Dinamik Şaft Balanslaşdırma Təlimatları: Statik və Dinamik, Sahə Proseduru və ISO 21940 Qiymətləri
Yerində rotorları balanslaşdırmaq üçün sahə mühəndisinin ehtiyac duyduğu hər şey — disbalansın fizikasından son yoxlama işəsalma sınağına qədər. Yeddi addımlı prosedur, sınaq çəkisi formulaları, korreksiya bucağının ölçülməsi və ISO tolerantlıq cədvəlləri. Ventilyatorlar, malçerlər, qırıcılar və vallar üzrə Vibromera sahə işlərinə əsaslanır.
Dinamik Balanslaşdırma nədir?
Dinamik balanslaşdırma fırlanan cismin (rotorun) işləmə sürətində fırlanarkən qeyri-bərabər kütlə paylanmasının ölçülməsi və düzəldilməsi prosesidir. Tək bir müstəvidə kütlənin yerdəyişməsini düzəldən statik balanslaşdırmadan fərqli olaraq, dinamik balanslaşdırma balanssızlığı aradan qaldırır eyni anda iki və ya daha çox təyyarə, həm mərkəzdənqaçma qüvvəsini, həm də yastıq vibrasiyasına səbəb olan yellənmə cütlüyünü aradan qaldırır.
200 kq-lıq malçlama rotorundan 5 qramlıq dişli qazma milinə qədər hər fırlanan hissədə müəyyən qalıq balanssızlıq olur. İstehsal tolerantlıqları, material uyğunsuzluqları, korroziya və yığılmış çöküntülər kütlə mərkəzini həndəsi fırlanma oxundan uzaqlaşdırır. Nəticədə sürət kvadratı ilə artan mərkəzdənqaçma qüvvəsi yaranır: dövr/dəqiqə ikiqat, qüvvə isə dördqat artır.
150 mm radiusda cəmi 10 q balanssızlıqla 3000 dövr/dəq sürətlə fırlanan rotor təxminən 150 N fırlanma qüvvəsi yaradır — bu, rulmanları həftələrlə məhv etmək üçün kifayətdir. Dinamik balanslaşdırma bu qüvvəni beynəlxalq standartlarla (ISO 21940-11, əvvəllər ISO 1940) müəyyən edilmiş səviyyəyə endirir, rulmanın ömrünü aylardan illərə uzadır və vibrasiya ilə əlaqəli dayanma müddətini azaldır.
Statik və Dinamik Balans
Rotorun ağırlıq mərkəzi fırlanma oxundan kənara çıxır tək müstəvi. Bıçaq ucundakı dayaqlara yerləşdirildikdə, ağır tərəfi aşağıya doğru yuvarlanır — bunu fırlanmadan da hiss edə bilərsiniz.
Düzəliş: Ağır nöqtənin qarşısındakı tək bir bucaq mövqeyində kütlə əlavə edin və ya çıxarın. Bir düzəliş müstəvisi kifayətdir.
Tətbiq olunur: L/D təxminən 0.5-dən aşağı olan dar disk formalı hissələr - volanlar, itiləmə daşları, tək diskli impellerlər, mişar bıçaqları, əyləc diskləri.
İki (və ya daha çox) kütləvi ofset yerləşdirilir fərqli təyyarələr rotor uzunluğu boyunca. Onlar bir-birini statik olaraq ləğv edə bilərlər — rotor bıçaq kənarlarında hərəkətsiz qalır — lakin yaradırlar rokçu cütlük fırlanma zamanı. Bu cütlük fırlanma olmadan aşkarlana və ya düzəldilə bilməz.
Düzəliş: iki ayrı müstəvidə iki kompensasiyaedici çəki. Cihaz təsir əmsalı matrisindən hər bir müstəvi üçün kütlə və bucağı hesablayır.
Tətbiq olunur: uzunsov rotorlar — vallar, geniş çarxlı ventilyatorlar, malç rotorları, diyircəklər, çoxmərhələli nasos çarxları, turbinlər.
Dörd növ balanssızlıq
ISO 21940‑11 standartı dörd əsas balanssızlıq nümunəsini fərqləndirir. Hansının üstünlük təşkil etdiyini anlamaq düzgün balanslaşdırma strategiyasının seçilməsinə kömək edir.
