Ръководство за балансиране на ротора на трошачка | Анализатор Balanset-1A Ръководство за балансиране на ротора на трошачка | Анализатор Balanset-1A

Балансиране на трошачки: Професионално ръководство за динамичен контрол на вибрациите

Прецизното динамично балансиране е най-ефективният начин за предотвратяване на катастрофални повреди на лагерите и намаляване на разходите за промишлена поддръжка. Чрез елиминиране на паразитните центробежни сили, балансиране на трошачка удължава живота на оборудването с 3–5 пъти и намалява разходите за ремонт с до 80%. Това ръководство подробно описва инженерните принципи и процедурите на място за балансиране на трошачки, мелници и въртящи се машини с високо натоварване с помощта на вибрационния анализатор Balanset-1A.

Сензор за вибрации

Оптичен сензор (лазерен тахометър)

Balanset-4

Магнитна стойка с размер 60 kgf

Рефлективна лента

Динамичен балансьор "Balanset-1A" OEM

Техническо резюме и основни изводи

На един поглед

  • Обхват: Индустриален балансиране на трошачка (челюстни, конусни, ударни, чукови), балансиране на мелници (топкови, ролкови, смилащи), шредъри и високоскоростни миксери.
  • Основен проблем: Статичните проверки "на острието на ножа" пропускат небалансирана двойка. Въртящите се ротори генерират периодични сили с честота 1× на въртене, които ускоряват умората и разхлабват структурните крепежни елементи.
  • Техническо решение: Двуплоскостно динамично балансиране на място (балансиране в оригиналните лагери) с използване на изчисление на коефициента на влияние.
  • Цели за ефективност: Постигане на балансирано качество ISO 1940 G6.3 и намаляване на вибрациите под 4,5 mm/s (ISO 10816).
Балансиране на трошачка с помощта на преносим анализатор Balanset-1A
Професионално балансиране на трошачка с помощта на преносимия вибрационен анализатор Balanset-1A.

Балансиране на трошачки: влияние на инженерството върху надеждността и разходите

Ключов факт

Небалансиране от само 100 g на ротора на трошачката, въртящ се с 1500 об./мин, създава центробежна сила, равна на приблизително 50 удара с чук в секунда върху лагерите. Тази постоянна сила на ударите бързо влошава целостта на лагерите и може да доведе до катастрофална повреда.

Значението на правилното балансиране

Дори малък дисбаланс може да има драматични последици за тежката техника. Например, само 100 грама дисбаланс на ротора на трошачката може да генерира сила на удара, равна на 50 удара с чук в секунда върху лагерите. Тези постоянни сили на удари водят до прекомерно износване. Всъщност, пренебрегването на баланса означава, че лагерите могат да издържат само 5–10 хиляди часа, а разходите за поддръжка могат да скочат драстично (например $50–100k годишно за ремонти). За разлика от това, добре балансирана машина може да удължи живота на лагерите до 30–50 хиляди часа и да намали разходите за ремонт с 50–80%. Намалените вибрации също подобряват енергийната ефективност (5–15% по-малко изразходвана енергия) и минимизират непланираните престои. Просто казано, поддържането на баланса на роторите удължава живота на оборудването, спестява пари и помага за предотвратяване на инциденти.

Балансирането на трошачки и мелници е задължителна процедура за поддръжка на тежко въртящо се оборудване. Динамичното натоварване от дисбаланс не зависи от общата маса на ротора, а от дисбаланс (еквивалентна небалансирана маса и радиус). Полезна приблизителна оценка е F ≈ mu · r · ω², където ω = 2πn/60. При 1000 об/мин (ω ≈ 105 rad/s) дисбаланс от 1 кг при радиус 1 м произвежда около 11 kN (~1,1 метрична тона сила). “Няколко тона” периодична сила би изисквала няколко кг·м дисбаланс (например, 10 кг при 0,3 м ≈ 3 кг·м дава ~33 kN ≈ 3,3 метрични тона сила). Натоварването е периодично при честотата на въртене (1000 об./мин. ≈ 16,7 Hz), така че последствията могат да се усилват прогресивно:

  • Начален етап: Повишени нива на шум и вибрации
  • Междинен етап: Животът на лагерите намалява от 30 000–50 000 часа до 5000–10 000 часа.
  • Напреднал етап: Разхлабени крепежни елементи, умора на метала в заварките, структурни повреди
  • Последният етап: Катастрофална повреда с рискове за безопасността и продължително прекъсване на работата

Икономическите загуби от експлоатацията на небалансирано оборудване достигат 50 000–100 000 евро годишно само за ремонт и резервни части, плюс 10–15 дни непланирано прекъсване на работата и 5–15% излишно потребление на енергия.

Статично срещу динамично балансиране: критични различия

Разбирането на разликата между статично и динамично балансиране е от съществено значение за избора на правилния метод.

Статично балансиране

Статично балансиране коригира изместването на центъра на масата от оста на въртене. Това е достатъчно за ротори от дисков тип, при които диаметърът надвишава ширината с 7–10 пъти (L/D < 0,25) и скоростта е под 800 об./мин. Статичният дисбаланс може да бъде открит без въртене — тежкият край се накланя надолу върху остриевидни опори.

Динамично балансиране

Динамично балансиране коригира както статичния дисбаланс, така и дисбаланса на въртящия момент. Това е задължително за всички удължени ротори, чиято ширина надвишава 30% от диаметъра. Критичната точка: статично балансиран ротор може да има значителен динамичен дисбаланс. Два небалансирани чука на противоположните краища на ротора, раздалечени на 180°, създават огъващ момент по време на въртене, въпреки че статичният баланс е удовлетворен.

