شرح التوازن الديناميكي (الموازنة ثنائية المستويات)

التعريف: ما هو التوازن الديناميكي؟

التوازن الديناميكي هي عملية لتصحيح عدم التوازن في الدوار عن طريق إجراء تصحيحات كتلة بحد أدنى طائرتين منفصلتين على طوله. إنه الشكل الأكثر شمولاً للتوازن لأنه يحل كلا النوعين من عدم التوازن في آنٍ واحد: عدم التوازن الثابت (أو القوة) and عدم التوازن بين الزوجين. لن يكون للدوار الذي تم توازنه ديناميكيًا ميل إلى الاهتزاز أو "التذبذب" من نقطة ثقيلة أو حركة اهتزازية عندما يدور.

عدم التوازن الثابت مقابل الديناميكي: الفرق الرئيسي

لفهم التوازن الديناميكي، من المهم التمييز بين شكلين من عدم التوازن:

• عدم التوازن الثابت: هذه حالة يكون فيها مركز كتلة الدوار منحرفًا عن محور دورانه. يعمل هذا كنقطة ثقل واحدة. يمكن تصحيح هذه الحالة بوزن واحد في مستوى واحد، ويمكن رصدها حتى مع ثبات الدوار (ثابتًا).
• عدم التوازن بين الزوجين: يحدث هذا عندما يكون للدوار نقطتان ثقيلتان متساويتان على طرفين متقابلين، بزاوية 180 درجة. تكون هذه الحالة متوازنة سكونيًا (لن تتدحرج إلى نقطة ثقيلة في حالة السكون)، ولكن عند الدوران، تُحدث النقطتان الثقيلتان قوة دوران، أو "ازدواجًا"، تُسبب اهتزاز الدوار طرفًا فوق طرف. لا يمكن اكتشاف عدم توازن الازدواج إلا عند دوران الدوار، ويمكن تصحيحه فقط بوضع أوزان في مستويين مختلفين لإنشاء زوج متعاكس.

عدم التوازن الديناميكي، وهي الحالة الأكثر شيوعًا في الآلات العملية، هي مزيج من عدم التوازن الثابت والثنائي. لذلك، يتطلب تصحيحها تعديلات في مستويين على الأقل، وهو جوهر التوازن الديناميكي.

متى يكون التوازن الديناميكي مطلوبًا؟

في حين أن الموازنة أحادية المستوى (الثابتة) كافية للأشياء الضيقة ذات شكل القرص، فإن الموازنة الديناميكية ضرورية لمعظم الدوارات الصناعية، وخاصة عندما:

• يعتبر طول الدوار مهمًا مقارنة بقطره. القاعدة العامة هي أنه إذا كان الطول أكثر من نصف القطر، فإن التوازن الديناميكي ضروري.
• يعمل الدوار بسرعات عالية. تصبح تأثيرات عدم التوازن الزوجي أكثر حدة مع زيادة سرعة الدوران.
• يتم توزيع الكتلة بشكل غير متساوٍ على طول الدوار. تتطلب المكونات مثل مراوح المضخة متعددة المراحل أو محركات المحرك الطويلة تصحيحًا ثنائي المستوى.
• تتطلب دقة عالية. لتلبية معايير جودة التوازن الصارمة (على سبيل المثال، G2.5 أو أفضل)، هناك حاجة دائمًا تقريبًا إلى التوازن الديناميكي.

تشمل أمثلة الدوارات التي تتطلب دائمًا موازنة ديناميكية محركات المحرك، والمراوح الصناعية، والتوربينات، والضواغط، والأعمدة الطويلة، وأعمدة الكرنك.

إجراء موازنة المستويين

تُجرى الموازنة الديناميكية على آلة موازنة أو في الموقع باستخدام جهاز تحليل اهتزازات محمول. تتضمن العملية، عادةً باستخدام طريقة معامل التأثير، ما يلي:

1. التشغيل الأولي: قم بقياس الاهتزاز الأولي (السعة والطور) في كلا موقعي المحمل.
2. التشغيل التجريبي الأول: قم بإضافة وزن تجريبي معروف إلى المستوى التصحيحي الأول (المستوى 1) وقم بقياس استجابة الاهتزاز الجديدة عند كلا المحملين.
3. الجولة التجريبية الثانية: أزل وزن الاختبار الأول، وأضف وزن اختبار جديد إلى مستوى التصحيح الثاني (المستوى ٢). قِس استجابة الاهتزاز عند كلا المحملين مرة أخرى.
4. حساب: من هذه الجولات الثلاث، يحسب جهاز الموازنة أربعة "معاملات تأثير". تُميّز هذه المعاملات كيفية تأثير وزن في المستوى 1 على اهتزاز كلا المحملين، وكيفية تأثير وزن في المستوى 2 على اهتزاز كلا المحملين. باستخدام هذه المعلومات، يحل الجهاز مجموعة من المعادلات المتزامنة لتحديد الحجم الدقيق وموقع أوزان التصحيح اللازمة لكلا المستويين لإزالة عدم التوازن الأولي.
5. التصحيح والتحقق: يتم إزالة الأوزان التجريبية، وتثبيت أوزان التصحيح الدائمة المحسوبة في كلا المستويين، ويتم إجراء تشغيل نهائي للتأكد من أن الاهتزاز قد تم تقليله إلى الحد المحدد.

← العودة إلى الفهرس الرئيسي