دليل موازنة الدوار الميداني لـ Balanset-1A | النظرية والتطبيق دليل موازنة الدوار الميداني لـ Balanset-1A | النظرية والتطبيق
موازنة المجال الديناميكية: دليل فني شامل | فيبروميرا

موازنة ديناميكية المجال

دليل فني شامل لموازنة الدوارات الصناعية

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.

يطبق هذا النهج ما يسمى طريقة التشغيل الثلاثي لموازنة مستويين: قياس أولي وتجربتان باستخدام أوزان تجريبية (واحدة في كل مستوى). أما لموازنة مستوى واحد، فعادةً ما تكفي تجربتان - واحدة بدون وزن والأخرى بوزن تجريبي واحد. في الأجهزة الحديثة، تُجرى جميع الحسابات اللازمة تلقائيًا، مما يُبسط العملية بشكل كبير ويُقلل من متطلبات تأهيل المشغل.

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 موازنة الدوار بمحرك كهربائي على حوامل، وأجهزة استشعار الاهتزاز، وجهاز القياس، والكمبيوتر المحمول مع شاشة عرض البرنامج
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.

إعداد موازنة الدوار باستخدام محرك كهربائي على حوامل المحامل، وأجهزة استشعار الاهتزاز، والكابلات، وشاشة الكمبيوتر المحمول لمحلل Vibromera
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.

تحذير هام

غالبًا ما تؤدي محاولة موازنة دوّار مرن باستخدام منهجية الدوّارات الصلبة (في مستويين) إلى الفشل. قد يُعوض تركيب أوزان تصحيحية الاهتزاز عند السرعات المنخفضة، دون سرعة الرنين، ولكن عند الوصول إلى سرعة التشغيل، عندما ينحني الدوّار، قد تزيد هذه الأوزان نفسها من الاهتزاز عن طريق إثارة أحد أنماط اهتزاز الانحناء. هذا أحد الأسباب الرئيسية لعدم نجاح الموازنة، على الرغم من تنفيذ جميع الإجراءات بالجهاز بشكل صحيح.

قبل البدء بالعمل، من الأهمية بمكان تصنيف الدوّار من خلال ربط سرعة تشغيله بالترددات الحرجة المعروفة (أو المحسوبة). إذا تعذّر تجاوز الرنين، يُنصح بتغيير ظروف تركيب الوحدة مؤقتًا أثناء عملية الموازنة لتغيير تردد الرنين.

القسم 1.2: الإطار التنظيمي: معايير ISO

تؤدي المعايير في مجال الموازنة عدة وظائف رئيسية: فهي تضع مصطلحات فنية موحدة، وتحدد متطلبات الجودة، والأهم من ذلك، أنها تشكل الأساس للتوفيق بين الضرورة الفنية والجدوى الاقتصادية.

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)
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 (Uلكل): 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:
    e per = (G × 9549) / n
    حيث G هي درجة جودة الموازنة (مثلاً ٢.٥)، وn هو تردد دوران التشغيل (دورة في الدقيقة). وحدة قياس eلكل هي جم/كجم أو ميكرومتر.
  2. تحديد عدم التوازن المتبقي المسموح به (Uلكل) للدوار بأكمله:
    U per = e per × M
    حيث M هي كتلة الدوار (كجم). وحدة قياس U هيلكل هو g·mm.

مثال: بالنسبة لدوار محرك كهربائي بكتلة 5 كجم، يعمل بسرعة 3000 دورة في الدقيقة وبجودة من الدرجة G2.5:
هـلكل = (2.5 × 9549) / 3000 ≈ 7.96 ميكرومتر
يولكل = 7.96 × 5 = 39.8 جم·مم
وهذا يعني أنه بعد تحقيق التوازن، لا ينبغي أن يتجاوز عدم التوازن المتبقي 39.8 جرام·مم.

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

تنظم هذه المواصفة عملية موازنة المجال بشكل مباشر.

المزايا: تتمثل الميزة الرئيسية للموازنة في الموقع في أن الدوار يكون متوازناً في ظروف التشغيل الفعلية، على دعاماته وتحت حمل التشغيل. وهذا يأخذ في الاعتبار تلقائياً الخصائص الديناميكية لنظام الدعم وتأثير مكونات سلسلة عمود الدوران المتصلة.

