الجزء الأول: الأسس النظرية والتنظيمية للموازنة الديناميكية

تُعد الموازنة الديناميكية الميدانية إحدى العمليات الرئيسية في تكنولوجيا ضبط الاهتزازات، وتهدف إلى إطالة عمر المعدات الصناعية ومنع حالات الطوارئ. يتيح استخدام أجهزة محمولة مثل Balanset-1A إجراء هذه العمليات مباشرةً في موقع التشغيل، مما يقلل من وقت التوقف والتكاليف المرتبطة بالتفكيك. ومع ذلك، لا يتطلب نجاح الموازنة القدرة على استخدام الجهاز فحسب، بل يتطلب أيضًا فهمًا عميقًا للعمليات الفيزيائية الكامنة وراء الاهتزازات، بالإضافة إلى معرفة بالإطار التنظيمي الذي يحكم جودة العمل.

يعتمد مبدأ المنهجية على تركيب أوزان تجريبية وحساب معاملات تأثير عدم التوازن. ببساطة، يقيس الجهاز اهتزاز (السعة والطور) لدوار دوار، ثم يضيف المستخدم أوزانًا تجريبية صغيرة بالتتابع في مستويات محددة لمعايرة تأثير الكتلة الإضافية على الاهتزاز. بناءً على التغيرات في سعة الاهتزاز وطوره، يحسب الجهاز تلقائيًا الكتلة اللازمة وزاوية التركيب للأوزان التصحيحية لإزالة عدم التوازن.

يعتمد هذا النهج على ما يُسمى بطريقة "ثلاث عمليات" لموازنة المستويين: قياس أولي، وجريتان مع أوزان تجريبية (واحدة في كل مستوى). أما في موازنة المستوى الواحد، فعادةً ما تكفي عمليتان - بدون وزن، وبوزن تجريبي واحد. في الأجهزة الحديثة، تُجرى جميع الحسابات اللازمة تلقائيًا، مما يُبسط العملية بشكل كبير ويُقلل من متطلبات تأهيل المُشغّل.

القسم 1.1: فيزياء عدم التوازن: تحليل متعمق

يكمن جوهر أي اهتزاز في المعدات الدوارة في اختلال التوازن. اختلال التوازن هو حالة تكون فيها كتلة الدوار موزعة بشكل غير متساوٍ بالنسبة لمحور دورانه. يؤدي هذا التوزيع غير المتساوي إلى ظهور قوى طرد مركزي، والتي بدورها تسبب اهتزاز الدعامات وهيكل الآلة بأكمله. يمكن أن تكون عواقب اختلال التوازن غير المعالج وخيمة: من التآكل المبكر وتلف المحامل إلى تلف الأساس والآلة نفسها. لتشخيص اختلال التوازن والقضاء عليه بفعالية، من الضروري التمييز بوضوح بين أنواعه.

أنواع عدم التوازن

إعداد آلة موازنة الدوار مع نظام مراقبة يتم التحكم فيه بواسطة الكمبيوتر لقياس القوى الثابتة والديناميكية للكشف عن اختلال التوازن في مكونات المحرك الكهربائي الدوار.

عدم التوازن الثابت (مستوى واحد): يتميز هذا النوع من عدم التوازن بإزاحة مركز كتلة الدوار موازيًا لمحور الدوران. في حالة السكون، يدور هذا الدوار، المثبت على مناشير أفقية، دائمًا بحيث يكون جانبه الثقيل متجهًا للأسفل. يسود عدم التوازن الثابت في الدوارات الرقيقة ذات الشكل القرصي حيث تكون نسبة الطول إلى القطر (L/D) أقل من 0.25، على سبيل المثال، عجلات الطحن أو دوافع المروحة الضيقة. يمكن التخلص من عدم التوازن الثابت بتثبيت وزن تصحيحي واحد في مستوى تصحيح واحد، معاكسًا تمامًا لنقطة الثقل.

عدم التوازن بين الزوجين (اللحظة): يحدث هذا النوع عندما يتقاطع المحور الرئيسي لقصور الدوار مع محور الدوران عند مركز الكتلة، ولكنه لا يكون موازيًا له. يمكن تمثيل عدم التوازن الزوجي بكتلتين غير متوازنتين متساويتين في المقدار، لكنهما متعاكستان في الاتجاه، تقعان في مستويين مختلفين. في حالة السكون، يكون الدوار في حالة توازن، ولا يظهر عدم التوازن إلا أثناء الدوران على شكل "اهتزاز" أو "تذبذب". للتعويض عن ذلك، يلزم تركيب وزنين تصحيحيين على الأقل في مستويين مختلفين، مما يُنتج عزمًا تعويضيًا.

مخطط فني لجهاز اختبار دوار المحرك الكهربائي مع لفائف نحاسية مثبتة على محامل دقيقة، متصلة بمعدات مراقبة إلكترونية لقياس ديناميكيات الدوران.

عدم التوازن الديناميكي: هذا هو النوع الأكثر شيوعًا من اختلال التوازن في الظروف الواقعية، ويمثل مزيجًا من اختلال التوازن الساكن والثنائي. في هذه الحالة، لا يتطابق المحور المركزي الرئيسي لقصور الدوار مع محور الدوران ولا يتقاطع معه عند مركز الكتلة. ولتجنب اختلال التوازن الديناميكي، يلزم تصحيح الكتلة في مستويين على الأقل. صُممت أجهزة ثنائية القناة، مثل Balanset-1A، خصيصًا لحل هذه المشكلة.

عدم التوازن شبه الثابت: هذه حالة خاصة من عدم التوازن الديناميكي، حيث يتقاطع المحور الرئيسي للقصور الذاتي مع محور الدوران، ولكن ليس عند مركز كتلة الدوار. يُعد هذا تمييزًا دقيقًا ولكنه مهم لتشخيص أنظمة الدوار المعقدة.

الدوارات الصلبة والمرنة: التمييز الحاسم

من المفاهيم الأساسية في الموازنة التمييز بين الدوارات الصلبة والمرنة. هذا التمييز يُحدد إمكانية ومنهجية الموازنة الناجحة.

دوار صلب: يُعتبر الدوار صلبًا إذا كان تردد دورانه التشغيلي أقل بكثير من تردده الحرج الأول، ولم يتعرض لتشوهات مرنة (انحرافات) كبيرة تحت تأثير قوى الطرد المركزي. عادةً ما تُجرى موازنة هذا الدوار بنجاح في مستويي تصحيح. صُممت أجهزة Balanset-1A بشكل أساسي للعمل مع الدوارات الصلبة.

دوار مرن: يُعتبر الدوار مرنًا إذا كان يعمل بتردد دوران قريب من أحد تردداته الحرجة أو يتجاوزه. في هذه الحالة، يصبح انحراف العمود المرن مساويًا لإزاحة مركز الكتلة، ويساهم بحد ذاته بشكل كبير في الاهتزاز الكلي.

غالبًا ما تؤدي محاولة موازنة دوار مرن باستخدام منهجية الدوارات الصلبة (في مستويين) إلى الفشل. قد يُعوّض تركيب أوزان تصحيحية الاهتزاز عند سرعات منخفضة دون الرنين، ولكن عند الوصول إلى سرعة التشغيل، وعند انحناء الدوار، قد تزيد هذه الأوزان نفسها الاهتزاز عن طريق إثارة أحد أوضاع اهتزاز الانحناء. هذا أحد الأسباب الرئيسية لعدم نجاح الموازنة، على الرغم من تنفيذ جميع إجراءات الجهاز بشكل صحيح. قبل بدء العمل، من المهم للغاية تصنيف الدوار من خلال ربط سرعة تشغيله بالترددات الحرجة المعروفة (أو المحسوبة).

