فهم الانحراف في الآلات الدوارة

التعريف: ما هو الانحراف؟

في سياق ديناميكيات الدوار، الانحراف يشير إلى المسافة الشعاعية أو الإزاحة بين مركز كتلة الدوار (ويُسمى أيضًا مركز الثقل) ومركزه الهندسي (المركز الحقيقي لشكله أو عموده). في الدوار المتوازن تمامًا، يتطابق هذان المركزان. ومع ذلك، نظرًا لعيوب التصنيع وعدم تناسق كثافة المواد، غالبًا ما يكون هناك بعض الانحراف المتأصل. عندما يدور الدوار اللامركزي، يُولّد مركز الكتلة المُزاح قوة طرد مركزي، وهي السبب الجذري للاهتزاز الناتج عن عدم التوازن.

العلاقة المباشرة بين الانحراف وعدم التوازن

يرتبط الانحراف وعدم التوازن ارتباطًا وثيقًا. عدم التوازن هو مقياس تأثير الانحراف عند سرعة معينة، بينما الانحراف هو السبب الفيزيائي. يتناسب مقدار عدم التوازن طرديًا مع كتلة الدوار وانحرافه.

الصيغة بسيطة:

عدم التوازن (U) = الكتلة (M) × الانحراف (e)

تُبرز هذه العلاقة أهمية الانحراف المركزي. فحتى الانحراف المركزي الصغير جدًا (بضعة ميكرومترات فقط) في دوار ثقيل وعالي السرعة قد يُحدث قوة اختلال توازن هائلة، مما يؤدي إلى اهتزازات شديدة وتآكل سريع للمحامل.

أنواع الانحراف

من المهم التمييز بين أشكال مختلفة من الانحراف والعيوب الهندسية المرتبطة بها:

1. انحراف الكتلة

هذا هو الانحراف الحقيقي كما هو مُعرّف أعلاه - الإزاحة بين مركز الكتلة والمركز الهندسي. هذا هو النوع الذي يُسبب عدم التوازن، وهو هدف جميع عمليات الموازنة. لا يُمكن رؤيته أو قياسه مباشرةً باستخدام مؤشر القرص عندما يكون الدوار ثابتًا.

2. الانحراف الهندسي (الانحراف)

يشير هذا إلى انحراف سطح الدوار عن الدائرة المثالية. وهو مقياس لمدى انحراف العمود أو الدوار عن استدارته. يُعرف هذا أيضًا باسم الانحراف الميكانيكيعلى سبيل المثال، قد يكون محور عمود الدوران بيضاويًا بعض الشيء، أو قد تُصنع بكرة بشكل غير مركزي قليلًا على عمود الدوران. يمكن قياس هذا النوع من العيوب باستخدام مؤشر قرص أثناء دوران بطيء. مع أنه لا يُمثل عدم توازن الكتلة مباشرةً، إلا أن الشكل الهندسي اللامركزي غالبًا ما يُساهم في عدم توازن الكتلة.

3. انقطاع التيار الكهربائي

هذا ليس عيبًا فيزيائيًا، بل خطأ في القياس يحدث مع مجسات القرب غير التلامسية. إذا كان سطح الدوار يحتوي على اختلافات في النفاذية المغناطيسية أو التوصيل الكهربائي، فقد يُعطي المجس قراءة خاطئة تُحاكي الانحراف الهندسي. يجب مراعاة هذا "التشويش" أثناء اختبار ديناميكيات الدوار.

أسباب الانحراف

يتم إدخال الانحراف الكتلي في الدوارات من خلال وسائل مختلفة:

• تسامحات التصنيع: لا توجد عملية تصنيع مثالية. ستكون هناك دائمًا أخطاء طفيفة في التشغيل والصب والتجميع.
• كثافة المواد غير المنتظمة: تشير الشوائب أو الفراغات أو المسامية داخل الصب أو التشكيل إلى أن المادة ليست متجانسة تمامًا، مما يتسبب في تحول مركز الكتلة.
• التصميم غير المتماثل: المكونات مثل العمود المرفقي غير متماثلة بطبيعتها.
• أخطاء التجميع: إن البكرة أو المحمل الذي لا يكون متمركزًا بشكل مثالي على العمود سوف يؤدي إلى إنشاء كتلة شاذة.
• التشوه الحراري: قد يؤدي التسخين أو التبريد غير المتساوي إلى انحناء الدوار، مما يؤدي إلى إزاحة مركز كتلته مؤقتًا. يُعرف هذا باسم المتجه الحراري.

كيفية معالجة الانحراف

نظرًا لأن انحراف الكتلة هو سبب عدم التوازن، يتم تصحيحه من خلال عملية موازنةمن خلال إضافة أو إزالة كميات صغيرة من الوزن، يقوم الفني بإنشاء قوة معاكسة تعمل بشكل فعال على سحب خط وسط كتلة الدوار إلى محاذاة خط وسطه الهندسي، مما يقلل من قوة الطرد المركزي الصافية والاهتزاز الناتج.

← العودة إلى الفهرس الرئيسي