Защо статичното балансиране “на ножове” не е достатъчно

Традиционният начин за проверка на баланса е статичният метод “ножчесто” – поставяне на ротора върху релси с ниско триене или призматични стойки, за да се види дали тежка точка го кара да се върти. Статичното балансиране може да коригира проста тежка точка (статичен дисбаланс) чрез добавяне или премахване на тежест, така че центърът на масата на ротора да се изравни с неговата ос. Този метод обаче не може да открие или коригира “моментен” (динамичен) дисбаланс.

При момент (или двойка) на небалансиране, има еднакви тежки точки на противоположните краища на ротора, раздалечени на 180°. В покой тези две противоположни тежести се уравновесяват, така че роторът може да не се върти върху острие. В статично състояние той изглежда уравновесен. Но когато роторът се върти, тези две маси създават сили (центробежни сили) в противоположни посоки на всеки край, образувайки въртящ момент, който кара ротора да се люлее силно.

Динамична (двойна) диаграма на неравновесие: еднакви тежки точки в противоположни краища създават момент на люлеене по време на въртене
Динамичен (двойствен) дисбаланс: еднакво тежки точки в противоположни краища създават момент на люлеене по време на въртене.

Това е като да имаш балансирана люлка, която изведнъж започва да се върти, когато е в движение. Нито едно настройване на статична стойка няма да реши този проблем, защото дисбалансът се проявява само при скорост на движение.

С прости думи, балансирането “на ножове” коригира само тежките точки в една равнина и пропуска скритите дисбаланси в две равнини. Ето защо роторът може да бъде “статично балансиран”, но все пак да вибрира по време на работа. За да коригирате динамичния дисбаланс, трябва да балансирате в поне две равнини (например, като добавите две коригиращи тежести на различни позиции по дължината на ротора), за да неутрализирате усукващите сили.

Това изисква динамични методи за балансиране, докато роторът се върти (или данни от въртенето), което статичните стойки не могат да осигурят.

Решения за динамично балансиране

Динамичното балансиране включва измерване на вибрациите на ротора по време на въртене и добавяне на тежести, за да се неутрализират както статичните, така и двойните дисбаланси. Традиционно това може да се направи чрез демонтиране на ротора и поставянето му на специализирана балансираща машина. В балансиращата машина роторът се върти и инструментите определят къде трябва да се поставят тежестите. По този начин се постига прецизно балансиране, но има и недостатъци: разглобяване на машината, транспортиране на ротора до сервиз и дни на престой.

За разлика от това, при съвременното балансиране на място се използва преносимо оборудване за балансиране на ротора в неговите лагери (на място). Техникът монтира сензори за вибрации на корпуса на машината и тахометър за измерване на скоростта на въртене и фазата. Машината работи с нормална скорост, а оборудването (като Balanset-1A) измерва колко и в каква посока вибрира роторът. Чрез тест с пробно тегло софтуерът може да изчисли точното необходимо противотегло и ъгъла, под който трябва да бъде поставено. Този метод на коефициент на влияние (често процес с 3 пробни тегла) автоматично изчислява решението за постигане на баланс.

В крайна сметка, на ротора се добавят тежести (или се отстранява материал), за да се неутрализират силите на дисбаланс.

Динамичният подход се отнася както към статичния, така и към динамичния (двойствен) дисбаланс, тъй като отчита фазата на вибрацията в различни точки. За разлика от статичния метод “ножов ръб”, динамичното балансиране в две равнини може да коригира люлеене, което се появява само при въртене.

Динамичното балансиране на място е особено полезно за големи съоръжения (например големи ротори на трошачки, вентилатори или барабани на мелници), които е непрактично да се преместват в цех. То намалява до минимум престоите, тъй като не се налага да разглобявате напълно машината – често балансирането може да се извърши на място за няколко часа, вместо да се налага прекъсване на работата за няколко дни.

Видове оборудване: Общ преглед

Балансирането на трошачки, балансирането на мелници и свързаните с тях процедури се прилагат за широк спектър от промишлено оборудване. Всяка категория има специфични изисквания:

Обичайни машини, изискващи балансиране

Много видове промишлено оборудване се нуждаят от редовно балансиране. Някои забележителни примери включват:

Трошачки: Машини като балансиране на челюстни трошачки, балансиране на конусни трошачки, балансиране на ударни трошачки и балансиране на чукови трошачки са от критично значение, тъй като техните тежки ротори или движещи се части могат да създават големи вибрации, дори и при леко небалансиране. Например, ударните трошачки често изискват редовно пребалансиране поради износването на ударните лостове и ударните плочи.

Чукчестите трошачки и други трошачки за скали може да се наложи да бъдат балансирани при подмяна на чукчетата или челюстните плочи, за да се гарантира, че новите части не предизвикват вибрации. Дори големите маховици на челюстните трошачки трябва да останат балансирани, за да се избегне резонансното разклащане.

Мелници и мелници: Балансирането на чуковата мелница, балансирането на топковата мелница, балансирането на валцовата мелница и балансирането на смилащата мелница са от жизненоважно значение за мелничното оборудване. Високоскоростните ротори в чуковите мелници и масивните въртящи се барабани в топковите мелници трябва да бъдат балансирани, за да се осигури гладко смилане и да не се претоварват лагерите.

Например, голямата въртяща се маса на топковата мелница изисква внимателно балансиране, за да се предотврати прекомерно натоварване на опорите й.

Ролковите мелници и другите мелници също се нуждаят от баланс, за да се избегне неравномерното износване и вибрациите.