إذا تعذر تجاوز الرنين (على سبيل المثال، إذا كانت سرعة الآلة ثابتة ومتزامنة مع سرعة الرنين)، يُنصح بتغيير ظروف تركيب الوحدة مؤقتًا (مثل تخفيف صلابة الدعامة أو تركيب حشوات مرنة مؤقتًا) أثناء الموازنة لتغيير الرنين. بعد التخلص من عدم توازن الدوار وعودة الاهتزاز الطبيعي، يمكن إعادة الآلة إلى ظروف التركيب القياسية.

القسم 1.2: الإطار التنظيمي: معايير ISO

تؤدي المعايير في مجال الموازنة عدة وظائف رئيسية: فهي تُرسي مصطلحات فنية موحدة، وتُحدد متطلبات الجودة، والأهم من ذلك، تُشكل أساسًا للتوفيق بين الضرورة الفنية والجدوى الاقتصادية. وتُعدّ متطلبات الجودة المفرطة للموازنة غير مُجدية، لذا تُساعد المعايير في تحديد مدى الحاجة إلى تقليل اختلال التوازن. كما يُمكن استخدامها في العلاقات التعاقدية بين المُصنّعين والعملاء لتحديد معايير القبول.

ISO 1940-1-2007 (ISO 1940-1): متطلبات الجودة لموازنة الدوارات الصلبة

برنامج لجهاز الموازنة المحمول Balanset-1A ومحلل الاهتزازات. حاسبة تفاوت التوازن (ISO 1940)

تُعد هذه المواصفة الوثيقة الأساسية لتحديد اختلال التوازن المسموح به. وتُقدم مفهوم درجة جودة الموازنة (G)، والتي تعتمد على نوع الآلة وتردد دورانها.

درجة الجودة G: يتوافق كل نوع من المعدات مع درجة جودة محددة تبقى ثابتة بغض النظر عن سرعة الدوران. على سبيل المثال، يُنصح باستخدام الدرجة G6.3 للكسارات، والدرجة G2.5 لأجزاء المحركات الكهربائية والتوربينات.

حساب عدم التوازن المتبقي المسموح به (U_لكل): يسمح هذا المعيار بحساب قيمة محددة لاختلال التوازن المسموح به، والتي تُستخدم كمؤشر مستهدف أثناء عملية الموازنة. ويتم الحساب على مرحلتين:

1. تحديد عدم التوازن النوعي المسموح به (هـ)_لكل) باستخدام الصيغة:
   هـ_لكل = (G × 9549) / ن
   حيث G هي درجة جودة الموازنة (مثلاً ٢.٥)، وn هو تردد دوران التشغيل (دورة في الدقيقة). وحدة قياس e_لكل هي جم/كجم أو ميكرومتر.
2. تحديد عدم التوازن المتبقي المسموح به (U_لكل) للدوار بأكمله:
   يو_لكل = هـ_لكل × م
   حيث M هي كتلة الدوار (كجم). وحدة قياس U هي_لكل هو g·mm.

على سبيل المثال، بالنسبة لدوار محرك كهربائي بكتلة 5 كجم، يعمل بسرعة 3000 دورة في الدقيقة مع درجة جودة G2.5، سيكون الحساب على النحو التالي:

هـ_لكل = (2.5 × 9549) / 3000 ≈ 7.96 ميكرومتر (أو جم·مم/كجم).

يو_لكل = 7.96 × 5 = 39.8 جم·مم.

وهذا يعني أنه بعد تحقيق التوازن، لا ينبغي أن يتجاوز عدم التوازن المتبقي 39.8 جرام·مم.

يُحوّل استخدام المعيار التقييم الذاتي "لا يزال الاهتزاز مرتفعًا جدًا" إلى معيار موضوعي وقابل للقياس. إذا أظهر تقرير الموازنة النهائي، الصادر عن برنامج الجهاز، أن الخلل المتبقي يقع ضمن حدود التسامح ISO، يُعتبر العمل مُنجزًا بجودة عالية، مما يحمي المُنفّذ في الحالات المُتنازع عليها.

ISO 20806-2007 (ISO 20806): التوازن في المكان

تنظم هذه المواصفة عملية موازنة المجال بشكل مباشر.

المزايا: الميزة الرئيسية للموازنة في الموقع هي أن الدوار متوازن في ظروف التشغيل الحقيقية، على دعائمه وتحت حمل التشغيل. وهذا يُراعي تلقائيًا الخصائص الديناميكية لنظام الدعم وتأثير مكونات سلسلة الأعمدة المتصلة، والتي لا يمكن نمذجتها على آلة موازنة.

العيوب والقيود: ويشير المعيار أيضًا إلى العيوب الهامة التي يجب أخذها في الاعتبار عند التخطيط للعمل.

• الوصول المحدود: في كثير من الأحيان يكون الوصول إلى طائرات التصحيح على آلة مجمعة أمرًا صعبًا، مما يحد من إمكانيات تركيب الوزن.
• الحاجة إلى تجارب تشغيلية: تتطلب عملية الموازنة عدة دورات "بدء وإيقاف" للآلة، وهو أمر قد يكون غير مقبول من وجهة نظر عملية الإنتاج والكفاءة الاقتصادية.
• صعوبة مع عدم التوازن الشديد: في حالة عدم التوازن الأولي الكبير جدًا، فإن القيود المفروضة على اختيار الطائرة وكتلة الوزن التصحيحية قد لا تسمح بتحقيق جودة التوازن المطلوبة.

المعايير الأخرى ذات الصلة

من أجل استكمال الموضوع، يجب ذكر معايير أخرى، مثل سلسلة ISO 21940 (التي تحل محل ISO 1940)، وISO 8821 (التي تنظم اعتبارات التأثير الرئيسي) وISO 11342 (بالنسبة للدوارات المرنة).

الجزء الثاني: دليل عملي للموازنة باستخدام أجهزة Balanset-1A

يعتمد نجاح موازنة 80% على دقة العمل التحضيري. لا ترتبط معظم الأعطال بعطل في الجهاز، بل بتجاهل العوامل المؤثرة على تكرار القياس. يتمثل مبدأ التحضير الرئيسي في استبعاد جميع مصادر الاهتزاز المحتملة الأخرى، بحيث يقيس الجهاز تأثير عدم التوازن فقط.

القسم 2.1: أساس النجاح: تشخيصات الموازنة المسبقة وإعداد الماكينة

قبل توصيل الجهاز، من الضروري إجراء تشخيص كامل للآلية والتحضير لها.

الخطوة 1: تشخيص الاهتزاز الأساسي (هل هو عدم توازن حقًا؟)

قبل الموازنة، يُنصح بإجراء قياس أولي للاهتزاز في وضع مقياس الاهتزاز. يحتوي برنامج Balanset-1A على وضع "مقياس الاهتزاز" (الزر F5)، حيث يمكنك قياس الاهتزاز الكلي، بالإضافة إلى قياس الاهتزازات بشكل منفصل عند تردد الدوران (1×) قبل تركيب أي أوزان. يساعد هذا التشخيص على فهم طبيعة الاهتزاز: إذا كانت سعة التوافق الدوراني الرئيسي قريبة من الاهتزاز الكلي، فمن المرجح أن يكون مصدر الاهتزاز السائد هو عدم توازن الدوار، وتكون الموازنة فعالة. كما يجب أن تكون قراءات الطور والاهتزاز من قياس لآخر مستقرة، ولا تتغير بأكثر من 5-10%.

