Разбиране на балансирането на място
Балансиране на място — от латински in situ, „на място“ — е практиката на балансиране а ротор докато тя остава инсталирана на собствения си компютър, на обичайното си работно място и при реалните условия на работа. Това е същата дейност, която инженерите наричат още балансиране на място, балансиране на място или балансиране на място. Вместо да се демонтира роторът и да се изпраща в сервиз балансираща машина, техникът донася преносима апаратура за измерване на вибрациите и фазата до машината и коригира дисбаланс без разглобяване.
1. Определение: Какво означава „балансиране на място“
Характерната особеност на балансирането на място е, че роторът никога не се отделя от реалната среда, в която работи. При балансирането в цех голият ротор се върти в меки, калибрирани лагери; при балансирането на място същият ротор се върти в реалната си bearing system, върху реалната си основа, задвижвано от реалния си движещ механизъм. Тежестите за коригиране се изчисляват и монтират върху сглобената машина, а резултатът се проверява при работна скорост. Ето защо балансирането на място се превърна в стандартен метод за по-голямата част от инсталираните промишлени машини — вентилатори, нагнетатели, помпи, двигатели, трошачки и подобно въртящо се оборудване.
2. Предимства на балансирането на място
Този метод е широко разпространен в практиката, тъй като предимствата му са както практични, така и технически.
Не се налага разглобяване
Тъй като роторът остава на мястото си, този метод елиминира необходимостта от разглобяване и сглобяване на машината, риска от повреда по време на демонтажа, транспортирането и повторното монтиране, загубените дни или седмици за изпращане на ротора до сервиз, както и вероятността от възникване на нови неизправности — несъосност, неправилен въртящ момент, нарушено прилепване — при повторно сглобяване.
Балансиране при реални експлоатационни условия
Това е най-важното техническо предимство и е нещо, което машините в сервизните работилници не могат да възпроизведат:
- Действителна твърдост на лагера: Реалните лагери и тяхната експлоатационна твърдост определят как роторът реагира на дисбаланс, като тази реакция може да се различава значително от идеализираните опори в цеха.
- Ефекти на основата и опората: Гъвкавостта на основата, рамката и монтажната конструкция определя вибрациите, а тези ефекти автоматично се отразяват в резултата на място.
- Работна температура: Термичното разширение и неговото влияние върху зазорите на лагерите са налице при експлоатация, но отсъстват в студено състояние, и могат да променят баланса на ротора.
- Process loads: при помпите и вентилаторите, hydraulic и аеродинамични сили които се проявяват само при натоварване, оказват влияние върху работата на ротора.
- Монтажни размери и зазори: Начинът, по който съединителите, шпонките и компонентите се позиционират при окончателния монтаж, оказва влияние върху баланса, а методите за измерване на място го отразяват директно.
Накратко, балансирането на място коригира ротора точно в условията, при които той ще работи, като отчита и фактори, които остават незабелязани от балансирната машина.
По-малко престои, по-ниски разходи, незабавна проверка
Работата на място често приключва за няколко часа, докато балансирането в цеха — демонтаж, транспортиране, балансиране, монтаж — може да отнеме дни или седмици. При критично важното производствено оборудване тази спестена време се отразява директно върху производителността и приходите. Премахването на транспорта, цеховия труд и демонтажа също значително понижава разходите при повечето приложения. А тъй като машината може да бъде пусната отново в експлоатация веднага щом корекционни тежести след като бъдат монтирани, резултатите се проверяват на място в реални условия; ако се наложи допълнително регулиране, то се извършва незабавно, без да се налага повторно разглобяване.
3. Кога балансирането на място е най-подходящо
Техниката е широко приложима, но е особено подходяща за:
- Тежко оборудване: големи вентилатори, вентилатори и трошачки, които са трудни или скъпи за демонтиране и преместване.
- Постоянно монтирани ротори: конструкции, монтирани на място и които никога не са били предвидени за лесно демонтиране.
- Оборудване за работа на терен: машини на отдалечени обекти, където транспортирането до сервиз е нецелесъобразно.
- Спешни ремонти: ситуации, в които бързото възстановяване е от решаващо значение за възобновяването на производството.
- Редовна поддръжка: периодично пребалансиране за коригиране на дисбаланса, причинен от износване, натрупване на продукт или ерозия.
- Специално или нестандартно оборудване: ротори, които просто не се побират в стандартните машини в цеха.
4. Процесът на балансиране на място
Процедурата следва стандарта метод на коефициента на влияние, адаптиран към условията на терен. Става дума за цикъл от типа „измерване – корекция – проверка“.
- Стъпка 1 — Първоначална оценка: потвърдете, че дисбалансът наистина е основният проблем. Изключете неизправности, които го имитират, като например несъосност, разхлабеност и дефекти на лагерите; чистият дисбаланс показва силен, стабилен 1× скорост на движение компонент с постоянен фаза.