Машини за намаляване на размера: Оборудването като пулверизатори, шредъри, дробилки, гранулатори и пелетизатори разполага с въртящи се ножове, остриета или ролки. Правилното балансиране на пулверизатора, шредъра, дробилката, гранулатора и пелетизатора гарантира, че тези режещи инструменти работят без прекомерно разклащане. Това е особено важно, защото парчета от материала или ножовете могат да се счупят или износват по време на работа, което внезапно да извади ротора от равновесие.

Редовното балансиране поддържа тези машини в безопасно състояние дори при тежки условия.

Миксери и агитатори: Дори оборудването за смесване се възползва от балансирането. Балансирането на миксери, агитатори и бъркалки се прилага за въртящи се ротори или лопатки в промишлени миксери. Ако валът или роторът на миксера е дори леко небалансиран (например поради прилепени съставки или износване), това може да доведе до разклащане на целия миксер. Балансирането на тези въртящи се части предотвратява вибрации, които биха могли да повлияят на качеството на продукта и целостта на машината.

Във всички тези случаи целта е една и съща: балансиран ротор се върти плавно, без да упражнява вредни сили върху лагерите или конструкцията си. Балансирането на трошачки и мелници е особено важно в тежките индустрии, но принципът се отнася за всяко въртящо се оборудване – от огромни промишлени шредъри до малки лабораторни миксери.

Тип оборудване Типична скорост (об./мин.) Степен на баланс (ISO 1940) Основно предизвикателство
Челюстни трошачки 250–350 G6.3 Ексцентричен вал, баланс на маховика
Конусни трошачки 300–500 G6.3 Ексцентрично сглобяване, износване на втулката
Ударни трошачки 700–1500 G6.3 Износване на духалото, натрупване на материал
Чукчеви мелници 600–3600 G2.5–G6.3 Свободно люлеещи се чукове
Топкови мелници 15–25 G6.3 Разпределение на променливи разходи
Пулверизатори 500–750 G2.5 Класификационен ротор, вертикален шпиндел

Речник

  • Статичен дисбаланс: центърът на масата е изместен от оста на въртене (проблем в една равнина).
  • Двойка (момент) дисбаланс: Равните тежки точки в противоположните краища на ротора създават момент на люлеене; често се налага балансиране в две равнини.
  • 1× вибрация: вибрационна компонента при скоростта на въртене (RPM/60), която обикновено е доминираща при дисбаланс.
  • Коефициенти на влияние: параметри на реакцията на системата, използвани за изчисляване на корекционни тегла от пробни тестове.
  • Балансиране на място: балансиране на ротор в собствените му лагери на монтираната машина.

Технически допустими отклонения и спецификации за експлоатационни характеристики

Постигането на оптимален баланс изисква спазване на строги допустими отклонения, специфични за всеки тип оборудване. Тези спецификации са от решаващо значение за планирането на поддръжката и проверката на качеството.

Въздействие на натрупването на материал: документиран случай

Пример от реалния свят

Ударна трошачка за обработка на мокра глина: 15 кг залепнал материал увеличиха вибрациите от 4,0 mm/s до 12,0 mm/s — 3-кратно увеличение. Почистването на ротора възстанови вибрациите до 4,2 mm/s преди корекцията на балансирането. Това показва колко е важно да се направи цялостно почистване преди всяка процедура по балансиране.

Критични съображения относно скоростта за смесителното оборудване

Работната скорост спрямо критичната скорост определя изискванията за балансиране и зоните за безопасна работа:

  • Тежки миксери: Работете при критична скорост 65%
  • Стандартни промишлени миксери: Работете при критична скорост 70%
  • Гребла/турбинни бъркалки: 50–65% критична скорост
  • Високоскоростни (пропелерни, дискови) бъркалки: Над критичната скорост
  • Забранена зона: 70–130% критична скорост без динамично балансиране

Функцията "RunDown" на Balanset-1A идентифицира резонансните честоти по време на забавяне, което позволява на операторите да проверят безопасните зони на работа и да избегнат катастрофални резонанси.

Снимка на екрана с анализ на Balanset-1A RunDown (изтичане): идентифициране на резонансните честоти по време на изтичането
Анализ на Balanset-1A RunDown (изтичане): идентифициране на резонансните честоти по време на изтичането.

Разширени спецификации на Balanset-1A

Параметър Спецификация
Диапазон на измерване на вибрациите 0,05–100 mm/s RMS
Честотен диапазон 5–550 Hz (до 1000 Hz)
Диапазон на скоростта 150–90 000 об./мин.
Точност на фазово измерване ±1°
Точност на измерване на амплитудата ±5%
Чувствителност на акселерометъра 100 mV/g
Работно разстояние на лазерния тахометър 50–500 мм
Магнитна сила на закрепване 60 kgf
Тегло на комплекта 4 кг в защитен калъф

Зони на вибрации по ISO (ISO 10816-3)

Зона Ниво на вибрации (mm/s RMS) Оценка
Зона А <1.8 Отлично — нововъведено оборудване
Зона Б 1,8–4,5 Приемлив за непрекъсната работа
Зона В 4,5–11,2 Малко приемливо — корекция на графика
Зона D >11.2 Неприемливо — необходими са незабавни действия

Цел след балансиране: Зона А или Б. Повечето трошачки трябва да постигнат <4,5 mm/s с подходящо двуплоскостно динамично балансиране, използвайки Balanset-1A.

Балансиране на трошачката: Подробни процедури

Балансиране на челюстна трошачка

Балансиране на челюстна трошачка се отнася до сглобката на ексцентричния вал и маховика. Тези машини работят като едноцилиндров бутален двигател, генерирайки нормални вибрации при честотата на въртене и нейната втора хармоника. Износването на маховика, разхлабеното закрепване на противотежестта и повредата на ексцентричния вал обаче водят до патологичен дисбаланс.