استخدم الجهاز في وضع مقياس الاهتزاز أو محلل الطيف (FFT) لتقييم حالة الماكينة بشكل أولي.

علامة عدم التوازن الكلاسيكية: يجب أن يُهيمن على طيف الاهتزازات ذروة عند تردد دوران الدوار (ذروة عند تردد 1x RPM). يجب أن تكون سعة هذا المكوّن في الاتجاهين الأفقي والرأسي متقاربة، وأن تكون سعة التوافقيات الأخرى أقل بكثير.

علامات العيوب الأخرى: إذا احتوى الطيف على قمم ملحوظة عند ترددات أخرى (مثل 2x أو 3x RPM) أو عند ترددات غير متعددة، فهذا يدل على وجود مشاكل أخرى يجب معالجتها قبل الموازنة. على سبيل المثال، غالبًا ما يشير وجود قمة عند 2x RPM إلى عدم محاذاة العمود.

الخطوة 2: الفحص الميكانيكي الشامل (قائمة التحقق)

الدوار: نظّف جميع أسطح الدوارات (شفرات المروحة، مطارق التكسير، إلخ) جيدًا من الأوساخ والصدأ والمواد الملتصقة. حتى كمية صغيرة من الأوساخ على نطاق واسع تُسبب اختلالًا كبيرًا في التوازن. تأكد من عدم وجود أي أجزاء مكسورة أو مفقودة (شفرات، مطارق)، أو أجزاء مفكوكة.

المحامل: افحص مجموعات المحامل بحثًا عن أي خلل أو ضوضاء خارجية أو ارتفاع في درجة الحرارة. المحامل البالية ذات الخلوص الكبير لن تسمح بالحصول على قراءات ثابتة، وستجعل الموازنة مستحيلة. من الضروري التحقق من ملاءمة محاور الدوار لأغلفة المحامل وخلوصها.

الأساس والإطار: تأكد من تثبيت الوحدة على أساس متين. تحقق من إحكام ربط مسامير التثبيت، وتأكد من عدم وجود أي شقوق في الهيكل. سيؤدي وجود "قاعدة رخوة" (عندما لا تتناسب إحدى الدعامات مع الأساس) أو عدم كفاية صلابة هيكل الدعم إلى امتصاص طاقة الاهتزاز وقراءات غير مستقرة وغير متوقعة.

يقود: بالنسبة لمحركات السيور، تحقق من شدها وحالتها. بالنسبة لوصلات التوصيل، تحقق من محاذاة العمود. قد يؤدي عدم المحاذاة إلى اهتزاز عند تردد دوران مضاعف، مما قد يؤدي إلى تشويه القياسات عند تردد الدوران.

Safety: تأكد من وجود جميع وسائل الحماية وصلاحيتها للاستخدام. يجب أن تكون منطقة العمل خالية من الأجسام الغريبة والأشخاص.

القسم 2.2: إعداد الجهاز وتكوينه

يعد تركيب المستشعر بشكل صحيح هو المفتاح للحصول على بيانات دقيقة وموثوقة.

تركيب الأجهزة

أجهزة استشعار الاهتزاز (مقاييس التسارع):

• قم بتوصيل كابلات المستشعر بموصلات الجهاز المقابلة (على سبيل المثال، X1 وX2 لـ Balanset-1A).
• قم بتثبيت أجهزة الاستشعار على أغلفة المحمل بالقرب من الدوار قدر الإمكان.
• الممارسة الأساسية: للحصول على أقصى إشارة (أعلى حساسية)، يجب تركيب المستشعرات في الاتجاه الذي يكون فيه الاهتزاز في أقصى درجاته. بالنسبة لمعظم الآلات ذات الوضع الأفقي، يكون هذا هو الاتجاه الأفقي، لأن صلابة الأساس في هذا المستوى تكون عادةً أقل. استخدم قاعدة مغناطيسية قوية أو حاملًا ملولبًا لضمان اتصال متين. يُعدّ ضعف تثبيت المستشعر أحد الأسباب الرئيسية للحصول على بيانات غير صحيحة.

مستشعر الطور (مقياس سرعة الدوران بالليزر):

• قم بتوصيل المستشعر بالمدخل الخاص (X3 لـBalanset-1A).
• ثبّت قطعة صغيرة من الشريط العاكس على عمود الدوران أو أي جزء دوار آخر. يجب أن يكون الشريط نظيفًا ويوفر تباينًا جيدًا.
• ثبّت مقياس سرعة الدوران على قاعدته المغناطيسية بحيث يصطدم شعاع الليزر بالعلامة بثبات طوال الدورة. تأكد من أن الجهاز يُظهر قيمة ثابتة لعدد الدورات في الدقيقة.

إذا أخطأ المستشعر العلامة أو أصدر نبضات زائدة، فعليك تصحيح عرض/لون العلامة أو حساسية/زاوية المستشعر. على سبيل المثال، إذا كانت هناك عناصر لامعة على الدوار، يُمكن تغطيتها بشريط لاصق غير لامع لمنع انعكاس الليزر. عند العمل في الهواء الطلق أو في غرف ساطعة الإضاءة، احمِ المستشعر من الضوء المباشر، إن أمكن، لأن الإضاءة الساطعة قد تُسبب تداخلًا مع مستشعر الطور.

تكوين البرنامج (Balanset-1A)

• قم بتشغيل البرنامج (كمسؤول) وقم بتوصيل وحدة واجهة USB.
• انتقل إلى وحدة الموازنة. أنشئ سجلاً جديدًا للوحدة المراد موازنتها، مع إدخال اسمها وكتلتها والبيانات الأخرى المتاحة.
• حدد نوع الموازنة: 1 مستوى (ثابت) للدوارات الضيقة أو 2 مستوى (ديناميكي) لمعظم الحالات الأخرى.
• تحديد مستويات التصحيح: اختر الأماكن على الدوار حيث يمكن تثبيت الأوزان التصحيحية بأمان وموثوقية (على سبيل المثال، القرص الخلفي لمروحة المروحة، والأخاديد الخاصة على العمود).

القسم 2.3: إجراءات الموازنة: دليل خطوة بخطوة

يعتمد الإجراء على طريقة معامل التأثير، حيث يتعلم الجهاز كيفية استجابة الدوار لتثبيت كتلة معروفة. تُؤتمت أجهزة Balanset-1A هذه العملية.

يطبق هذا النهج ما يسمى بطريقة التشغيل الثلاثي لموازنة المستويين: القياس الأولي وتشغيلان بأوزان تجريبية (واحدة في كل مستوى).

التشغيل 0: القياس الأولي

• شغّل الآلة واضبط سرعتها على سرعة تشغيل ثابتة. من المهم جدًا أن تكون سرعة الدوران ثابتة في جميع عمليات التشغيل اللاحقة.
• ابدأ القياس في البرنامج. سيسجل الجهاز سعة الاهتزاز الأولية وقيم الطور (ما يُسمى المتجه الأولي "O").

جهاز اختبار المحرك الصناعي مع دوار ملفوف بالنحاس مثبت على محامل دقيقة، يتميز بنظام مراقبة يتم التحكم فيه بواسطة الكمبيوتر لتحليل الأداء الكهربائي والتشخيص.

واجهة برنامج موازنة ديناميكية ثنائية المستوى تعرض بيانات تحليل الاهتزاز مع أشكال موجية في المجال الزمني ومخططات طيف التردد لتشخيص الآلات الدوارة.

