنين: الفخ الذي يوقع الجميع فيه مرة واحدة على الأقل

عند الاقتراب من الرنين، تتغير زاوية الطور بين قوة عدم التوازن واستجابة الاهتزاز بسرعة مع تغيرات طفيفة في السرعة. فإذا كانت الآلة تعمل بسرعة 1480 دورة في الدقيقة، وكان التردد الطبيعي للهيكل 1500 دورة في الدقيقة، فإن انحرافًا في السرعة بمقدار 1% قد يُغير زاوية الطور بمقدار 30-40 درجة. ويلاحظ برنامج الموازنة زاوية مختلفة في كل تشغيل، ويحسب تصحيحًا مختلفًا في كل مرة.

الاختبار التشخيصي بسيط: في وضع مقياس الاهتزاز Balanset-1A، حافظ على سرعة ثابتة وراقب الطور. إذا انحرف الطور بأكثر من 10-20 درجة مع ثبات عدد دورات المحرك في الدقيقة، فأنت قريب من الرنين. الحل ليس في تجربة أوزان إضافية، بل إما تغيير سرعة التشغيل (التشغيل عند عدد دورات مختلف في الدقيقة) أو تعديل صلابة أو كتلة الهيكل لإزاحة التردد الطبيعي بعيدًا عن سرعة التشغيل.

التساهل: هو ما يُخلّ بالتوازن الرياضي

تعتمد حسابات التوازن على الجبر الخطي، حيث تفترض أن مضاعفة قوة عدم التوازن تُضاعف استجابة الاهتزاز. ويُخالف الارتخاء هذا الافتراض. فقد يكون حامل المحمل المرتخي صلبًا في اتجاه، ولكنه مرن في اتجاه آخر. كما أن القاعدة الرخوة ترفع الآلة عن أحد قواعدها عند سعة اهتزاز معينة، مما يُغير الصلابة الفعالة في منتصف الدورة.

قبل موازنة أي آلة، تأكد من: ربط جميع مسامير التثبيت بإحكام، وعدم وجود أي ارتخاء في قاعدة القدم (استخدم مقياس السماكة أسفل كل قدم)، وعدم وجود أي تشققات في اللوحة الأساسية، وعدم وجود أي فراغ في قواعد المحامل. إذا أظهر طيف جهاز Balanset-1A مجموعة من التوافقيات بدلاً من قمة واضحة، فقم بإصلاح الهيكل أولاً.

عدم المحاذاة: التوقيع 2×

يُنتج عدم محاذاة الوصلات قوىً بشكل أساسي عند ضعف سرعة الدوران (وأحيانًا ثلاثة أضعافها). إذا أظهر تحليل Balanset-1A FFT وجود مُركِّب قوي عند ضعف سرعة الدوران - خاصةً مع وجود اهتزاز محوري عالٍ - فإن المشكلة تكمن في المحاذاة، وليس في التوازن. قم بمحاذاة الأعمدة باستخدام الليزر أولًا، ثم تحقق مما إذا كانت عملية التوازن لا تزال ضرورية. غالبًا لا تكون كذلك.

حالة الدوار: مراوح متسخة وأعمدة ملتوية

مشكلة الدوار المتسخ

الغبار، وتراكم المنتج، ورواسب الكالسيوم، والتآكل - أي من هذه العوامل على شفرات المروحة، أو مراوح المضخة، أو دوارات جهاز الطرد المركزي، تُسبب توزيعًا غير متساوٍ للكتلة. تهتز الآلة. والإغراء يكمن في إعادة ضبطها "كما هي" والعودة إلى الإنتاج.

لا تفعل ذلك. سيُقدّم جهاز Balanset-1A حلاً تصحيحياً للدوار المتسخ. فهو لا يعلم أن الدوار متسخ، بل يقيس الاهتزازات ويحسبها فقط. لكن هذه الرواسب تتساقط أثناء التشغيل. في مروحة تُعالج غازاً ساخناً، تسقط قطعة من القشور في الساعة الثانية صباحاً يوم السبت. الآن، يصبح الدوار غير متوازن على الفور، بل والأسوأ من ذلك، لأن أوزان التصحيح كانت تُعوّض عن الأوساخ المتساقطة. أصبحت الأوزان الآن مصدر عدم التوازن.

أعمدة منحنية: لماذا لا تفيد الأوزان الثقيلة بسرعة واحدة

يُسبب انحناء العمود انحرافًا مركزيًا، حيث لا يتطابق المركز الهندسي مع مركز الدوران. ويبدو هذا كعدم توازن عند سرعة دوران 1× 1000 دورة في الدقيقة. والفرق الجوهري هو أن العمود المنحني يُنتج اهتزازًا يعتمد على السرعة، على عكس عدم التوازن البسيط. يُمكن أحيانًا تقليل الاهتزاز عند سرعة مُحددة باستخدام وزن تصحيح كبير، ولكن عند أي سرعة أخرى، يزداد الاهتزاز سوءًا. كما يزداد إجهاد العمود، مما يُقصر عمر المحامل والوصلات.