Характерен симптом: надлъжната вибрация значително надвишава вертикалната вибрация. Цел: намаляване на вибрацията от 50 mm/s до под 7,6 mm/s след правилно балансиране. Допустимо отклонение на хоризонталната вибрация: ±2 mm; вертикална: ±1 mm.

Балансиране на конусна трошачка

Балансиране на конусна трошачка се фокусира върху ексцентричния монтаж и трошащия конус. Основните проблеми включват неравномерно износване на облицовката, неправилно подреждане на конуса (допустимо отклонение ≤0,1 mm) и износване на ексцентричната втулка. Мониторингът на вибрациите показва приемливи резултати, когато хоризонталното отклонение е ≤2 mm, а вертикалното ≤1 mm. Амплитуда на корпуса, надвишаваща 0,5 mm, показва сериозна неизправност, която изисква незабавно внимание.

Балансиране на ударна трошачка

Балансиране на ударна трошачка е най-често извършваната процедура в кариерите. Както хоризонталните ударни машини (HSI), така и вертикалните ударни машини (VSI) разчитат на кинетичната енергия от ударите на ударните лостове, които удрят материала с висока скорост.

Проблем с неравномерно износване

Ударните лостове се износват интензивно и неравномерно. Замяната на един ударни лост без съпоставяне на теглото нарушава катастрофално баланса. Двуплоскостното балансиране е от съществено значение за роторите HSI поради тяхната дължина; едноплоскостното статично балансиране оставя остатъчен дисбаланс на въртящия момент, което води до неравномерно натоварване на лагерите.

Съображения за безопасност

Роторите притежават огромна инерция; циклите на стартиране и спиране за инсталиране на пробни тежести отнемат значително време. Способността на Balanset-1A да съхранява коефициенти на влияние означава, че последващото балансиране (след подмяна на ударната греда) изисква само едно измерване без пробни тежести.

Специфики на VSI

Центробежните ударни трошачки изискват още по-висока прецизност поради скоростта на въртене, достигаща 1500–2000 об./мин. Дисбалансът често се дължи на натрупване на материал в камерите на ротора. Балансирането на VSI често изисква заваряване на тежести върху горния и долния капак на ротора. Balanset-1A ефективно изчислява ъглите на монтаж на тежестите в полярни координати.

Балансиране на чуковата трошачка

Балансиране на чукова трошачка се усложнява от свободно висящите чукове. Ако един чук се заклещи на щифта си поради корозия или прах, той не може да се разгъне напълно под действието на центробежната сила, което измества центъра на тежестта на ротора и създава огромен, променлив дисбаланс.

Методология

Преди да използват Balanset-1A, операторите трябва да проверят свободното движение на всички чукове и съответствието на теглото им. Балансирането се извършва върху дисковете на ротора, а не върху самите чукове. Функцията "Split Weight" (Разделяне на теглото) позволява разпределяне на изчислената маса между две налични точки (например между отворите за щифтовете на чуковете), когато не е възможно точно монтиране под ъгъл, като се запазва векторът на корекцията.

Балансиране на мелница: Изисквания за прецизност

Мелниците изискват най-висока прецизност на балансиране поради непрекъснатите работни цикли; всяка вибрация води до умора на скъпите задвижвания и облицовки.

Балансиране на чукова мелница

За разлика от трошачките, балансиране на чукова мелница се отнася за високоскоростни устройства (до 3600 об./мин.), използвани за фино смилане на зърно, биомаса или химикали. При такива скорости допустимото остатъчно небалансиране е изключително малко (ISO 1940 G2.5 или G6.3). Роторите на чуковите мелници често функционират като вентилатори; отварянето на корпуса за монтаж на тежести може да промени аеродинамичното съпротивление. Балансирането с Balanset-1A трябва да се извършва при напълно сглобен корпус, като се използват достъпни отвори или се отчитат променените условия.

Балансиране на топкова мелница

Балансиране на топкова мелница представлява уникални предизвикателства. Самият барабан, с хаотичното движение на смилащите средства, обикновено не може да бъде балансиран в конвенционалния смисъл. Фокусът е върху високоскоростната задвижваща верига.

Балансиране на зъбния вал

Задвижващият вал с лагерни възли и съединител е критичният елемент. Вибрациите на вала на зъбното колело често се причиняват не от дисбаланс, а от износване на зъбите или неправилно подреждане. Спектралният анализ на Balanset-1A идентифицира честотата на зацепване на зъбните колела (GMF). Ако доминира 1×RPM, се извършва динамично балансиране на съединителя или на фланцовите тежести.

Сложности при измерването

Ударите на топката вътре в барабана създават случаен нискочестотен шум. Настройките на Balanset-1A трябва да увеличат времето за усредняване на сигнала (например 10–20 секунди), за да се получат стабилни показания за амплитудата и фазата.

Балансиране на валцови мелници

Балансиране на валцови мелници приложимо за производството на брашно, полимери и стомана. Ролките са дълги, тежки цилиндри, склонни към изкривяване (удари). Двуплоскостно балансиране в краищата е задължително. Balanset-1A измерва фазовата разлика между лявата и дясната опора; фазова разлика от 180° показва силно небалансиране на двойката. Балансирането на ролките на място отчита задвижващите ремъчни колела и зъбни колела, монтирани на ролковите лагери, които допринасят за собственото си небалансиране.

Балансиране на мелница

Балансиране на мелница обхваща широк спектър: атритори, перлични мелници и прецизни шлифовъчни машини. За фини шлифовъчни шпиндели устройството поддържа методология с три подвижни противотежести, постигайки идеална гладкост без заваряване или шпакловка.