Təcrübədə, sahədə rastlaşdığınız demək olar ki, hər bir rotorda dinamik balanssızlıq var — qüvvə və cüt komponentlərin kombinasiyası. Buna görə də iki müstəvi balanslaşdırma nazik disk olmayan istənilən rotor üçün standart prosedurdur.
Tək müstəvili və iki müstəvili balanslaşdırmadan nə vaxt istifadə etməli
Qərar verən amil rotorundur həndəsə nisbəti L/D (xarici diametrə qədər ox uzunluğu) işləmə sürəti ilə birləşdirilir.
| meyar | Tək müstəvili (1 sensor) | İki müstəvili (2 sensor) |
|---|---|---|
| L/D nisbəti | L/D < 0.5 (dar diskəbənzər rotor) | L/D >= 0.5, və ya əhəmiyyətli oxboyu kütlə paylanması |
| Tipik hissələr | Cilalama çarxı, volan, tək diskli çarx, kasnaq, əyləc diski, mişar bıçağı | Ventilyator rotoru, malçlayıcı, val, diyircək, çoxmərhələli nasos, turbin, xırdalayıcı |
| Balanssızlıq növləri düzəldildi | Yalnız statik (qüvvə) | Statik + cüt + dinamik (qüvvə + moment) |
| Düzəliş müstəviləri | 1 | 2 |
| Ölçmə işləri | 2 (ilkin + 1 sınaq) | 3 (ilkin + 2 sınaq, hər təyyarə üçün bir) |
| Saytda keçirdiyi vaxt | 15–20 dəq | 30–45 dəq |
ISO 21940‑11 Keyfiyyət Dərəcələrini Balanslaşdırın
ISO 21940‑11 (ISO 1940‑1-in varisi) fırlanan maşınların hər sinfini təyin edir balans keyfiyyəti dərəcəsi G, rotorun ağırlıq mərkəzinin icazə verilən maksimum sürəti mm/s ilə müəyyən edilir. İcazə verilən qalıq xüsusi balanssızlıq ebaşına (q·mm/kq ilə) markadan və işləmə sürətindən əldə edilir:
G — balans keyfiyyət dərəcəsi (məsələn, 6.3 6.3 mm/s deməkdir)
ω — bucaq sürəti, rad/s
RPM — işləmə sürəti, dövr/dəq
| Dərəcə | e·ω, mm/s | Maşın növləri |
|---|---|---|
G 0.4 |
0.4 | Giroskoplar, dəqiq üyütmə maşınlarının milləri |
G 1.0 |
1.0 | Turbomühərriklər, qaz turbinləri, xüsusi tələblərə cavab verən kiçik elektrik armaturları |
G 2.5 |
2.5 | Xüsusi tələblərə malik elektrik mühərrikləri, generatorlar, orta/böyük turbinlər, nasoslar |
G 6.3 |
6.3 | Ventilyatorlar, nasoslar, emal maşınları, volanlar, santrifüjlər, ümumi sənaye maşınları |
G 16 |
16 | Kənd təsərrüfatı maşınları, xırdalayıcılar, ötürücü vallar (kardan), xırdalayıcı maşınların hissələri |
G 40 |
40 | Minik avtomobillərinin təkərləri, krank mili yığımları (seriya istehsalı) |
G 100 |
100 | Altı və ya daha çox silindrli sürətli dizel mühərrikinin dirsəkli val qovşaqları |
İşlənmiş Nümunə: Ventilyator Rotoru
Mərkəzdənqaçma fan rotoru 80 kq ağırlığında, 1450 dövr/dəq sürətlə işləyir və korreksiya radiusu 250 mm-dir. Tələb olunan dərəcə: G 6.3.
250 mm düzəliş radiusunda: maksimum qalıq kütlə = 3320 / 250 = 13.3 q ümumi qalıq kütlə
İki müstəvili iş üçün həmin ümumi tolerantlığı müstəvilər arasında bölüşdürün; sadə bərabər bölüşdürmə təxminən belə verir hər müstəvi üçün 6.6 g.
Əlaqəli standartlar: ISO 21940‑11 (sərt rotorlar), ISO 21940‑12 (çevik rotorlar), ISO 10816‑3 (vibrasiya şiddəti limitləri), ISO 1940 (miras sələfi).