الجولة 1: وزن الاختبار في المستوى 1

• أوقف الآلة.
• اختيار الوزن التجريبي: هذه هي الخطوة الأكثر أهمية، ويعتمد ذلك على المشغل. يجب أن تكون كتلة الوزن التجريبي كافية لإحداث تغيير ملحوظ في معاملات الاهتزاز (تغيير في السعة لا يقل عن 20-30% أو تغيير في الطور لا يقل عن 20-30 درجة). إذا كان التغيير صغيرًا جدًا، فستكون دقة الحساب منخفضة. يحدث هذا لأن الإشارة المفيدة الضعيفة من الوزن التجريبي "تغرق" في ضوضاء النظام (مثل اهتزاز المحمل، واضطراب التدفق)، مما يؤدي إلى حساب غير صحيح لمعامل التأثير.
• تركيب الوزن التجريبي: قم بربط وزن الاختبار الموزون بشكل آمن (م)_ر) عند نصف قطر معروف (r) في المستوى 1. يجب أن يتحمل الحامل قوة الطرد المركزي. سجّل الموضع الزاوي للوزن بالنسبة لعلامة الطور.
• قم بتشغيل الماكينة بنفس السرعة الثابتة.
• قم بإجراء القياس الثاني. سيسجل الجهاز متجه الاهتزاز الجديد ("O+T").
• أوقف الماكينة وأزل وزن الاختبار (ما لم ينص البرنامج على خلاف ذلك).

رسم ثلاثي الأبعاد لإعداد اختبار دوار المحرك الكهربائي مع لفائف نحاسية مثبتة على معدات موازنة دقيقة، متصلة بأجهزة استشعار تشخيصية وجهاز كمبيوتر محمول لتحليل الأداء.

واجهة برنامج موازنة ديناميكية ثنائية المستوى تُظهر تحليل الاهتزاز باستخدام أشكال موجية في المجال الزمني وطيف التردد لموازنة الآلات الدوارة بسرعة ~2960 دورة في الدقيقة.

التشغيل 2: وزن الاختبار في المستوى 2 (لموازنة المستويين)

• كرر نفس الإجراء من الخطوة 2، ولكن هذه المرة قم بتثبيت الوزن التجريبي في المستوى 2.
• ابدأ، قم بالقياس، أوقف ثم قم بإزالة الوزن التجريبي.

جهاز اختبار المحركات الصناعية مع لفائف نحاسية مثبتة على حوامل دعم، يتميز بتشخيصات يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر المحمول لتحليل أداء المحرك الكهربائي وكفاءته.

واجهة آلة موازنة ديناميكية ثنائية المستوى تُظهر نتائج تحليل الاهتزاز وحسابات تصحيح الكتلة للمعدات الدوارة، مع قراءات عدم التوازن المتبقية.

حساب وتركيب الأوزان التصحيحية

• بناءً على تغييرات المتجهات المسجلة أثناء عمليات التشغيل التجريبية، سيقوم البرنامج تلقائيًا بحساب الكتلة وزاوية التثبيت للوزن التصحيحي لكل طائرة.
• يتم عادة قياس زاوية التثبيت من موقع الوزن التجريبي في اتجاه دوران الدوار.
• ثبّت أوزانًا تصحيحية دائمة بإحكام. عند استخدام اللحام، تذكّر أن اللحام نفسه له كتلة. عند استخدام البراغي، يجب مراعاة كتلتها.

نموذج ثلاثي الأبعاد لملف كهرومغناطيسي كبير أو محرك ثابت مثبت على جهاز اختبار، مع لفائف نحاسية ومعدات مراقبة للتحليل الكهربائي وتقييم الأداء.

واجهة برنامج آلة الموازنة الديناميكية تعرض نتائج الموازنة ثنائية المستوى مع كتل تصحيح تبلغ 0.290 جرام و0.270 جرام بزوايا محددة للقضاء على الاهتزاز.

تحليل موازنة ديناميكية ثنائية المستويات يُظهر رسومًا بيانية قطبية لتصحيح الدوار. تعرض الواجهة متطلبات إضافة الكتلة (0.290g عند 206° للمستوى 1، و0.270g عند 9° للمستوى 2) لتقليل الاهتزاز وتحقيق التوازن الميكانيكي في الآلات الدوارة.

التشغيل 3: قياس التحقق والموازنة الدقيقة

• قم بتشغيل الجهاز مرة أخرى.
• قم بإجراء قياس تحكم لتقييم مستوى الاهتزاز المتبقي.
• قم بمقارنة القيمة التي تم الحصول عليها مع التسامح المحسوب وفقًا لـ ISO 1940-1.
• إذا تجاوز الاهتزاز الحد المسموح به، فسيحسب الجهاز، باستخدام معاملات التأثير المعروفة مسبقًا، تصحيحًا دقيقًا (ضبطًا دقيقًا). ثبّت هذا الوزن الإضافي وتحقق مرة أخرى. عادةً ما تكفي دورة أو دورتان من الموازنة الدقيقة.
• بعد الانتهاء، قم بحفظ التقرير ومعاملات التأثير لاستخدامها مستقبلاً على أجهزة مماثلة.

رسم ثلاثي الأبعاد لتجميع دوار المحرك الكهربائي على معدات الاختبار، مع لفات نحاسية مع مؤشرات تشخيصية خضراء وأجهزة قياس متصلة لتحليل مراقبة الجودة.

واجهة برنامج موازنة ديناميكية ثنائية المستوى تُظهر نتائج قياس الاهتزاز وحسابات التصحيح للآلات الدوارة، وتعرض الكتل التجريبية والزوايا وقيم عدم التوازن المتبقية.

الجزء الثالث: حل المشكلات المتقدمة واستكشاف الأخطاء وإصلاحها

هذا القسم مخصص للجوانب الأكثر تعقيدًا في موازنة المجال - المواقف التي لا تنتج فيها الإجراءات القياسية نتائج.

تتضمن الموازنة الديناميكية دوران أجزاء ضخمة، لذا يُعدّ الالتزام بإجراءات السلامة أمرًا بالغ الأهمية. فيما يلي أهم إجراءات السلامة عند موازنة الدوارات في مكانها:

إجراءات السلامة

منع التشغيل العرضي (القفل/العلامة): قبل بدء العمل، من الضروري فصل محرك الدوار وفصله. تُعلق لافتات تحذيرية على أجهزة التشغيل لمنع تشغيل الآلة عن طريق الخطأ. يكمن الخطر الرئيسي في التشغيل المفاجئ للدوار أثناء تركيب الأوزان أو المستشعرات. لذلك، قبل تركيب الأوزان التجريبية أو التصحيحية، يجب إيقاف العمود بشكل موثوق، ويجب أن يكون تشغيله مستحيلاً دون علمك. على سبيل المثال، افصل مفتاح التشغيل التلقائي للمحرك، وعلّق قفلًا ببطاقة، أو انزع الصمامات. لا يمكن تركيب الأوزان إلا بعد التأكد من عدم تشغيل الدوار تلقائيًا.

معدات الحماية الشخصية: عند العمل بأجزاء دوارة، استخدم معدات الوقاية الشخصية المناسبة. نظارات السلامة أو واقي الوجه إلزامي للحماية من احتمال قذف الأجزاء الصغيرة أو الأوزان. القفازات - حسب الحاجة (تحمي اليدين أثناء تركيب الأوزان، ولكن أثناء القياسات، يُفضل العمل بدون ملابس فضفاضة وقفازات قد تعلق بالأجزاء الدوارة). يجب أن تكون الملابس ضيقة، بدون حواف فضفاضة. يُغطى الشعر الطويل بغطاء للرأس. استخدام سدادات الأذن أو سماعات الرأس - عند العمل بآلات صاخبة (على سبيل المثال، قد يُصاحب موازنة المراوح الكبيرة ضوضاء قوية). في حال استخدام اللحام لتثبيت الأوزان، ارتدِ قناعًا وقفازات لحام، وأزل المواد القابلة للاشتعال.