العيوب والقيود:

  • 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 "تشغيل وإيقاف" للآلة.
  • 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.

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

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

قبل إجراء عملية الموازنة، يُنصح بإجراء قياس أولي للاهتزاز باستخدام وضع مقياس الاهتزاز. يحتوي برنامج Balanset-1A على وضع "مقياس الاهتزاز" (زر F5) حيث يمكنك قياس الاهتزاز الكلي واهتزاز المكون بشكل منفصل عند تردد الدوران (1×) قبل تركيب أي أوزان.

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 كان الطيف يحتوي على قمم كبيرة عند ترددات أخرى (مثل 2x، 3x RPM) أو عند ترددات غير متعددة، فهذا يشير إلى وجود مشاكل أخرى يجب التخلص منها قبل الموازنة.

الخطوة 2: الفحص الميكانيكي الشامل (قائمة التحقق)

  • الدوار: نظّف جميع أسطح الدوّار جيدًا من الأوساخ والصدأ وبقايا المواد. حتى كمية صغيرة من الأوساخ على مساحة واسعة تُحدث خللًا كبيرًا في التوازن. تأكد من عدم وجود أجزاء مكسورة أو مفقودة.
  • المحامل: افحص مجموعات المحامل للتأكد من عدم وجود تفاوت زائد، أو ضوضاء خارجية، أو ارتفاع في درجة الحرارة. المحامل المتآكلة لن تسمح بالحصول على قراءات مستقرة.
  • الأساس والإطار: تأكد من تثبيت الوحدة على قاعدة صلبة. تحقق من إحكام ربط مسامير التثبيت، وعدم وجود تشققات في الإطار.
  • يقود: بالنسبة لمحركات السيور، تحقق من شد السير وحالته. بالنسبة لوصلات التوصيل، تحقق من محاذاة العمود.
  • Safety: التأكد من وجود وصلاحية جميع الحراسات الوقائية.

القسم 2.2: إعداد الجهاز وتكوينه

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، يجب تركيب الحساسات في الاتجاه الذي تكون فيه الاهتزازات في أقصى حد. استخدم قاعدة مغناطيسية قوية أو حاملًا ملولبًا لضمان اتصال محكم.

مستشعر الطور (مقياس سرعة الدوران بالليزر):

  • قم بتوصيل المستشعر بالمدخل الخاص (X3 لـBalanset-1A).
  • قم بتثبيت قطعة صغيرة من الشريط العاكس على العمود أو أي جزء دوار آخر من الدوار.
  • قم بتركيب مقياس سرعة الدوران بحيث يصيب شعاع الليزر العلامة بثبات طوال الدورة بأكملها.

تكوين البرنامج (Balanset-1A)

  • قم بتشغيل البرنامج (كمسؤول) وقم بتوصيل وحدة واجهة USB.
  • انتقل إلى وحدة الموازنة. أنشئ سجلاً جديداً للوحدة التي تتم موازنتها.
  • حدد نوع الموازنة: 1 مستوى (ثابت) للدوارات الضيقة أو 2 مستوى (ديناميكي) لمعظم الحالات الأخرى.
  • تحديد مستويات التصحيح: اختيار الأماكن على الدوار حيث يمكن تركيب أوزان التصحيح بأمان.

القسم 2.3: إجراءات الموازنة: دليل خطوة بخطوة

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.
  • في البرنامج، ابدأ القياس. سيقوم الجهاز بتسجيل قيم سعة الطور والاهتزاز الأولي.
إعداد موازنة دوار المحرك الكهربائي مع أجهزة استشعار الاهتزاز X1، X2 على حاملات المحمل، والكمبيوتر المحمول لتحليل البيانات على الحامل.
جهاز اختبار المحركات الصناعية ذو دوار ملفوف بالنحاس مثبت على محامل دقيقة، ويتميز بنظام مراقبة يتم التحكم فيه بواسطة الكمبيوتر.
واجهة برنامج موازنة Vibromera ثنائية المستويات تُظهر بيانات الاهتزاز، وطيف التردد، ومجالات قياس الكتلة التجريبية
واجهة برنامج موازنة ديناميكية ثنائية المستوى تعرض بيانات تحليل الاهتزاز مع أشكال الموجات في المجال الزمني ومخططات طيف التردد.