Балансиране на пулверизатора

Балансиране на пулверизатора, особено за въглищните мелници в електроцентралите, е от критично значение. Много от пулверизаторите имат вертикална конфигурация; вибрационните сензори (оси X и Y) са монтирани на горния лагер на мотора или редуктора. Горната част съдържа въртящ се сепаратор (динамичен класификатор); неговият дисбаланс причинява силни вибрации в горната конструкция. Balanset-1A балансира тази конструкция чрез сервизни отвори, предотвратявайки разрушаването на задвижването и подобрявайки фиността на смилането.

Оборудване за намаляване на размера Балансиране

Балансиране на шредер

Балансиране на шредер предназначен за масивни ротори с ниска скорост (300–500 об./мин.), които обработват метални отпадъци или гуми. Акселерометрите Balanset-1A имат отлична чувствителност към ниски честоти (от 5 Hz) и се справят уверено с такива машини. Поради екстремните ударни натоварвания, тестовите и коригиращите тежести трябва да бъдат здраво заварени; магнитите или лепилната лента са недопустими дори за тестване.

Балансиране на дробилка

Балансиране на дробилка В горското стопанство се разграничават два типа машини. Дисковите дробилки представляват предизвикателство, тъй като дискът действа като жироскоп, като основният проблем е аксиалната вибрация (клатене във формата на "фигура 8"). Сензорите са монтирани радиално и аксиално (по оста на вала), за да следят износването на диска. Тежестите се монтират на задната повърхност на диска или в специални джобове за балансиране.

Барабанните дробилки изискват класическо двуплоскостно балансиране поради дължината на ротора. Всички ножове трябва да се обслужват като комплект — заточването или подмяната на един нож нарушава баланса. Допустимо отклонение в дебелината на ножа: 0,13–0,25 mm. Затъпените ножове по-скоро раздробяват, отколкото режат, което води до прекомерни вибрации и умора на метала в заварките. Препоръчителен интервал за заточване: на всеки 6–8 работни часа.

Балансиране на гранулатора

Балансиране на гранулатора за рециклиране на пластмаси включва ножове, монтирани на ротора (разстояние 1–3 mm до неподвижните ножове). При появата на вибрации първо проверете състоянието и монтажа на ножовете. Ако вибрациите продължават, е необходимо професионално балансиране на ротора. Монтирането на машината върху амортисьори намалява предаването на вибрации към основата.

Балансиране на пелетизатора

Балансиране на пелетизатора покрива пръстеновидната матрица и пресоващите валяци. Износването на повърхността на матрицата не трябва да надвишава 0,3 mm (проверка с индикатор). Разстояние между валяка и матрицата: минимум 0,2–0,3 mm. Повредените затягащи пръстени са основната причина за счупване на матрицата и силни вибрации.

Оборудване за смесване и разбъркване Балансиране

Балансиране на миксера

Балансиране на миксера за помпи от индустриален клас следва стандарта API 610, изискващ точност G2.5 съгласно ISO 1940. Оптимално съотношение между диаметъра на работното колело и резервоара (D/T): 1/3. Смесителите за тежки условия работят при критична скорост 65%; стандартните промишлени смесители – при 70%. Работата в диапазона на критична скорост 70–130% без динамично балансиране е забранена.

Балансиране на агитатора

Балансиране на агитатора в химическата преработка се използват дълги валове в дълбоки съдове. Лопатковите и турбинните миксери работят при критична скорост 50–65%; високоскоростните типове (пропелерни, дискови) работят над критичната скорост. Динамичното балансиране позволява безопасна работа при критична скорост 70%. Дългите валове използват междинни опори (стабилизиращи лагери).

Балансиране на бъркалка

Балансиране на бъркалка отнася се за високоскоростни диспергатори (разтворители). Дисбалансът води до контакт между лопатката и стената на съда. Прецизното балансиране на вала и лопатката с Balanset-1A удължава живота на механичното уплътнение, като предотвратява изтичането на продукта.

Балансиране на полето с Balanset-1A

Сайтът Balanset-1A Преносимата система за балансиране позволява корекция на място без разглобяване на машината, което елиминира времето за транспорт, намалява престоите и позволява проверка на резултатите при реални работни условия.

Преносим уред за балансиране Balanset-1A (снимка на уреда)
Преносим уред за балансиране Balanset-1A.

Как Balanset-1A балансира трошачки и други машини

Balanset-1A е преносим двуканален динамичен балансир и анализатор на вибрации, проектиран точно за тази цел. Той позволява на инженерите и екипите за поддръжка да извършват прецизно балансиране на място за широка гама от оборудване. Balanset-1A се доставя с два акселерометрични сензора за вибрации и лазерен тахометър, както и софтуер, който работи на компютър. Ето как работи и защо е ефективен:

Балансиране на място в две равнини

Balanset-1A може да извършва еднопланово или двупланово балансиране на самата машина, в нейните нормални лагери. Това означава, че можете да балансирате ротора на трошачката, без да го демонтирате, което спестява много време. Чрез използването на две равнини, той коригира както статичното, така и динамичното небалансиране в ротора. Например, ако ексцентричното тегло на конусната трошачка причинява вибрации, двуравнинната способност на Balanset-1A ще определи как да се противодейства на това в правилните позиции – нещо, което едноравнинните методи не могат да направят.

Широк спектър от оборудване

Това устройство е многофункционално – предназначено е за балансиране на място на въртящо се оборудване, включително трошачки, вентилатори, мулчери, шнекове, валове, центрофуги, турбини и др. На практика, едно устройство Balanset-1A може да обслужва широк спектър от оборудване (трошачки, мелници, шредъри, миксери и др.), като намалява престоите и зависимостта от външни услуги за балансиране.