منطقة الخطر حول الماكينة: يُمنع دخول الأشخاص غير المصرح لهم إلى منطقة التوازن. أثناء عمليات التشغيل التجريبية، تُركّب حواجز أو أشرطة تحذيرية على الأقل حول الوحدة. يتراوح نصف قطر منطقة الخطر بين 3 و5 أمتار على الأقل، ويزيد عن ذلك بالنسبة للدوارات الكبيرة. يُمنع تواجد أي شخص على خط الأجزاء الدوارة أو بالقرب من مستوى دوران الدوار أثناء تسارعه. كن مستعدًا لحالات الطوارئ: يجب أن يكون لدى المشغل زر إيقاف طوارئ جاهزًا أو أن يكون بالقرب من مفتاح التشغيل لفصل الوحدة فورًا في حالة حدوث ضوضاء خارجية، أو اهتزازات أعلى من المسموح بها، أو قذف وزن.

ملحق وزن موثوق به: عند تثبيت أوزان التصحيح التجريبية أو الدائمة، انتبه جيدًا لطريقة تثبيتها. غالبًا ما تُثبّت أوزان التصحيح التجريبية المؤقتة بمسامير في فتحة موجودة، أو تُلصق بشريط لاصق قوي/شريط لاصق مزدوج الجوانب (للأوزان الصغيرة والسرعات المنخفضة)، أو تُلحم في نقطتين (إذا كان ذلك آمنًا وسمحت المادة بذلك). يجب تثبيت أوزان التصحيح الدائمة بشكل موثوق وطويل الأمد: عادةً ما يتم لحامها، أو تثبيتها بمسامير/براغي، أو حفر المعدن (إزالة الكتلة) في الأماكن المطلوبة. يُمنع منعًا باتًا ترك وزن غير مثبت جيدًا على الدوار (على سبيل المثال، مع مغناطيس بدون دعامة أو غراء ضعيف) أثناء الدوران - فالوزن المقذوف يصبح مقذوفًا خطيرًا. احسب دائمًا قوة الطرد المركزي: حتى مسمار وزنه 10 جرامات عند 3000 دورة في الدقيقة يُنتج قوة طرد كبيرة، لذلك يجب أن يتحمل الملحق الأحمال الزائدة بهامش كبير. بعد كل توقف، تحقق مما إذا كان ملحق وزن الاختبار قد أصبح مرتخيًا قبل بدء تشغيل الدوار مرة أخرى.

السلامة الكهربائية للمعدات: عادةً ما يتم تشغيل جهاز Balanset-1A من منفذ USB في الكمبيوتر المحمول، وهو آمن. ولكن في حال توصيل الكمبيوتر المحمول بشبكة 220 فولت عبر محول، يجب مراعاة إجراءات السلامة الكهربائية العامة - استخدام مقبس أرضي صالح للصيانة، وعدم تمرير الكابلات في المناطق الرطبة أو الساخنة، وحماية الجهاز من الرطوبة. يُمنع تفكيك أو إصلاح جهاز Balanset أو مصدر الطاقة الخاص به أثناء توصيله بالشبكة. يتم توصيل جميع أجهزة الاستشعار فقط مع فصل الطاقة عن الجهاز (فصل USB أو فصل طاقة الكمبيوتر المحمول). في حال وجود جهد غير مستقر أو تداخل كهربائي قوي في موقع العمل، يُنصح بتشغيل الكمبيوتر المحمول من مصدر مستقل (UPS، بطارية) لتجنب تداخل الإشارات أو توقف الجهاز عن العمل.

المحاسبة عن ميزات الدوار: قد تتطلب بعض الدوارات احتياطات إضافية. على سبيل المثال، عند موازنة الدوارات عالية السرعة، تأكد من عدم تجاوزها السرعة المسموح بها (لا تتجاوزها). لهذا، يمكن استخدام حدود سرعة الدوران أو التحقق مسبقًا من تردد الدوران. يمكن للدوارات الطويلة المرنة تجاوز السرعات الحرجة أثناء الدوران - لذا كن مستعدًا لتقليل عدد دوراتها بسرعة عند الاهتزازات المفرطة. في حال إجراء الموازنة على وحدة مزودة بسائل عمل (مثل مضخة أو نظام هيدروليكي)، تأكد من عدم وجود أي إمداد بالسوائل أو أي تغييرات أخرى في الحمل أثناء الموازنة.

التوثيق والتواصل: وفقًا لقواعد السلامة المهنية، يُنصح بإعداد تعليمات خاصة بمؤسستكم لإجراء أعمال الموازنة بأمان. يجب أن تتضمن هذه التعليمات جميع الإجراءات المذكورة، وربما إجراءات إضافية (مثل: متطلبات وجود مراقب ثانٍ، وفحص الأدوات قبل العمل، وما إلى ذلك). أطلعوا جميع أعضاء الفريق المشارك في العمل على هذه التعليمات. قبل بدء التجارب، قدّموا شرحًا موجزًا: من يقوم بماذا، ومتى يُعطى إشارة التوقف، وما هي الإشارات التقليدية التي يجب استخدامها. يُعد هذا الأمر بالغ الأهمية خاصةً إذا كان أحد الطرفين يعمل على لوحة التحكم والآخر على جهاز القياس.

إن اتباع هذه التدابير سيقلل من المخاطر أثناء الموازنة. تذكر أن السلامة أهم من سرعة الموازنة. من الأفضل تخصيص وقت أطول للتحضير والتحكم بدلًا من تعريض نفسك لحادث. في ممارسة الموازنة، هناك حالات معروفة أدى فيها تجاهل القواعد (مثل ضعف تثبيت الوزن) إلى حوادث وإصابات. لذا، تعامل مع العملية بمسؤولية: فالموازنة ليست عملية فنية فحسب، بل هي أيضًا عملية خطيرة تتطلب انضباطًا ويقظة.

القسم 3.1: التشخيص والتغلب على عدم استقرار القياسات (القراءات "العائمة")

الأعراض: أثناء القياسات المتكررة في ظروف متطابقة، تتغير قراءات السعة و/أو الطور بشكل ملحوظ (تتغير تدريجيًا). هذا يجعل حساب التصحيح مستحيلًا.

السبب الجذري: الجهاز ليس معطلاً. يُشير بدقة إلى أن استجابة النظام الاهتزازية غير مستقرة وغير متوقعة. مهمة المختص هي تحديد مصدر هذا الاضطراب والقضاء عليه.