الجولة 1: وزن الاختبار في المستوى 1

  • أوقف الآلة.
  • اختيار الوزن التجريبي: ينبغي أن تكون كتلة وزن التجربة كافية لإحداث تغيير ملحوظ في معلمات الاهتزاز (تغيير في السعة لا يقل عن 20-30 درجة أو تغيير في الطور لا يقل عن 20-30 درجة).
  • تركيب الوزن التجريبي: قم بتثبيت وزن التجربة بشكل آمن عند نصف قطر معروف في المستوى 1. سجل الوضع الزاوي.
  • قم بتشغيل الماكينة بنفس السرعة الثابتة.
  • قم بإجراء القياس الثاني.
  • Stop the machine and قم بإزالة وزن التجربة.
إعداد موازنة دوار المحرك الكهربائي مع أجهزة استشعار الاهتزاز X1 و X2، ومحلل محمول، وكابلات التوصيل، وجهاز كمبيوتر محمول.
عرض ثلاثي الأبعاد لإعداد اختبار دوار المحرك الكهربائي مع لفائف نحاسية مثبتة على معدات موازنة دقيقة.

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

  • كرر الإجراء تمامًا من الخطوة 2، ولكن قم بتثبيت وزن التجربة في المستوى 2.
  • ابدأ، قِس، توقف، و قم بإزالة وزن التجربة.
إعداد موازنة دوار المحرك الكهربائي مع أجهزة استشعار الاهتزاز X1، X2، وجهاز القياس، والكمبيوتر المحمول، وإطار آلة الموازنة.
جهاز اختبار المحركات الصناعية ذو الملفات النحاسية المثبتة على حوامل الدعم، ويتميز بتشخيص يتم التحكم فيه بواسطة الكمبيوتر المحمول.

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.
  • قم بتثبيت أوزان تصحيحية دائمة بإحكام. عند استخدام اللحام، تذكر أن اللحام نفسه له كتلة أيضاً.
واجهة برنامج موازنة الدوار ثنائي المستوى تُظهر بيانات الاهتزاز وكتل التصحيح ونتائج عدم التوازن المتبقية.
واجهة برنامج آلة الموازنة الديناميكية التي تعرض نتائج الموازنة ثنائية المستوى مع كتل تصحيح تبلغ 0.290 جم و 0.270 جم عند زوايا محددة.
برنامج موازنة الدوار ثنائي المستوي يعرض الرسوم البيانية القطبية للمستوى 1 والمستوى 2 مع كتل التصحيح والزوايا.
تحليل التوازن الديناميكي ثنائي المستوى يُظهر رسومًا بيانية قطبية لتصحيح الدوار. تعرض الواجهة متطلبات إضافة الكتلة لتقليل الاهتزاز.

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، فسيقوم الجهاز بحساب تصحيح "دقيق" صغير (تصحيح).
  • بعد الانتهاء، احفظ التقرير ومعاملات التأثير لاستخدامها المحتمل في المستقبل.
إعداد موازنة دوار المحرك باستخدام أجهزة استشعار الاهتزاز وجهاز القياس والكمبيوتر المحمول وحوامل الموازنة المسمى X1 / X2.
عرض ثلاثي الأبعاد لمجموعة دوار محرك كهربائي على معدات اختبار، يتميز بملفات نحاسية مع مؤشرات تشخيصية خضراء.

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.

إجراءات السلامة

منع التشغيل العرضي (القفل/العلامة): قبل بدء العمل، افصل التيار الكهربائي عن محرك الدوار. توجد لافتات تحذيرية معلقة على أجهزة التشغيل لمنع تشغيل الآلة عن طريق الخطأ.

معدات الحماية الشخصية: ارتداء نظارات السلامة أو واقي الوجه إلزامي. يجب أن تكون الملابس ضيقة، بدون حواف فضفاضة. يجب تغطية الشعر الطويل بغطاء للرأس.