يتم التحقق ميكانيكيًا: بقياس الانحراف باستخدام مؤشر قياس مع تدوير العمود ببطء يدويًا. إذا تجاوز الانحراف الكلي المُشار إليه (TIR) حد التفاوت المسموح به في الآلة - والذي يتراوح عادةً بين 0.02 و0.05 مم للدوارات الدقيقة، ويصل إلى 0.1 مم للصناعات الثقيلة - يجب تقويم العمود أو استبداله. لا يُمكن للموازنة إصلاح هندسة العمود.

أخطاء إجرائية: وزن التجربة، والزاوية، ودرجة الحرارة

أحيانًا يكون الجهاز سليمًا، لكن الخلل يكمن في الإجراء. هذه هي الأخطاء التي تجعل الفنيين يعتقدون أن "الجهاز معطل" بينما في الواقع تكون بيانات الإدخال خاطئة.

وزن التجربة صغير جدًا

يتعلم جهاز Balanset-1A النظام من خلال قياس استجابته لوزن تجريبي معروف. إذا كان الوزن التجريبي صغيرًا جدًا، فإن التغير في السعة والطور يختفي وسط ضوضاء القياس. يقوم البرنامج بحساب معاملات التأثير من الضوضاء، ويكون التصحيح الناتج عشوائيًا في جوهره.

الهدف: يجب أن يتغير وزن التجربة في السعة أو الطور بمقدار 20-30% على الأقل. إذا أضفت 10 غرامات ولم تتغير القراءة تقريبًا، فجرب 20 أو 30 غرامًا. ابدأ بوزن منخفض، ولكن لا تتردد في زيادة الوزن إذا لزم الأمر. يجب أن تكون الإشارة واضحة.

أخطاء قياس الزاوية

الموازنة هي عملية حسابية تعتمد على المتجهات. وزن 10 غرامات عند الزاوية القائمة يُلغي عدم التوازن. نفس الوزن 10 غرامات عند زاوية 180 درجة من الزاوية القائمة الزوجي عدم التوازن. هناك خطأين شائعين يتسببان في ذلك: قياس الزوايا عكس اتجاه الدوران عندما يتوقع البرنامج مع الدوران (أو العكس)، وتحريك مقياس سرعة الدوران أو العلامة العاكسة بين عمليات التشغيل، مما يؤدي إلى تغيير مرجع الصفر.

كلاهما قاتلان صامتان - يُظهر البرنامج تصحيحًا موثوقًا، فتقوم بتثبيته، ثم يرتفع مستوى الاهتزاز فجأة. إذا زاد الاهتزاز بعد تثبيت التصحيح المحسوب، فإن أول ما يجب التحقق منه هو ما إذا كانت الزاوية قد قُيست في الاتجاه الصحيح.

التشوه الحراري: مشكلة "كان كل شيء على ما يرام هذا الصباح"

قد يهتز محرك متوازن عند درجة حرارة ملفات تبلغ 20 درجة مئوية بشدة عند 80 درجة مئوية. وتتعرض مراوح الغاز الساخن التي تعمل بغازات معالجة تتراوح درجة حرارتها بين 200 و400 درجة مئوية لانحناء حراري - حيث ينحني العمود أو المروحة قليلاً مع ارتفاع درجة الحرارة، مما يؤدي إلى تغيير توزيع الكتلة. ويختفي التوازن الذي تحقق عند درجة الحرارة المنخفضة عند ارتفاعها.

الحل: شغّل الجهاز حتى يصل إلى حالة الاستقرار الحراري (درجة حرارة التشغيل الكاملة، ظروف مستقرة) قبل إجراء عملية الموازنة النهائية. وازن الجهاز وهو ساخن إذا كان يسخن. إذا كان هناك تغير ملحوظ في اهتزاز الجهاز بين حالتي التشغيل البارد والساخن، فوثّق كلتا الحالتين - بعض العملاء يقبلون اهتزازًا أعلى عند بدء التشغيل البارد مع العلم أنه ينخفض بمجرد أن يسخن الجهاز.

جدول القرار: ماذا يخبرك الطيف؟

افتح جهاز Balanset-1A في وضع طيف FFT. انظر إلى القمم. طابق النمط مع العطل.