خوارزمية التشخيص المنهجي:

• الارتخاء الميكانيكي: هذا هو السبب الأكثر شيوعًا. تحقق من إحكام ربط مسامير تثبيت غطاء المحمل، ومسامير تثبيت الإطار. تحقق من عدم وجود أي شقوق في الأساس أو الإطار. تخلص من "القاعدة الرخوة".
• عيوب المحمل: يؤدي الخلوص الداخلي المفرط في المحامل المتدحرجة أو تآكل غلاف المحمل إلى تحريك العمود بشكل عشوائي داخل الدعم، مما يؤدي إلى قراءات غير مستقرة.
• عدم الاستقرار المتعلق بالعملية:
  • الديناميكية الهوائية (المراوح): يمكن أن يؤدي تدفق الهواء المضطرب وانفصال التدفق عن الشفرات إلى حدوث تأثيرات قوة عشوائية على الدافع.
  • الهيدروليكية (المضخات): التجويف - تكوّن فقاعات البخار وانهيارها في السائل - يُحدث صدمات هيدروليكية قوية وعشوائية. تُخفي هذه الصدمات تمامًا الإشارة الدورية لعدم التوازن، وتجعل التوازن مستحيلًا.
  • الحركة الداخلية للكتلة (الكسارات والمطاحن): أثناء التشغيل، يمكن للمواد أن تتحرك وتعاد توزيعها داخل الدوار، مما يعمل بمثابة "اختلال التوازن المتحرك".
• صدى: إذا كانت سرعة التشغيل قريبة جدًا من التردد الطبيعي للهيكل، فإن أي اختلاف طفيف في السرعة (50-100 دورة في الدقيقة) يُسبب تغيرات هائلة في سعة الاهتزاز وطوره. يستحيل تحقيق التوازن في منطقة الرنين. من الضروري إجراء اختبار تباطؤ (عند إيقاف الآلة) لتحديد قمم الرنين واختيار سرعة للموازنة بعيدة عنها.
• التأثيرات الحرارية: مع ارتفاع درجة حرارة الآلة، قد يُسبب التمدد الحراري انحناءً أو تغيرًا في محاذاة العمود، مما يؤدي إلى "انحراف" في القراءة. من الضروري الانتظار حتى تصل الآلة إلى درجة حرارة مستقرة وإجراء جميع القياسات عند هذه الدرجة.
• تأثير المعدات المجاورة: قد تنتقل الاهتزازات القوية من الآلات المجاورة العاملة عبر الأرضية، مما يُشوّه القياسات. إن أمكن، اعزل الوحدة المراد موازنتها أو أوقف مصدر التداخل.

القسم 3.2: عندما لا تساعد الموازنة: تحديد العيوب الجذرية

الأعراض: تم إجراء عملية الموازنة، والقراءات مستقرة، لكن الاهتزاز النهائي لا يزال مرتفعًا. أو أن الموازنة في مستوى ما تزيد من حدة الاهتزاز في مستوى آخر.

السبب الجذري: لا ينتج ازدياد الاهتزاز عن اختلال التوازن فحسب. يحاول المُشغِّل حل مشكلة هندسية أو فشل أحد المكونات باستخدام طريقة تصحيح الكتلة. تُعدّ محاولة الموازنة الفاشلة في هذه الحالة اختبارًا تشخيصيًا ناجحًا يُثبت أن المشكلة ليست اختلال توازن.

استخدام محلل الطيف للتشخيص التفريقي:

• اختلال رمح: العلامة الرئيسية: ذروة اهتزاز عالية عند تردد 2x دورة في الدقيقة، وغالبًا ما تكون مصحوبة بذروة ملحوظة عند تردد 1x دورة في الدقيقة. كما أن ارتفاع الاهتزاز المحوري سمة مميزة. محاولات "موازنة" عدم المحاذاة محكوم عليها بالفشل. الحل: محاذاة عمود الدوران بدقة.
• عيوب المحمل المتدحرج: يظهر على شكل اهتزازات عالية التردد في الطيف عند ترددات تحمل مميزة (BPFO، BPFI، BSF، FTF) ليست مضاعفات للتردد الدوراني. تساعد دالة FFT في أجهزة Balanset على اكتشاف هذه القمم.
• قوس العمود: يتجلى ذلك على شكل ذروة عالية عند 1x RPM (مشابه لعدم التوازن) ولكن غالبًا ما يكون مصحوبًا بمكون ملحوظ عند 2x RPM واهتزاز محوري مرتفع، مما يجعل الصورة مشابهة لمزيج من عدم التوازن وعدم المحاذاة.
• المشاكل الكهربائية (المحركات الكهربائية): قد يُسبب عدم تناسق المجال المغناطيسي (على سبيل المثال، بسبب عيوب في قضيب الدوار أو انحراف فجوة الهواء) اهتزازًا عند ضعف تردد التغذية (100 هرتز لشبكة 50 هرتز). ولا يُمكن التخلص من هذا الاهتزاز بالموازنة الميكانيكية.

من الأمثلة على علاقة السبب والنتيجة المعقدة التجويف في المضخة. يؤدي انخفاض ضغط المدخل إلى غليان السائل وتكوين فقاعات بخار. ويؤدي انهيارها اللاحق على الدافع إلى تأثيرين: 1) تآكل الشفرات، مما يُغير توازن الدوار بمرور الوقت؛ 2) صدمات هيدروليكية عشوائية قوية تُحدث "ضوضاء" اهتزازية واسعة النطاق، مما يُخفي الإشارة المفيدة تمامًا عن عدم التوازن ويجعل القراءات غير مستقرة. لا يكمن الحل في موازنة السبب الهيدروليكي، بل في التخلص منه: فحص وتنظيف خط الشفط، وضمان هامش تجويف كافٍ (NPSH).

أخطاء الموازنة الشائعة ونصائح الوقاية منها

عند إجراء موازنة الدوارات، وخاصةً في ظروف العمل الميدانية، غالبًا ما يواجه المبتدئون أخطاءً شائعة. فيما يلي بعض الأخطاء الشائعة وتوصيات لتجنبها:

موازنة الدوار المعيب أو المتسخ: من أكثر الأخطاء شيوعًا محاولة موازنة دوار يعاني من مشاكل أخرى: تآكل المحامل، والتشوهات، والتشققات، والأوساخ الملتصقة، وغيرها. نتيجةً لذلك، قد لا يكون عدم التوازن هو السبب الرئيسي للاهتزاز، بل يظل الاهتزاز مرتفعًا بعد محاولات طويلة. نصيحة: تأكد دائمًا من حالة الآلية قبل الموازنة.

وزن الاختبار صغير جدًا: من الأخطاء الشائعة تركيب وزن تجريبي بكتلة غير كافية. ونتيجة لذلك، يتلاشى تأثيره في ضوضاء القياس: بالكاد تتغير الطور، وتتغير السعة بنسبة ضئيلة فقط، ويصبح حساب الوزن التصحيحي غير دقيق. نصيحة: استهدف قاعدة تغيير الاهتزاز 20-30%. في بعض الأحيان يكون من الأفضل إجراء عدة محاولات بأوزان تجريبية مختلفة (مع الاحتفاظ بالخيار الأكثر نجاحًا) - إذا سمحت الأداة بذلك، فستقوم فقط باستبدال نتيجة التشغيل 1. لاحظ أيضًا: إن أخذ وزن تجريبي كبير جدًا أمر غير مرغوب فيه أيضًا، لأنه يمكن أن يزيد من تحميل الدعامات. اختر وزنًا تجريبيًا بكتلة تتغير عند تركيبها سعة الاهتزاز 1 × بمقدار الربع على الأقل بالنسبة للأصل. إذا لاحظت بعد التشغيل التجريبي الأول أن التغييرات صغيرة - فقم بزيادة كتلة الوزن التجريبي بجرأة وكرر القياس.