Yeddi Addımlı Sahə Balanslaşdırma Proseduru
Bu, iki müstəvi sahə balanslaşdırması üçün təsir əmsalı metodudur və portativ alətlə, məsələn, Balanset-1A. Eyni məntiq istənilən iki kanallı balans analizatoru ilə işləyir.
M t = M r × K / (R t × (N/100)²) burada Mr = rotor kütləsi (g), K = dayaq sərtlik əmsalı (1–5, orta qiymət üçün 3 istifadə edin), Rt = quraşdırma radiusu (sm), N = dövr/dəq. Və ya bizim onlayn sınaq çəki kalkulyatoru — rotor parametrlərinizi daxil edin və tövsiyə olunan kütləni dərhal əldə edin.
Sınaq Çəkisinin Hesablanması
Sınaq çəkisi nəzərəçarpacaq dərəcədə vibrasiya dəyişikliyi yaradacaq qədər ağır olmalıdır, lakin rulmanları həddindən artıq yükləməmək və ya təhlükəli vəziyyət yaratmamaq üçün kifayət qədər yüngül olmalıdır. Standart empirik düstur rotor kütləsini, korreksiya radiusunu, işləmə sürətini və dayaq sərtliyini nəzərə alır:
Mr — rotor kütləsi, qram
K — dayaq sərtlik əmsalı (1 = yumşaq bərkidicilər, 3 = orta, 5 = sərt təməl)
Rt — sınaq çəkisi quraşdırma radiusu, sm
N — işləmə sürəti, dövr/dəq
Riyazi hesablamaları əl ilə etmək istəmirsiniz? Bizimlə əlaqə saxlayın onlayn sınaq çəki kalkulyatoru ↗ — rotor parametrlərinizi, dayaq növünü və vibrasiya səviyyənizi daxil edin və tövsiyə olunan kütləni dərhal əldə edin.
İşlənmiş Nümunələr (K = 3, orta sərtlik)
| Maşın | Rotor kütləsi | RPM | Radius | Sınaq çəkisi (K = 3) |
|---|---|---|---|---|
| Malçlama rotoru | 120 kq | 2,200 | 30 sm | 360.000 / (30 × 484) ≈ 25 q |
| Sənaye ventilyatoru | 80 kq | 1,450 | 40 sm | 240.000 / (40 × 210.25) ≈ 29 q |
| Santrifüj barabanı | 45 kq | 3,000 | 15 sm | 135.000 / (15 × 900) = 10 q |
| Əzici val | 250 kq | 900 | 25 sm | 750.000 / (25 × 81) ≈ 370 q |
Düzəliş Bucağı Ölçməsi
Balanslaşdırıcı cihaz hər müstəvidə iki ədəd çıxarır: kütlə (nə qədər çəki) və bucaq (harada yerləşdirilməlidir). Bucaq həmişə sınaq çəkisi mövqeyinə istinad edilir.
Bucağı necə ölçmək olar
- İstinad nöqtəsi (0°): Sınaq çəkisini yerləşdirdiyiniz bucaq mövqeyi. Sınaqdan əvvəl onu rotorda aydın şəkildə qeyd edin.
- Ölçmə istiqaməti: həmişə rotorun fırlanma istiqamətində.
- Bucağı oxumaq: Cihaz 1-ci müstəvi üçün f₁ və 2-ci müstəvi üçün f₂ bucağını göstərir. Sınaq çəkisi işarəsindən fırlanma istiqamətindəki dərəcələri sayın — düzəliş çəkisi də ora gedir.
- Kütləni çıxararsanız: Düzəlişi göstərilən "əlavə et" mövqeyinin əksinə 180° bucaq altında yerləşdirin.
Çəki Sabit Vəziyyətlərə Bölünməsi
Rotorun əvvəlcədən qazılmış dəlikləri və ya sabit montaj mövqeləri (məsələn, ventilyator bıçağı boltları) olduqda, dəqiq hesablanmış bucaq altında bir çəki yerləşdirə bilməyəcəksiniz. Balanse‑1A aşağıdakıları ehtiva edir çəki bölgüsü funksiyası: ən yaxın iki mövcud mövqenin bucaqlarını daxil edirsiniz və proqram təminatı tək düzəliş vektorunu həmin mövqelərdə iki kiçik çəkiyə ayırır. Birləşdirilmiş effekt orijinal vektorla uyğun gəlir.