تقرير ميداني: المشجع الذي ظل يعود

اتصل مصنع لتجهيز الحبوب بخصوص مروحة سحب كبيرة بقدرة 45 كيلوواط، تعمل بسرعة 1470 دورة في الدقيقة. وقد قاموا بموازنتها ثلاث مرات خلال ستة أشهر. في كل مرة، انخفض الاهتزاز إلى حوالي 2 مم/ث، ثم عاد ليرتفع إلى أكثر من 8 مم/ث في غضون 3-4 أسابيع. وكان الفني السابق قد قام بلحام أوزان تصحيح بعد كل عملية موازنة - ثلاث مجموعات من ثلاث زيارات منفصلة، ولا تزال جميعها مثبتة على المروحة.

أول ما فعلته هو تشغيل جهاز Balanset-1A في وضع الطيف. أظهر تحليل FFT ذروة واضحة عند 24.5 هرتز (سرعة العمود) - مما يشير إلى عدم توازن. كان الطور مستقرًا. لا يوجد ارتخاء. لا توجد علامات على عدم المحاذاة. هذا الجزء سليم.

ثم نظرت إلى المروحة. طبقة كثيفة من غبار الحبيبات، بسماكة 3-5 مم، موزعة بشكل غير متساوٍ. كان الفني السابق يوازنها في كل مرة. تراكم الغبار، وتحرك، وسقط جزء منه، وعادت الاهتزازات. أصبحت أوزان التصحيح من الزيارات الثلاث تتعارض فيما بينها.

أزلنا جميع أوزان التصحيح السابقة (ثلاث مجموعات، 11 وزنًا إجمالًا). نظفنا المروحة حتى المعدن الخام. أعدنا الموازنة من الصفر. تصحيح ثنائي المستوى: 22 غرامًا في الأمام، 15 غرامًا في الخلف.

قام المصنع بتطبيق برنامج تنظيف شهري للمروحة. بعد ستة أشهر: لا يزال مستوى الاهتزاز عند 1.1 مم/ث. لا حاجة لإعادة التوازن. تكلفة الزيارات الثلاث السابقة - إزالة الأوزان القديمة، واللحام، والقياس - كانت مجتمعة أعلى من تكلفة تشخيص واحد صحيح.

قائمة التحقق قبل الموازنة

قبل وضع وزن تجريبي على أي جهاز، تحقق من كل عنصر في هذه القائمة. إذا فشل أي فحص، فقم بإصلاحه أولاً. إن موازنة جهاز يفشل في أحد هذه الفحوصات مضيعة للوقت.

1. 1
   هل الدوار نظيف؟

   معدن مكشوف. لا غبار، لا رواسب، لا تراكمات للمنتجات. إذا تعذر تنظيفه، فوثّق المخاطر وأخبر العميل أن التوازن قد لا يستمر.
2. 2
   هل العمود مستقيم؟

   فحص مؤشر القياس. يجب أن يكون الانحراف الكلي الداخلي ضمن حدود التفاوت المسموح بها في الماكينة (0.02-0.05 مم للأجهزة الدقيقة، و0.1 مم للأجهزة الصناعية الثقيلة). في حال وجود انحراف، قم بتعديله أو استبداله.
3. 3
   لا يوجد ارتخاء؟

   تم ربط جميع البراغي بعزم الدوران المطلوب. تم استخدام مقياس السماكة أسفل كل قاعدة - لا توجد قاعدة لينة. لا توجد شقوق في اللوحة الأساسية. قواعد المحامل صلبة. الطيف: لا يوجد "غابة" من التوافقيات.
4. 4
   هل التوافق مقبول؟

   اهتزاز محوري أقل من 50% من الاهتزاز القطري. لا يوجد اهتزاز قوي بمقدار 2× في الطيف. في حال الشك، قم بمحاذاة الليزر أولاً.
5. 5
   ليس قريباً من الرنين؟

   استقرار الطور (ضمن ±10°) عند سرعة دوران ثابتة. في حالة حدوث انحراف في الطور، قم بتغيير السرعة أو تعديل الهيكل قبل الموازنة.
6. 6
   عند درجة حرارة التشغيل؟

   بالنسبة للآلات التي تعمل بدرجة حرارة عالية: يجب تحقيق التوازن عند حالة الاستقرار الحراري، وليس عند درجة حرارة منخفضة. إذا كان الفرق بين درجة الحرارة المنخفضة والساخنة كبيرًا، فيجب توثيق كليهما.
7. 7
   هل تم تثبيت عداد دورات المحرك والمرجع؟

   تم وضع العلامة العاكسة في مكانها. تم تثبيت مقياس سرعة الدوران. تم التحقق من اتجاه الزاوية (مع الدوران أو عكسه). لا تحرك أي مرجع بعد التشغيل الأول.

الأسئلة الشائعة