عدم الامتثال لثبات النظام وتأثيرات الرنين: إذا دار الدوار بسرعات مختلفة بشكل كبير أثناء الموازنة بين دورات تشغيل مختلفة، أو إذا "طفت" السرعة أثناء القياس، فستكون النتائج غير صحيحة. كذلك، إذا كانت السرعة قريبة من تردد رنين النظام، فقد تكون استجابة الاهتزاز غير متوقعة (انزياحات طورية كبيرة، تشتت السعة). الخطأ هو تجاهل هذه العوامل. نصيحة: حافظ دائمًا على سرعة دوران ثابتة ومتطابقة أثناء جميع القياسات. إذا كان المحرك مزودًا بمنظم، فاضبط دورات ثابتة (على سبيل المثال، 1500 دورة في الدقيقة بالضبط لجميع القياسات). تجنب تجاوز السرعات الحرجة للهيكل. إذا لاحظت أن الطور "يقفز" من دورة تشغيل إلى أخرى ولا تتكرر السعة في نفس الظروف، فاشتبه في وجود رنين. في هذه الحالة، حاول تقليل أو زيادة السرعة بمقدار 10-15% وكرر القياسات، أو غيّر صلابة تركيب الجهاز لتخفيف الرنين. المهمة هي إخراج نظام القياس من منطقة الرنين، وإلا فلن تكون الموازنة مجدية.

أخطاء المرحلة والعلامة: أحيانًا يختلط الأمر على المستخدم بشأن القياسات الزاوية. على سبيل المثال، يُشير الجهاز بشكل غير صحيح إلى مكان حساب زاوية تركيب الوزن. ونتيجةً لذلك، يُركّب الوزن وليس حيث حسب الجهاز. نصيحة: راقب تحديد الزاوية بعناية. في جهاز Balanset-1A، تُقاس زاوية الوزن التصحيحية عادةً من موضع الوزن التجريبي باتجاه الدوران. أي، إذا أظهر الجهاز، على سبيل المثال، "المستوى 1: 45 درجة"، فهذا يعني أنه من نقطة وجود الوزن التجريبي، قس 45 درجة باتجاه الدوران. على سبيل المثال، تتحرك عقارب الساعة "مع عقارب الساعة" ويدور الدوار "مع عقارب الساعة"، لذا ستكون زاوية 90 درجة عند موضع الساعة 3 على القرص. قد تقيس بعض الأجهزة (أو البرامج) الطور من العلامة أو في الاتجاه المعاكس - لذا يُرجى دائمًا قراءة تعليمات الجهاز الخاصة. لتجنب الالتباس، يمكنك وضع علامة مباشرة على الدوار: حدد موضع الوزن التجريبي عند 0 درجة، ثم حدد اتجاه الدوران بسهم، وباستخدام منقلة أو قالب ورقي، قس زاوية الوزن الدائم.

تنبيه: أثناء عملية الموازنة، لا يُمكن تحريك مقياس سرعة الدوران. يجب توجيهه دائمًا إلى نفس النقطة على محيط العجلة. في حال تغيير مكان علامة الطور أو إعادة تركيب مستشعر الطور، ستتشوش صورة الطور بالكامل.

التثبيت غير الصحيح أو فقدان الأوزان: يحدث أحيانًا أن يُثبّت الوزن بشكل خاطئ على عجل، وفي المرة التالية يسقط أو يتحرك. عندها تكون جميع قياسات هذا التشغيل عديمة الفائدة، والأهم من ذلك، أنها خطيرة. أو خطأ آخر - نسيان إزالة الوزن التجريبي عندما تتطلب الطريقة إزالته، ونتيجةً لذلك، يعتقد الجهاز أنه غير موجود، ولكنه يبقى على الدوار (أو العكس - توقع البرنامج تركه، لكنك أزلته). نصيحة: اتبع الطريقة المختارة بدقة - إذا تطلب الأمر إزالة الوزن التجريبي قبل تثبيت الثاني، فأزله ولا تنسَه. استخدم قائمة تحقق: "إزالة الوزن التجريبي 1، إزالة الوزن التجريبي 2" - قبل الحساب، تأكد من عدم وجود كتل إضافية على الدوار. عند تثبيت الأوزان، تحقق دائمًا من موثوقيتها. من الأفضل قضاء 5 دقائق إضافية في الحفر أو شد البراغي بدلًا من البحث لاحقًا عن الجزء المقذوف. لا تقف أبدًا في مستوى احتمالية قذف الوزن أثناء الدوران - هذه قاعدة أمان، وفي حالة حدوث خطأ أيضًا.

عدم استخدام قدرات الجهاز: يتجاهل بعض المشغلين، دون قصد، وظائف مفيدة في جهاز Balanset-1A. على سبيل المثال، لا يحفظون معاملات التأثير للدوارات المشابهة، ولا يستخدمون الرسوم البيانية للتباطؤ المنخفض ووضع الطيف إذا كان الجهاز يوفرها. نصيحة: تعرّف على دليل الجهاز واستخدم جميع خياراته. يستطيع جهاز Balanset-1A إنشاء رسوم بيانية لتغيرات الاهتزاز أثناء التباطؤ المنخفض (مفيد لكشف الرنين)، وإجراء تحليل طيفي (يساعد على ضمان هيمنة التوافقي 1x)، وحتى قياس الاهتزاز النسبي للعمود من خلال مستشعرات غير تلامسية إذا كانت متصلة. يمكن أن توفر هذه الوظائف معلومات قيّمة. بالإضافة إلى ذلك، ستسمح معاملات التأثير المحفوظة بموازنة دوار مشابه في المرة القادمة دون الحاجة إلى أوزان تجريبية - يكفي تشغيل واحد، مما يوفر الوقت.

باختصار، تجنب أي خطأ أسهل من تصحيحه. فالاهتمام الدقيق بالتحضير، والالتزام التام بمنهجية القياس، واستخدام وسائل تثبيت موثوقة، وتطبيق منطق الجهاز، هي مفاتيح الموازنة الناجحة والسريعة. في حال حدوث أي خلل، لا تتردد في إيقاف العملية، وتحليل الوضع (ربما بمساعدة تشخيص الاهتزاز)، ثم تابع العمل. الموازنة عملية متكررة تتطلب الصبر والدقة.

مثال على الإعداد والمعايرة في الممارسة العملية:

تخيل أننا بحاجة إلى موازنة دوارات وحدتي تهوية متطابقتين. يتم إعداد الجهاز للمروحة الأولى: نقوم بتثبيت البرنامج، وتوصيل المستشعرات (اثنان على الدعامات، والبصرية على الحامل)، وإعداد المروحة للبدء (إزالة الغلاف، ووضع العلامة). نقوم بموازنة المروحة الأولى باستخدام أوزان تجريبية، ويقوم الجهاز بحساب التصحيح واقتراحه - نقوم بتثبيته، ونحقق تقليل الاهتزاز وفقًا للمعايير. ثم نحفظ ملف المعامل (من خلال قائمة الجهاز). الآن، بالانتقال إلى المروحة الثانية المتطابقة، يمكننا تحميل هذا الملف. سيطلب الجهاز إجراء تشغيل تحكم فورًا (أساسًا، قياس التشغيل 0 للمروحة الثانية)، وباستخدام المعاملات المحملة مسبقًا، يوفر على الفور كتل وزوايا الأوزان التصحيحية للمروحة الثانية. نقوم بتثبيت الأوزان، والبدء - ونحصل على انخفاض كبير في الاهتزاز من المحاولة الأولى، عادةً ضمن التسامح. وبالتالي، فإن إعداد الجهاز مع حفظ بيانات المعايرة على الجهاز الأول سمح بتقليل وقت موازنة الثانية بشكل كبير. بالطبع، إذا لم ينخفض اهتزاز المروحة الثانية إلى المستوى القياسي، فمن الممكن إجراء دورات إضافية باستخدام أوزان تجريبية بشكل فردي، ولكن في كثير من الأحيان تكون البيانات المحفوظة كافية.

موازنة معايير الجودة

الجزء الرابع: الأسئلة الشائعة وملاحظات التقديم

يتضمن هذا القسم ملخصًا للنصائح العملية والإجابة على الأسئلة التي تثار غالبًا بين المتخصصين في الظروف الميدانية.