Korreksiya Müstəviləri və Sensor Yerləşdirməsi
Korreksiya müstəvisi, kütlə əlavə etdiyiniz və ya çıxardığınız rotorun ox mövqeyidir. Sensor ən yaxın yastıqdakı titrəməni ölçür. Bir neçə əsas qayda:
- Sensor rulman korpusuna keçir — radial istiqamətdə, yatağın mərkəz xəttinə mümkün qədər yaxın (üfüqi istiqamətdə üstünlük verilir).
- 1-ci müstəvi Sensor 1-ə uyğun gəlir, Müstəvi 2-dən Sensor 2-yə. Nömrələməni ardıcıl saxlayın, əks halda proqram təminatı düzəliş müstəvilərini dəyişdirəcək.
- Müstəvi aralığını maksimum dərəcədə artırın: İki korreksiya müstəvisi nə qədər uzaqlaşırsa, cütləşmənin həlli bir o qədər yaxşıdır. Minimum praktiki məsafə yatak aralığının ⅓-dir.
- Əlçatan mövqeləri seçin: Düzəliş müstəvisi ağırlıqları fiziki olaraq birləşdirə biləcəyiniz bir yer olmalıdır - flanş kənarı, bolt dairəsi, halqa və ya qaynaq səthi.
Yuxarıdakı şəkildə, malçlama rotoru iki müstəvili balanslaşdırma üçün hazırlanır. Mavi işarələr 1 və 2, yatak korpuslarındakı sensor mövqelərini göstərir. Qırmızı işarələr 1 və 2, düzəliş müstəvilərini — bu halda, ağırlıqların qaynaq ediləcəyi rotor gövdəsinin flanşlı uclarını göstərir.
Konsol (Asılı) Rotor
Konsol rotorları — fan çarxları, yatak aralığının xaricinə quraşdırılmış volanlar, nasos çarxları — fərqli sensor və müstəvi düzülüşü tələb edir. Hər iki korreksiya müstəvisi yatakların eyni tərəfindədir və sensorun yerləşdirilməsi asılmış kütlə gücləndirici cütlüyünün balanssızlığını nəzərə almalıdır.
Maşın Tipinə görə Tətbiqlər
Çəki əlavə etmə üsulları
| Metod | Əlavə | Ən yaxşısı | Limitlər |
|---|---|---|---|
| Qaynaq | Rotor halqasına qaynaq edilmiş polad şaybalar və ya lövhələr | Malçlayıcılar, xırdalayıcılar, ağır sənaye rotorları | Daimi. Xüsusi çubuq olmadan alüminium və ya paslanmayan poladdan istifadə etmək mümkün deyil |
| Boltlar və qaykalar | Əvvəlcədən qazılmış deliklərdən kontrqoykalar ilə boltlar vasitəsilə bərkidilir | Ventilyator çarxları, volanlar, mufta flanşları | Mövcud deşiklər və ya yeni qazma tələb olunur |
| Şlanq sıxacları | Paslanmayan poladdan hazırlanmış şlanq sıxacı, ağırlıqla bərkidilmiş | Sahədə vallar, diyircəklər, silindrik rotorlar | Müvəqqəti və ya yarı-daimi. Qısqac momentini yoxlayın |
| Vintli klipi quraşdırın | Əvvəlcədən hazırlanmış klipsli çəkilər (məsələn, təkər çəkiləri) | Ventilyator pərləri, nazik disklər, yüngül rotorlar | Məhdud kütlə diapazonu. Yüksək dövr/dəqiqədə sürüşə bilər |
| Yapışqan (epoksi) | Səthə yapışdırılmış ağırlıq | Dəqiq rotorlar, təmiz mühitlər | Təmiz və quru səth tələb olunur. Temperatur həddi ~120°C |
| Materialın çıxarılması | Materialı ağır tərəfdən uzaqlaşdırmaq üçün qazma və ya üyütmə | Turbomühərriklər, yüksək sürətli millər, impellerlər | Daimi və dəqiq, lakin geri dönməzdir. Çəki artırarkən istifadə təhlükəsiz deyil |
Sahə Balanslaşdırmasında Ümumi Səhvlər
| # | Səhv | Nəticə | Düzəlt |
|---|---|---|---|