Лесен за използване софтуер

Не е необходимо да сте експерт по вибрациите, за да използвате Balanset-1A. Софтуерът му води потребителя през стъпка по стъпка процедурата и автоматично изчислява необходимите коригиращи тежести и ъгли. След като се тества пробна тежест, той предоставя ясно решение за балансиране, така че техниците могат да станат компетентни с минимално обучение.

Надеждни резултати

Въпреки своята преносимост, Balanset-1A осигурява професионално качество на балансиране. Той измерва точно вибрациите и фазата и изчислява корекциите, за да отговори на стандартните степени на качество на балансиране (ISO 1940). На практика, той може да даде резултати, сравними с тези на много по-скъпи анализатори, когато условията на измерване са стабилни и процедурата се следва правилно.

Функции за анализ на вибрациите

Освен балансиране, Balanset-1A функционира и като анализатор на вибрации и може да показва вълнови форми и FFT спектри. Това помага да се диагностицира дали вибрациите се дължат на дисбаланс или на други проблеми (неправилно подреждане, разхлабване, резонанс), подпомагайки по-точните решения за поддръжка. В режим на балансиране фокусът е върху 1× ротационна компонента, за да се изолира дисбалансът.

Предимства на Balanset-1A пред традиционните методи

Използването на Balanset-1A за динамично балансиране предлага няколко ключови предимства в сравнение с по-старите методи или разчитането на външни услуги:

Без разглобяване и минимално прекъсване на работата: Традиционното балансиране често означаваше разглобяване на ротора и изпращането му в сервиз, което отнемаше дни. С Balanset-1A балансирането се извършва на място за няколко часа.

Няма нужда да се демонтира роторът на трошачката или валът на мелницата; просто монтирате сензорите и извършвате процедурата по балансиране на място. Този подход на място може да съкрати работата от 3–7 дни до 2–4 часа, което означава, че производството може да бъде възобновено още същия ден.

Спестяване на разходи: Извършвайки работата вътрешно, компаниите избягват високите такси на специализираните подизпълнители и загубите от продължителното прекъсване на работата. Самото устройство Balanset-1A е относително достъпно – на цена от няколко хиляди евро – но предоставя около “80% от възможностите на скъпите анализатори за само ~20% от цената”.”

Потребителите могат да балансират сами, без да се налага да прибягват до специалисти от трети страни, а устройството може да се изплати само след няколко балансиращи задачи. Освен това, предотвратяването на една единствена сериозна повреда може да оправдае инвестицията.

Решава всички видове дисбаланс: За разлика от статичното балансиране на остриета, двуплоскостната динамична способност на Balanset-1A коригира както статичните тежки точки, така и динамичния дисбаланс на въртящия момент в един процес.

Това означава, че дори ако роторът има това трудно за откриване колебание (дисбаланс на въртенето), Balanset-1A може да го открие и да насочи поставянето на две коригиращи тежести, за да неутрализира въртящия момент. Това е цялостно решение за често срещани случаи на дисбаланс.

Универсалност за много машини: Един Balanset-1A може да се използва на практически всяка въртяща се част във всяка индустрия. Той е наистина универсален – същият комплект може да балансира вентилатор днес, трошачка утре и пулверизатор вдругиден.

В нашия контекст това е идеално за операции, които включват различни видове оборудване (трошене, смилане, смесване и др.), тъй като не са необходими отделни инструменти за балансиране за всеки от тях. От трошачки и мелници до мулчери, миксери, валове и турбини, устройството се адаптира към широка гама от ротори.

Леснота на употреба и безопасност: Софтуерът с насоки и простата хардуерна настройка на Balanset-1A означават, че не е необходимо да имате докторска степен по вибрации, за да извършите балансиране. Процесът е безопасен и повтаряем – постепенно намалявате вибрациите с изчислени корекции на теглото, вместо да се налага да гадаете чрез проби и грешки. Това намалява вероятността от човешка грешка. А като елиминирате прекомерните вибрации, вие също така повишавате безопасността в съоръжението (по-малко случаи на разклащане на машините или разхвърляне на отломки).

Чрез елиминирането на прекомерните вибрации вие също така повишавате безопасността в обекта (по-малко случаи на разпадане на машините или разхвърляне на отломки).

Бърза диагностика: С режима си за анализ на вибрациите, Balanset-1A може да се използва и за бърза диагностика дали основният проблем е дисбаланс или други фактори (като изкривен вал или резонанс). Тази всеобхватна диагностична и коригираща функция позволява проблемите да се идентифицират и решават по-бързо, отколкото ако се чака външен екип. В много случаи диагностиката и коригирането на място могат да бъдат завършени за по-малко от 1 час.

В много случаи цикълът на диагностика + корекция може да бъде завършен в рамките на същия период за поддръжка.