القسم 4.1: الأسئلة الشائعة العامة

متى نستخدم موازنة المستوى الواحد ومتى نستخدم موازنة المستوى الثاني؟
استخدم موازنة أحادية المستوى (ثابتة) للدوارات الضيقة ذات الشكل القرصي (نسبة الطول إلى العرض) < 0.25) حيث يكون عدم توازن الزوج مهملاً. استخدم موازنة ثنائية المستوى (ديناميكية) لجميع الدوارات الأخرى تقريبًا، خاصةً مع L/D. 0.25 أو تعمل بسرعات عالية.

ماذا تفعل إذا تسبب وزن الاختبار في زيادة الاهتزازات الخطيرة؟
أوقف الآلة فورًا. هذا يعني أن وزن الاختبار كان مُركّبًا بالقرب من نقطة الثقل الموجودة، مما يُفاقم اختلال التوازن. الحل بسيط: حرّك وزن الاختبار 180 درجة عن موضعه الأصلي.

هل يمكن استخدام معاملات التأثير المحفوظة لجهاز آخر؟
نعم، ولكن فقط إذا كانت الآلة الأخرى متطابقة تمامًا - نفس الطراز، نفس الدوار، نفس الأساس، نفس المحامل. أي تغيير في صلابة الهيكل سيغير معاملات التأثير، مما يجعلها غير صالحة. أفضل الممارسات هي دائمًا إجراء تجارب تشغيل جديدة لكل آلة جديدة.

كيفية حساب فتحات المفاتيح؟ (ISO 8821)
الممارسة المعتادة (ما لم يُنص على خلاف ذلك في الوثائق) هي استخدام "مفتاح نصفي" في فتحة مفتاح العمود عند الموازنة بدون الجزء المُزاوج. هذا يُعوّض عن كتلة الجزء من المفتاح الذي يملأ أخدود العمود. استخدام مفتاح كامل أو الموازنة بدون مفتاح سيؤدي إلى عدم توازن التجميع.

ما هي أهم إجراءات السلامة؟

• السلامة الكهربائية: استخدم نظام توصيل بمفتاحين متتاليين لمنع انزلاق الدوار عرضيًا. طبّق إجراءات القفل والعزل (LOTO) عند تركيب الأوزان. يجب إجراء العمل تحت إشراف، ويجب تطويق منطقة العمل.
• السلامة الميكانيكية: لا تعمل بملابس فضفاضة مع عناصر تهتز. قبل البدء، تأكد من وضع جميع واقيات الحماية في مكانها. لا تلمس الأجزاء الدوارة أو تحاول كبح الدوار يدويًا. تأكد من تثبيت الأوزان التصحيحية بإحكام لمنعها من الانطلاق.
• ثقافة الإنتاج العامة: حافظ على نظافة مكان العمل، ولا تترك فوضى في الممرات.

القسم 4.2: دليل الموازنة لأنواع معينة من المعدات

المراوح الصناعية وأجهزة شفط الدخان:

• مشكلة: أكثر عرضة لعدم التوازن بسبب تراكم المنتج على الشفرات (زيادة الكتلة) أو التآكل الكاشط (فقدان الكتلة).
• Procedure: احرص دائمًا على تنظيف المروحة جيدًا قبل بدء العمل. قد تتطلب الموازنة عدة مراحل: أولًا المروحة نفسها، ثم تجميعها مع العمود. انتبه للقوى الديناميكية الهوائية التي قد تُسبب عدم الاستقرار.

مضخات:

• مشكلة: العدو الرئيسي - التجويف.
• Procedure: قبل الموازنة، تأكد من وجود هامش تجويف كافٍ عند المدخل (NPSHa). تأكد من عدم انسداد أنبوب الشفط أو الفلتر. إذا سمعت صوت "حصى" مميزًا وكان الاهتزاز غير مستقر، فعليك أولاً إصلاح مشكلة الهيدروليك.

الكسارات والمطاحن والآلات التغطية:

• مشكلة: تآكل شديد، واحتمال حدوث اختلالات كبيرة ومفاجئة في التوازن نتيجة كسر أو تآكل المطرقة/الضاربة. الدوارات ثقيلة الوزن وتعمل تحت أحمال عالية التأثير.
• Procedure: تحقق من سلامة عناصر العمل وثباتها. بسبب الاهتزازات القوية، قد يلزم تثبيت إطار الآلة بالأرضية بشكل إضافي للحصول على قراءات ثابتة.

محركات المحرك الكهربائي:

• مشكلة: قد يكون له مصادر اهتزاز ميكانيكية وكهربائية.
• Procedure: استخدم محلل الطيف للتحقق من الاهتزاز عند ضعف تردد التغذية (مثلاً ١٠٠ هرتز). يشير وجوده إلى عطل كهربائي، وليس إلى عدم توازن. بالنسبة لمحرك التيار المستمر والمحركات الحثية، تُطبق إجراءات الموازنة الديناميكية القياسية.

Conclusion

يُعدّ الموازنة الديناميكية للدوارات في مكانها باستخدام أجهزة محمولة مثل Balanset-1A أداةً فعّالة لزيادة موثوقية وكفاءة تشغيل المعدات الصناعية. ومع ذلك، وكما يُظهر التحليل، فإن نجاح هذا الإجراء لا يعتمد على الجهاز نفسه بقدر ما يعتمد على مؤهلات المتخصصين والقدرة على تطبيق نهج منهجي.

يمكن تلخيص الاستنتاجات الرئيسية لهذا الدليل في عدة مبادئ أساسية:

التحضير يحدد النتيجة: إن التنظيف الشامل للدوار، وفحص حالة المحمل والأساس، وتشخيص الاهتزاز الأولي لاستبعاد العيوب الأخرى هي شروط إلزامية لتحقيق التوازن الناجح.

الالتزام بالمعايير هو أساس الجودة والحماية القانونية: يؤدي تطبيق ISO 1940-1 لتحديد تحمّلات عدم التوازن المتبقية إلى تحويل التقييم الذاتي إلى نتيجة موضوعية وقابلة للقياس وذات أهمية قانونية.

إن الجهاز ليس مجرد جهاز موازنة بل هو أيضًا أداة تشخيصية: إن عدم القدرة على موازنة الآلية أو عدم استقرار القراءة لا يعتبر فشلاً في الجهاز بل علامات تشخيصية مهمة تشير إلى وجود مشاكل أكثر خطورة مثل عدم المحاذاة أو الرنين أو عيوب المحمل أو الانتهاكات التكنولوجية.

إن فهم فيزياء العملية هو المفتاح لحل المهام غير القياسية: إن معرفة الاختلافات بين الدوارات الصلبة والمرنة، وفهم تأثير الرنين، والتشوهات الحرارية والعوامل التكنولوجية (على سبيل المثال، التجويف) تسمح للمتخصصين باتخاذ القرارات الصحيحة في المواقف التي لا تعمل فيها التعليمات القياسية خطوة بخطوة.

لذا، فإن موازنة المجال الفعّالة هي مزيج من القياسات الدقيقة التي تُجرى باستخدام أجهزة حديثة ومنهج تحليلي معمق قائم على معرفة نظرية الاهتزاز والمعايير والخبرة العملية. إن اتباع التوصيات الواردة في هذا الدليل سيمكّن المتخصصين الفنيين ليس فقط من التعامل بنجاح مع المهام التقليدية، بل أيضًا من تشخيص وحل مشاكل اهتزاز المعدات الدوارة المعقدة والبسيطة بفعالية.