| 1 | Sensor qoruyucu və ya örtük üzərində quraşdırılıb | Qapağın rezonansı amplituda və faza oxunuşlarını təhrif edir → səhv düzəliş | Həmişə rulman korpusunun metal səthinə quraşdırın |
| 2 | Sınaq çəkisi çox yüngül | Faza və amplituda dəyişikliyi səs-küy daxilindədir → təsir əmsalları etibarsızdır | Ən azı bir sensorda amplitudada 20-30% dəyişiklik və ya fazada 20-30 dərəcə sürüşmə təmin edin |
| 3 | Qaçışlar arasında sürət dəyişikliyi | 1×-də vibrasiya RPM² ilə dəyişir — hətta 5% sürət dəyişikliyi belə məlumatları pozur | Dəqiq RPM izləmə üçün taxometrdən istifadə edin. Sürətin sabitləşməsini gözləyin |
| 4 | Sınaq çəkisini çıxarmağı unutmaq | Düzəliş hesablanması sınaq çəkisi effektini əhatə edir → nəticə mənasızdır | Ciddi bir qaydaya əməl edin: korreksiya çəkilərini quraşdırmadan əvvəl sınaq çəkisini çıxarın |
| 5 | 1-ci Təyyarə və 2-ci Təyyarəni Qarışdırmaq | Korreksiya çəkiləri səhv müstəvilərdə gedir → vibrasiya artır | Sensorları və müstəviləri aydın şəkildə etiketləyin. Sensor 1 → Müstəvi 1, Sensor 2 → Müstəvi 2 |
| 6 | Fırlanmaya qarşı bucağı ölçmək | Düzəliş f → rotorun əks tərəfi əvəzinə 360° − f istiqamətində gedir | Başlamazdan əvvəl fırlanma istiqamətini təsdiqləyin. Həmişə fırlanma istiqamətində ölçün |
| 7 | Qaçışlar zamanı istilik artımı | Soyuq başlanğıc dövrləri arasında rulman boşluğundakı dəyişikliklər → sürüşmə ölçmələri | 0 qaçışından əvvəl ya sabit vəziyyətə qədər isin, ya da bütün qaçışları tez bir zamanda (<5 dəqiqəlik fasilə ilə) tamamla |
| 8 | Uzun rotorda tək müstəvidən istifadə | Cütlük balanssızlığı düzəldilməmiş qalır → uzaq yastıqda vibrasiya hətta arta bilər | L/D >= 0.5 olan, müstəvilərarası məsafəsi əhəmiyyətli olan və ya tək müstəvili korreksiyanın uzaq rulmana təsir etdiyi hər bir rotor üçün iki müstəvili balanslaşdırmadan istifadə edin |
Sahə Hesabatı: Malçlama Rotorunun Balanslaşdırılması
Maşın: Maschio Bisonte 280 flail malçlama maşını, 165 kq rotor, 2100 dövr/dəq PTO sürəti. Müştəri 8 flaili dəyişdirdikdən sonra güclü vibrasiya barədə məlumat verdi.
Quraşdırma: Yastıq korpuslarında iki akselerometr, PTO valında lazer taxometri. Balanset-1A iki müstəvili rejim.
0-ı işlədin: Sensor 1 = 47°-də 12.4 mm/s, Sensor 2 = 213°-də 8.9 mm/s. ISO 10816-3 zona D (təhlükə).
Sınaq mərhələləri: Hər iki müstəvidə 500 q sınaq çəkisi istifadə olunur. Aydın cavab — hər iki sensorda amplituda dəyişikliyi >60%.
Düzəliş: 1-ci müstəvi: 340 q 128°-də qaynaq edilib. 2-ci müstəvi: 215 q 276°-də qaynaq edilib.
Doğrulama: Sensor 1 = 0.8 mm/s, Sensor 2 = 0.6 mm/s. ISO zonası A (yaxşı). Təmir işlərinə ehtiyac yoxdur.
Ventilyatorun İki Mükəmməl Dinamik Balansı
Sənaye ventilyatorları — mərkəzdənqaçma, ox və qarışıq axın — sahədə balanslaşdırılmış ən çox yayılmış rotorlar arasındadır. Aşağıdakı prosedur Balanset-1A istifadə edərək radial ventilyatorda real iki müstəvili işi izah edir.