Технически спецификации

Параметър Стойност
Диапазон на измерване на вибрациите 0,05–100 mm/s RMS
Честотен диапазон 5–550 Hz (до 1000 Hz)
Диапазон на скоростта 150–90 000 об./мин.
Точност на фазата ±1°
Точност на амплитудата ±5%
Канали 2 (едновременно измерване)
Тегло 4 кг (пълен комплект в куфар)

Предимства пред традиционните методи

Параметър Традиционен (магазин) метод Балансиране на полето (Balanset-1A)
Общо време 3–7 дни 2–4 часа
Необходимо е разглобяване Да Не
Типична цена на задача 5000–15 000 евро 500–1500 евро
Отчети за действителното монтиране Не Да
Достижима точност G2.5–G6.3 G2.5–G6.3

Поетапна процедура за балансиране

Успехът в балансирането е подготовка 80%. Следвайте този доказан алгоритъм:

1

Подготовка

  • Почистете ротора от мръсотия, ръжда, залепнали материали — замърсяването изкривява резултатите.
  • Проверете лагерите (люфт, шум, нагряване) — балансирането не може да коригира дефектите на лагерите.
  • Проверете дали монтажът на основата е сигурен и проверете защитните предпазители.
  • За чукови трошачки: проверете свободното движение на чука и съответствието на теглото.
2

Монтаж на сензор

  • Монтирайте сензорите за вибрации върху корпусите на лагерите перпендикулярно на оста на въртене (на разстояние до 25 cm от лагера).
  • Свържете се с входовете X1 и X2
  • Монтирайте лазерен тахометър така, че лъчът да попада върху отразяващата лента на ротора.
  • Свържете се с входа X3 и проверете стабилността на показанията за оборотите в минута.
Първоначално измерване на вибрациите
Измерване на началната вибрация с датчици, монтирани на лагерните корпуси.
3

Начално измерване

  • Стартиране на софтуера: F7 — Балансиране → F3 — Балансиране в две равнини
  • Въведете параметрите на ротора
  • Натиснете F9, за да измерите първоначалната вибрация.
  • Записване на амплитудата и фазата в двете точки на измерване
4

Пробни пробези

  • Спрете машината и инсталирайте пробното тегло в равнина 1 (масата трябва да промени амплитудата или фазата с 20–30%)
  • Тичай и измервай
  • Преместете тежестта на равнина 2 и повторете измерването.
  • Софтуерът изчислява коефициентите на влияние
Инсталиране на пробна тежест
Изпитване на теглото на инсталацията в равнина 1 (измерване на коефициента на влияние).
Инсталиране на пробна тежест в равнина 2
Инсталиране на пробна тежест в равнина 2 (повторно измерване във втората коригираща равнина).
5

Монтаж на корекционни тежести

  • Софтуерът показва корекционната маса и ъгъл за двете равнини на полярната диаграма.
  • Инсталирайте постоянни тежести (заваряване, закрепване с болтове, затягане)
  • Използвайте функцията "Разделяне на теглото", ако не е възможно точното монтиране под ъгъл.
Резултати от изчисленията
Софтуерът Balanset-1A показва изчислената маса на коригиращото тегло и ъгъла на монтаж.
Монтиране на корекционни тежести
Инсталиране на постоянни коригиращи тежести въз основа на изчислени стойности.
6

Проверка

  • Измерване на остатъчната вибрация
  • Цел: Зона А или Б съгласно ISO 10816 (<2,8 mm/s за повечето трошачки)
  • Запазване на коефициентите на влияние (F8) за бъдещо балансиране без пробни цикли
  • Генериране на отчет (F9)

Икономическа обосновка и възвръщаемост на инвестициите

Инвестицията в преносимо оборудване за балансиране се изплаща в рамките на 3–4 месеца при интензивна употреба.

Елемент Стойност
Цена на оборудването Balanset-1A 1751–1975 евро
Услуга за балансиране на един изпълнител €1,500
Типична годишна честота на балансиране 4 пъти годишно
Годишни икономии от сервизен договор €6,000
Икономии от удължаване на експлоатационния живот на лагерите 10 000–30 000 евро/година
Икономии от намаляване на престоите 50 000–150 000 евро/година
Общи годишни икономии 66 000–186 000 евро
Период на възвръщаемост 3–4 месеца

Физика на експлоатационния живот на лагерите

Животът на лагера L₁₀ е обратно пропорционален на куба на натоварването (P): L₁₀ = (C/P)³. Намаляването на вибрационното натоварване с 50% увеличава изчисления живот на лагера 8 пъти. За силно натоварени съединения като валове на чукови трошачки или валове на валцови мелници, това се превръща в години, а не в месеци.

Отстраняване на често срещани проблеми

Проблем: Нестабилни или "плаващи" показания

Възможни причини: механична хлабина, износени лагери, работа в близост до резонанс, нестабилна скорост, натрупване на материал.

Решение: Затегнете болтовете на основата, проверете лагерите за люфт, проверете дали монтажът е стабилен, осигурете постоянни обороти по време на измерването, почистете ротора добре.

Проблем: Не може да се постигне изискваната толерантност

Възможни причини: наличие на други дефекти (неправилно подреждане, изкривен вал, повреда на лагера), нелинейно поведение на системата, резонанс.

Решение: Извършете тест за изтичане на скоростта, за да идентифицирате резонанси, проведете цялостна диагностика, коригирайте свързаните дефекти, преди да опитате отново да балансирате.

Проблем: Чукчеста трошачка — чукчетата се заклещват върху щифтовете

Причина: корозия или прах, които пречат на свободното движение на чукчето.

Решение: Почистете и смажете всички щифтове на чукчетата преди балансиране. Проверете дали всяко чукче се движи свободно. Сменете заседналите щифтове.

Проблем: Ударна трошачка — натрупване на материал

Причина: мокри или лепкави материали, залепнали вътре в камерите на ротора (документиран случай: 15 кг глина увеличиха вибрациите от 4 на 12 mm/s).

Решение: Почистете добре вътрешността на ротора преди балансиране. Обмислете използването на антиадхезивни покрития за камерите на ротора.

Често задавани въпроси

Колко често трябва да се извършва балансиране на трошачката?