منطقة الخطر حول الماكينة: يجب منع دخول الأشخاص غير المصرح لهم إلى منطقة الموازنة. أثناء التشغيل التجريبي، يتم تركيب حواجز أو أشرطة تحذيرية حول الوحدة. يبلغ نصف قطر منطقة الخطر 3-5 أمتار على الأقل.

ملحق وزن موثوق به: عند تركيب أوزان تصحيحية تجريبية أو دائمة، يجب إيلاء اهتمام خاص لتثبيتها. فالوزن المنفلت يصبح مقذوفاً خطيراً.

السلامة الكهربائية: التزم بإجراءات السلامة الكهربائية العامة - استخدم مخرجًا كهربائيًا مؤرضًا صالحًا للاستخدام، ولا تقم بتمديد الكابلات عبر المناطق الرطبة أو الساخنة.

القسم 3.1: تشخيص عدم استقرار القياس والتغلب عليه

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. إنه يُبلغ بدقة أن استجابة النظام الاهتزازية غير مستقرة ولا يمكن التنبؤ بها.

خوارزمية التشخيص المنهجي:

  • الارتخاء الميكانيكي: هذا هو السبب الأكثر شيوعاً. تأكد من إحكام ربط مسامير تثبيت غلاف المحمل ومسامير تثبيت الإطار. تحقق من وجود تشققات في الأساس أو الإطار.
  • عيوب المحمل: يؤدي الخلوص الداخلي المفرط في محامل التدحرج أو تآكل غلاف المحمل إلى السماح للعمود بالتحرك بشكل فوضوي داخل الدعامة.
  • عدم الاستقرار المتعلق بالعملية:
    • الديناميكية الهوائية (المراوح): يمكن أن يتسبب تدفق الهواء المضطرب وانفصال التدفق عن الشفرات في حدوث تأثيرات قوة عشوائية.
    • الهيدروليكية (المضخات): يُحدث التكهف صدمات هيدروليكية قوية وعشوائية تحجب الإشارة الدورية الناتجة عن عدم التوازن.
    • الحركة الداخلية للكتلة (الكسارات والمطاحن): يمكن أن تتوزع المواد داخل الدوار، مما يؤدي إلى "عدم توازن متحرك".
  • صدى: إذا كانت سرعة التشغيل قريبة جدًا من التردد الطبيعي للهيكل، فإن حتى الاختلافات الطفيفة في السرعة تسبب تغييرات هائلة في سعة الاهتزاز وطوره.
  • التأثيرات الحرارية: مع ارتفاع درجة حرارة الآلة، يمكن أن يتسبب التمدد الحراري في انحناء العمود أو تغييرات في المحاذاة.

القسم 3.2: عندما لا تساعد الموازنة: تحديد العيوب الجذرية

الأعراض: تم إجراء عملية الموازنة، والقراءات مستقرة، لكن الاهتزاز النهائي لا يزال مرتفعاً.

استخدام محلل الطيف للتشخيص التفريقي:

  • اختلال رمح: العلامة الرئيسية - ذروة اهتزاز عالية عند تردد ضعف عدد دورات المحرك في الدقيقة. الاهتزاز المحوري العالي سمة مميزة.
  • عيوب المحمل المتدحرج: يتجلى ذلك في شكل اهتزاز عالي التردد عند ترددات "المحمل" المميزة (BPFO، BPFI، BSF، FTF).
  • قوس العمود: يظهر ذلك على شكل ذروة عالية عند سرعة دوران 1x RPM، ولكن غالباً ما يكون مصحوباً بمكون ملحوظ عند سرعة دوران 2x RPM.
  • المشاكل الكهربائية (المحركات الكهربائية): يمكن أن يتسبب عدم تناسق المجال المغناطيسي في حدوث اهتزاز بتردد ضعف تردد الإمداد (100 هرتز لشبكة 50 هرتز).