- Стъпка 2 — Монтиране на сензорите: mount акселерометри към корпусите на лагерите с магнити, винтове или лепило и монтирайте тахометър или ключов фазор за да се осигури фазовата референция, подавана веднъж на оборот.
- Стъпка 3 — Първоначално изпълнение: пуснете машината на нормална работна скорост и запишете базовото ниво 1× амплитуда и фазови вектори.
- Стъпка 4 — Тестови тегловни цикли: извършват едно или повече пробна тежест работи според изискванията на избрания метод — един за едноплоскостен, more for двуравнинен работа.
- Стъпка 5 — Изчислете и приложете корекциите: уредът изчислява необходимите коригиращи тежести и ъгли; след това те се монтират трайно чрез добавяне на материал (заварени пластини, привинтени тежести, тежести с регулиращи винтове) или чрез отстраняване на материал (пробиване, шлифоване).
- Стъпка 6 — Проверка: run a final проверка за да се потвърди, че остатъчните вибрации са в рамките на допустимия диапазон.
5. Оборудване за балансиране на място
Съвременните преносими уреди превърнаха балансирането на място в рутинна и достъпна процедура. Пълният комплект за работа на място включва преносим уред за балансиране, който съчетава измерване на вибрациите, фазово откриване и изчисляване на баланса в едно устройство, захранвано с батерии; акселерометри с магнитни основи за бързо закрепване и отстраняване; оптичен или магнитен тахометър за фазова референция; както и комплект тежести с притискащи, завинтващи се и самозалепващи се тежести както за пробни, така и за постоянни корекции.
Сайтът Balanset-1A Ето един типичен пример: двуканално устройство, което отчита амплитудата и фазата на 1× на двата лагера, изчислява коефициенти на влияние на ротора, изчислява едно- и двуравнинни корекции и проверява крайния остатъчен дисбаланс съгласно клас по ISO 21940-11 — всичко това в самите лагери на машината при работна скорост. За да се планира работата, безплатната Калкулатор за пробно тегло определя подходяща начална доза за първото изпитване, а Корекция на масовото разлагане инструментът разпределя изчислената корекция върху фиксираните отвори или лопатки, с които действително трябва да работите.
6. Предизвикателства и съображения
Въпреки всичките си предимства, балансирането на място води до специфични за конкретния обект усложнения:
- Достъп до равнините на корекция: до тези равнини трябва да има достъп, когато машината е сглобена; понякога е необходимо да се свалят предпазители или капаци, за да се достигне повърхност за балансиране.
- Фактори на околната среда: Екстремните температури, замърсяването, шума и вибрациите, идващи от съседното оборудване, правят измерванията на място по-трудни в сравнение с тези в контролирана работна среда.
- Безопасност: Работата с действащи машини изисква спазването на строги правила — тестовите тежести трябва да бъдат надеждно закрепени, а всички трябва да се държат на разстояние от въртящите се части.
- Основни механични неизправности: меко стъпало, несъосността или разхлабените опори трябва да бъдат отстранени преди балансирането, а условията на място могат да затруднят откриването на такива неизправности.
- Граници за изключителна прецизност: за най-строгите допуски — прецизни шлифовъчни машини, високоскоростни шпиндели — специализираните цехови машини може все пак да са за предпочитане или да се използват в комбинация с финишна обработка на място.
7. Балансиране на място срещу балансиране в цеха
Разликата между двата подхода се вижда най-добре, когато се сравнят един до друг:
| Аспект | Балансиране на място | Балансиране на магазина |
|---|---|---|
| Необходимо е разглобяване | Не | Да |
| Работни условия | Действителни условия | Идеални условия |
| Время на отговор | Часове | Дни до седмици |
| Цена | Долна | По-високо |
| Прецизност | Добър | Отлично |
| Приложимост | Повечето машини | Ротори с малък до среден размер |
Двете процедури се допълват, а не си противоречат: новият ротор често се балансира в цеха с висока степен на точност, а след това се коригира на място след монтажа, за да се компенсират ефектите от сглобяването, основата и температурните колебания, които не могат да бъдат предвидени в цеха.
8. Промишлени стандарти и най-добри практики
Балансирането на място е официално признато от международните стандарти. ISO 21940-13 определя критериите и предпазните мерки за балансиране на място на средни и големи ротори, докато основният ISO 21940-11 (съвременният наследник на добре познатия ISO 1940-1) определя класовете на качеството на баланса и допустимите tolerances по които се оценява работата. Приемът често се сравнява с границите за интензивност на вибрациите в ISO 20816 серия. Спазването на тези стандарти гарантира, че балансирането на място е безопасно, ефективно и последователно при всяка следваща задача.