Plana görə müəyyənləşdirmə və sensorların quraşdırılması
Sensorun quraşdırılması üçün səthləri çirk və yağdan təmizləyin. Sensorlar yataq korpusunun metal səthinə sıx uyğun olmalıdır — heç vaxt örtüklərə, qoruyuculara və ya dayaqsız metal lövhələrə quraşdırmayın.
- Sensor 1 (qırmızı): Ventilyatorun ön hissəsinə daha yaxın quraşdırın (1-ci müstəvi tərəfi).
- Sensor 2 (yaşıl): Ventilyatorun arxasına daha yaxın quraşdırın (2-ci müstəvi tərəfi).
- Təyyarə 1 (qırmızı zona): Çarx diskindəki korreksiya müstəvisi, ön tərəfə daha yaxındır.
- Təyyarə 2 (yaşıl zona): Düzəltmə müstəvisi arxa lövhəyə və ya mərkəzə daha yaxındır.
Həm vibrasiya sensorlarını, həm də lazer taxometrini Balanset‑1A-ya qoşun. RPM istinadı üçün əks etdirici lenti vala və ya mərkəzə yapışdırın.
Balanslaşdırma prosesi
Ventilyatoru işə salın və ilkin vibrasiya ölçmələrini aparın (0-cı mərhələ). Məlum kütləli sınaq çəkisini 1-ci müstəviyə ixtiyari bir nöqtədə quraşdırın, ventilyatoru işə salın və vibrasiya dəyişikliyini qeyd edin (1-ci mərhələ). Sınaq çəkisini ixtiyari bir nöqtədə 2-ci müstəviyə köçürün, ventilyatoru yenidən işə salın və qeyd edin (2-ci mərhələ). Balanset-1A proqram təminatı hər üç ölçmədən istifadə edərək hər bir müstəvi üçün korreksiya kütləsini və bucağını hesablayır.
Ventilyator Korreksiyası Çəkiləri üçün Bucaq Ölçməsi
Bucaq, sınaq çəkisi mövqeyindən ventilyatorun fırlanma istiqamətində ölçülür — tam olaraq təsvir edildiyi kimi Düzəliş Bucağı Ölçməsi yuxarıdakı hissə. Sınaq çəkisinin yerləşdirildiyi yeri qeyd edin (0° istinad), sonra düzəliş çəkisi mövqeyini tapmaq üçün göstərilən bucağı fırlanma istiqaməti boyunca sayın.
Proqram təminatı tərəfindən hesablanmış bucaqlara və kütlələrə əsasən, düzəliş çəkilərini 1-ci və 2-ci müstəvilərə quraşdırın. Ventilyatoru bir daha işə salın və vibrasiyanın hər saatda məqbul səviyyəyə düşdüyünü yoxlayın. ISO 21940‑11 (adətən ümumi təyinatlı ventilyatorlar üçün G 6.3). Qalıq vibrasiya hələ də hədəfdən yuxarıdırsa, bir kəsmə əməliyyatı edin.
Tez-tez verilən suallar
Sahə Balanslaşdırması üçün Avadanlıq
The Balanset-1A Tək müstəvili və iki müstəvili dinamik balanslaşdırma, üstəgəl vibrasiya analizi (ümumi sürət, spektrlər, dalğa forması) ilə işləyən iki kanallı portativ cihazdır. Tam dəst kimi təqdim olunur:
- Maqnit dayaqla 2x MEMS vibrasiya sensoru (ADXL335 əsaslı akselerometrlər)
- Əks etdirici lentlə lazer taxometri (təmassız RPM sensoru)
- USB ölçmə cihazı (istənilən Windows noutbukuna qoşulur)
- Proqram təminatı: balanslaşdırma ustası, vibrasiya ölçən cihaz, spektr analizatoru
- Bütün kabellər və aksesuarlarla birlikdə daşıma çantası
RPM diapazonu: 250-90,000. Vibrasiya diapazonu: 0.2-80 mm/s RMS. Tezlik diapazonu: 5-1000 Hz. Faza dəqiqliyi: ?1?. Çəkinin bölüşdürülməsi, trim işəsalmaları, tolerantlığın yoxlanması və hesabatın yaradılması proqram təminatına daxildir. Tam dəstin çəkisi təxminən 4 kg-dır.
0 Comments