أخطاء الموازنة الشائعة ونصائح الوقاية منها

  • موازنة الدوار المعيب أو المتسخ: تحقق دائمًا من حالة الآلية قبل إجراء عملية الموازنة.
  • وزن الاختبار صغير جدًا: استهدف قاعدة تغيير الاهتزاز 20-30%.
  • عدم الامتثال لثبات النظام: حافظ دائمًا على سرعة دوران ثابتة ومتطابقة أثناء جميع القياسات.
  • أخطاء المرحلة والعلامة: راقب تحديد الزاوية بعناية. عادةً ما تُقاس زاوية الوزن التصحيحي من موضع الوزن التجريبي في اتجاه الدوران.
  • التثبيت غير الصحيح أو فقدان الأوزان: اتبع المنهجية بدقة - إذا تطلب الأمر إزالة وزن التجربة، فقم بإزالته.

موازنة معايير الجودة

الجدول 1: موازنة درجات الجودة (G) وفقًا لمعيار ISO 1940-1 للمعدات النموذجية
درجة الجودة G عدم التوازن النوعي المسموح بهلكل (مم/ثانية) أنواع الدوارات (أمثلة)
جي 4000 4000 أعمدة المرفق المثبتة بشكل صلب لمحركات الديزل البحرية البطيئة
G16 16 أعمدة الكرنك للمحركات الكبيرة ثنائية الشوط
G6.3 6.3 دوارات المضخة، مراوح المروحة، محركات المحرك الكهربائي، دوارات التكسير
G2.5 2.5 دوارات التوربينات الغازية والبخارية، والضواغط التوربينية، ومحركات أدوات الآلات
جي1 1 محركات آلات الطحن والمغازل
G0.4 0.4 محاور آلات الطحن الدقيقة، الجيروسكوبات
الجدول 2: مصفوفة تشخيص الاهتزاز: عدم التوازن مقارنة بالعيوب الأخرى
نوع العيب تردد الطيف السائد خصائص الطور أعراض أخرى
عدم التوازن 1x دورة في الدقيقة مستقر الاهتزاز الشعاعي يسود
عدم محاذاة العمود 1x، 2x، 3x دورة في الدقيقة قد يكون غير مستقر اهتزاز محوري عالي - علامة رئيسية
الارتخاء الميكانيكي 1x و2x والتوافقيات المتعددة غير مستقر، "قفز" حركة ملحوظة بصريًا
عيب المحمل المتدحرج الترددات العالية (BPFO، BPFI، إلخ.) غير متزامن مع RPM ضوضاء غريبة، درجة حرارة مرتفعة
صدى سرعة التشغيل تتزامن مع التردد الطبيعي تتغير الطور بمقدار 180 درجة عند المرور عبر الرنين تزداد سعة الاهتزاز بشكل حاد عند سرعة معينة

الجزء الرابع: الأسئلة الشائعة وملاحظات التقديم

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). استخدم موازنة ثنائية المستوى (ديناميكية) لجميع الدوارات الأخرى تقريبًا، وخاصةً مع نسبة الرفع إلى السحب (L/D) > 0.25.

ماذا تفعل إذا تسبب وزن الاختبار في زيادة الاهتزازات الخطيرة؟
أوقف الجهاز فورًا. هذا يعني أن ثقل الاختبار قد تم تركيبه بالقرب من نقطة الثقل الحالية. الحل: انقل ثقل الاختبار 180 درجة من موضعه الأصلي.

هل يمكن استخدام معاملات التأثير المحفوظة لجهاز آخر؟
نعم، ولكن فقط إذا كانت الآلة الأخرى مطابقة تمامًا - نفس الطراز، نفس الدوار، نفس الأساس، نفس المحامل. أي تغيير في الصلابة الهيكلية سيجعلها غير صالحة.

كيفية حساب فتحات المفاتيح؟ (ISO 8821)
تتمثل الممارسة الشائعة في استخدام "نصف مفتاح" في مجرى مفتاح العمود عند الموازنة بدون الجزء المقابل. وهذا يعوض كتلة ذلك الجزء من المفتاح الذي يملأ الأخدود الموجود على العمود.