За ударни и чукови трошачки: на всеки 500–1000 работни часа или след подмяна на износващите се части. За челюстни и конусни трошачки: на всеки 3–6 месеца или при увеличаване на вибрациите. Непрекъснатото наблюдение на вибрациите позволява планиране въз основа на състоянието.

Може ли вътрешният персонал да извършва балансиране?

Да. С Balanset-1A и кратко обучение (обикновено един ден) техниците по поддръжка без предишен опит в балансирането постигат професионални резултати. Софтуерът води потребителите стъпка по стъпка през процедурата.

Какъв баланс на качеството се изисква?

Повечето трошачки и мелници: G6.3 съгласно ISO 1940-1. Високоскоростно оборудване (чукови мелници над 1500 об./мин, пулверизатори): G2.5. Прецизни шлифовъчни шпиндели: G1.0 или по-добри.

Балансирането елиминира ли всички вибрации?

Не. Балансирането премахва вибрациите, причинени само от асиметрия на масата. Вибрациите, причинени от неправилно подреждане, дефекти в лагерите, разхлабени части, резонанс, проблеми със зъбните колела или аеродинамични сили, изискват отделни коригиращи действия. Цялостният анализ на вибрациите идентифицира основните причини.

Защо е необходимо балансиране в две равнини?

Дългите ротори (L/D > 0,25) развиват както статично, така и въртящо (моментно) небалансиране. Балансирането в една равнина не може да коригира въртящото небалансиране, което създава люлеещо движение, увреждащо лагерите. Динамичното балансиране в две равнини е единственото цялостно решение.

Могат ли съхранените коефициенти на влияние да бъдат използвани повторно?

Да, за идентични конфигурации на ротора. След първоначалната характеристика, последващото балансиране (например след подмяна на ударната греда или чук) изисква само едно измерване. Тази функция значително намалява времето за балансиране при рутинна поддръжка.

Каква е целевата степен на вибрация след балансиране?

ISO 10816-3 определя зони: Зона А (отлична) 11,2 mm/s. Цел: Зона А или Б за непрекъсната работа.

Започнете да спестявате от ремонти още днес

Закупете Balanset-1A, обучете екипа си и внедрете поддръжка въз основа на състоянието. Професионална техническа поддръжка е достъпна чрез WhatsApp.

Сензор за вибрации

Оптичен сензор (лазерен тахометър)

Balanset-4

Магнитна стойка с размер 60 kgf

Рефлективна лента

Динамичен балансьор "Balanset-1A" OEM

Практически резултати: Документирани казуси

  • Фебризатор за захарна тръстика (24 тона, 747 об./мин.): Вибрациите са намалени от 3,2 на 0,47 mm/s — 6,8-кратно подобрение
  • Трошачка в Испания: Начална вибрация >100 mm/s (аварийно ниво), след балансиране 16–18 mm/s — машината работи "като нова"
  • Индустриална трошачка: Вибрации от 21,5 до 1,51 mm/s — 14-кратно подобрение
  • Вентилатор, монтиран на покрива (-6 °C околна температура): От 6,8 до <1,8 mm/s
  • Вентилация на търговски център: Намаляване на шума с 5–7 dB, икономия на енергия, удължен експлоатационен живот

Заключение

В обобщение, независимо дали става въпрос за челюстни трошачки, конусни трошачки, ударни трошачки, чукови трошачки или други въртящи се машини като мелници, шредъри, миксери и мелници, поддържането на баланса на оборудването е от съществено значение. Това води до по-гладка работа, по-дълготрайни компоненти, икономия на енергия и по-безопасни условия на работа. Традиционните статични методи като балансиране “на ножове” имат ограничения – те не могат да се справят с определени видове дисбаланс, които се проявяват само когато машината работи. За щастие, съвременните инструменти за динамично балансиране предлагат решение.

Преносимият балансир Balanset-1A е пример за напредъка в тази област. Той предоставя професионално двуплоскостно балансиране директно на работното място, което позволява на екипите за поддръжка бързо да коригират дисбаланса в роторите на трошачките и много други приложения. Чрез използването на интелигентен софтуер и сензори, той елиминира необходимостта от приблизителни оценки при балансирането и гарантира, че дори сложните дисбаланси се разрешават. Резултатът е машини, които работят толкова гладко, колкото е предвидено, без разрушителните сили, причинени от вибрациите.

За широк спектър от индустрии – от минното дело и кариерите (трошачки и мелници) до производството и селското стопанство (вентилатори, дробилки, миксери) – инвестицията в подходящо оборудване за балансиране като Balanset-1A може да промени изцяло ситуацията. То защитава вашите машини “отвътре”, предотвратявайки повреди, преди те да са настъпили. На практика това означава по-малко аварии, по-ниски разходи за поддръжка и по-надеждно производство.

От практическа гледна точка на поддръжката, Balanset-1A запълва полезна ниша между скъпото лабораторно оборудване и услугите на външни изпълнители: той позволява балансиране на място в самите лагери на машината, при реална работна скорост и натоварване. Това е важно, защото лабораторното балансиране на идеални опори не може напълно да отрази специфичните условия на инсталиране на място. В допълнение, съхранените коефициенти на влияние позволяват повторно балансиране след подмяна на ударната греда или чука в един цикъл — без пробни тежести.

За повечето трошачни и мелнични съоръжения типичната цел е балансиране с качество G6.3 съгласно ISO 1940, което съответства на вибрации под 4,5 mm/s съгласно ISO 10816. Постигането на това ниво с Balanset‑1A е реалистична и възпроизводима задача за квалифициран персонал след минимално обучение, при условие че машината е в добро механично състояние и измерванията са стабилни.


0 коментара

Вашият коментар

Заместващ символ за аватар
WhatsApp