الجدول 3: دليل استكشاف الأخطاء وإصلاحها لمشاكل الموازنة الشائعة
الأعراض الأسباب المحتملة الإجراءات الموصى بها
قراءات غير مستقرة/"عائمة" التفكك الميكانيكي، تآكل المحامل، الرنين، عدم استقرار العملية، الاهتزاز الخارجي أحكم ربط جميع الوصلات الملولبة، وتحقق من خلوص المحامل، وقم بإجراء اختبار التباطؤ، واستقر على نظام التشغيل
لا يمكن تحقيق التسامح بعد عدة دورات معاملات تأثير غير صحيحة، الدوار مرن، وجود عيب خفي (عدم محاذاة) أعد تشغيل التجربة باستخدام الوزن المُختار بشكل صحيح، وتحقق من مرونة الدوار، واستخدم تقنية FFT للبحث عن عيوب أخرى.
الاهتزاز طبيعي بعد الموازنة ولكنه يعود بسرعة طرد الوزن التصحيحي، وتراكم المنتج على الدوار، والتشوهات الحرارية استخدم ملحقات وزن أكثر موثوقية (لحام)، ونفذ جدول تنظيف منتظم للدوار

القسم 4.2: دليل الموازنة لأنواع معينة من المعدات

المراوح الصناعية وأجهزة شفط الدخان:

  • مشكلة: الأكثر عرضة لعدم التوازن بسبب تراكم المنتج على الشفرات أو التآكل الكاشط.
  • Procedure: احرص دائمًا على تنظيف المروحة جيدًا قبل بدء العمل. انتبه للقوى الديناميكية الهوائية التي قد تسبب عدم الاستقرار.

مضخات:

  • مشكلة: العدو الرئيسي - التجويف.
  • Procedure: قبل إجراء عملية الموازنة، تأكد من وجود هامش كافٍ للتجويف عند المدخل (NPSHa). تحقق من عدم انسداد خط السحب.

الكسارات والمطاحن والآلات التغطية:

  • مشكلة: تآكل شديد، احتمال حدوث تغيرات كبيرة في عدم التوازن بسبب كسر المطرقة أو تآكلها.
  • Procedure: تحقق من سلامة وتثبيت الأجزاء العاملة. قد يلزم تثبيت إضافي لهيكل الآلة.

محركات المحرك الكهربائي:

  • مشكلة: قد يكون له مصادر اهتزاز ميكانيكية وكهربائية.
  • Procedure: استخدم محلل الطيف للتحقق من وجود اهتزاز عند ضعف تردد التيار الكهربائي. يشير وجوده إلى خلل كهربائي، وليس إلى عدم توازن.

Conclusion

يُعدّ التوازن الديناميكي للدوارات في مكانها باستخدام أجهزة محمولة مثل Balanset-1A أداةً فعّالة لزيادة موثوقية وكفاءة تشغيل المعدات الصناعية. مع ذلك، لا يعتمد نجاح هذه العملية على الجهاز نفسه بقدر ما يعتمد على مؤهلات المتخصصين وقدرتهم على تطبيق منهجية منظمة.

المبادئ الأساسية:

  • التحضير يحدد النتيجة: يعد التنظيف الشامل للدوار، وفحص حالة المحامل والأساس، والتشخيص الأولي للاهتزازات من الشروط الإلزامية لتحقيق التوازن الناجح.
  • الامتثال للمعايير هو أساس الجودة: إن تطبيق معيار ISO 1940-1 يحول التقييم الذاتي إلى نتيجة موضوعية وقابلة للقياس وذات أهمية قانونية.
  • إن الجهاز ليس مجرد جهاز موازنة بل هو أيضًا أداة تشخيصية: يُعد عدم القدرة على التوازن أو عدم استقرار القراءة من العلامات التشخيصية المهمة التي تشير إلى مشاكل أكثر خطورة.
  • إن فهم فيزياء العملية هو المفتاح لحل المهام غير القياسية: إن معرفة الاختلافات بين الدوارات الصلبة والمرنة، وفهم تأثير الرنين، يسمح للمتخصصين باتخاذ القرارات الصحيحة.

إن اتباع التوصيات الواردة في هذا الدليل سيمكن المتخصصين التقنيين ليس فقط من التعامل بنجاح مع المهام النموذجية ولكن أيضًا من تشخيص وحل المشكلات المعقدة وغير البسيطة المتعلقة باهتزاز المعدات الدوارة بشكل فعال.

© ٢٠٢٥ دليل الموازنة الديناميكية الميدانية. جميع الحقوق محفوظة.

واتساب