Разбиране на балансирането на полето (балансиране на място)
Балансиране на полето, известен също като балансиране на място, е процесът на коригиране на дисбаланс на ротор докато работи със собствените си лагери и носеща конструкция, при или близо до нормалната си работна скорост. За разлика от балансирането в цех, при което роторът се демонтира и се монтира на специален балансираща машина, балансирането на място се извършва на място, при напълно сглобена машина. Това е практичната, ежедневна форма на балансиране на ротора за екипите по поддръжка и надеждност, тъй като коригира работата на машината в реално време.
1. Определение: Какво е балансиране на полето?
При този процес обикновено се използва преносим анализатор на вибрации за измерване на амплитуда и фаза на 1× (скорост на движение) вибрация, закрепете пробно тегло с известна маса, преизмервайте новата вибрационна реакция и след това изчислете необходимата корекционно тегло и неговото ъглово разположение. Тъй като роторът остава в собствените си лагери, резултатът отразява действителното състояние на машината по време на работа, а не идеализирано състояние на балансиращ стенд.
Референтната фаза е абсолютно необходима: анализаторът трябва да знае където Във всеки момент валът преобразува пика на вибрацията в ъгъл на тежестта. Тази референция произтича от тахометър задейства се веднъж на всеки оборот, обикновено от лента светлоотразителна лента.
2. Защо е необходимо балансирането на полето?
Въпреки че балансирането в цеха е много прецизно, то не може да отчете всички фактори, които влияят върху баланса на машината в нейната работна среда. Балансирането на място е необходимо, когато дисбалансът е причинен или може да бъде коригиран само чрез отчитане на целия машинен възел. Често срещани причини включват:
- Дисбаланс при сглобяването: Крайният дисбаланс на машината е сумата от дисбалансите на всичките ѝ въртящи се компоненти (работно колело, вал, съединител(ролка, клинове и крепежни елементи). Балансирането на място коригира дисбаланса на цялата сглобка наведнъж, включително и малките отклонения, възникнали при повторното сглобяване на машината.
- Оперативни последици: дисбалансът може да възникне вследствие на състояния, които се проявяват само при нормална работа, като например термична деформация на ротора, аеродинамични силиили хидравлични сили. Те не могат да бъдат възпроизведени на балансираща машина от търговската мрежа.
- Натрупване на материал или износване: при вентилатори, вентилатори с ротор и центрофуги, неравномерно натрупване на продукт или неравномерно износване с времето води до появата на дисбаланс. Балансирането на място е единственият практически начин да се коригира това без цялостен ремонт.
- Невъзможност за премахване: При много големи машини — големи промишлени вентилатори, турбинни генератори — демонтирането на ротора за балансиране в цеха е изключително скъпо и отнема много време. Балансирането на място е далеч по-икономично и по-бързо решение и представлява основата на критериите за балансиране на място в ISO 21940-13.
3. Процесът на балансиране на полето (методът на коефициента на влияние)
Най-разпространеният метод за балансиране на полето е метод на коефициента на влияние, която следва логична, повтаряема последователност:
- Първоначално изпълнение: машината работи при нормална работна скорост, а началната амплитуда и фаза на вибрацията са 1× — начален дисбаланс вектор — се измерват и записват.
- Разположение на тежестите за тренировка: машината се спира и пробно тегло с известна маса се закрепва здраво към ротора в определено ъглово положение.
- Пробен период: машината се пуска отново със същата скорост. Измерват се и се записват новата амплитуда и фаза на вибрациите (векторът на отговора).
- Изчисление: промяната във вектора на вибрациите, предизвикана от тежестта за изпитване, води до коефициент на влияние, като описва колко се променя вибрацията в точката на измерване при даден дисбаланс в мястото на корекция. Анализаторът комбинира този коефициент с първоначалния вектор — като използва събиране на вектори — за да се изчислят точната маса и ъгълът на необходимата корекция.
- Разположение на тежестите за корекция: машината се спира, пробното тегло се отстранява, а изчисленото коригиращо тегло се закрепва трайно под зададения ъгъл.
- Изпълнение на проверка: машината се пуска за последен път, за да се потвърди, че вибрациите са спаднали до приемливо ниво, съгласно стандарти като ISO 20816-1, и че остатъчен дисбаланс се попада в рамките на избрания допуск.
Обикновените ротори се обработват с балансиране в една равнина; по-дълги ротори, при които се наблюдава компонент на въртене двуплоскостно (динамично) балансиране. A калкулатор за пробно тегло помага при избора на безопасна и ефективна начална маса за първото пробно пускане.
4. Балансиране на полето на практика с преносим анализатор
На място цялата описана по-горе верига се управлява с един преносим уред, а не със статив. Преносим двуканален анализатор, като например Балансет-1а измерва 1× амплитудата и фазата на всеки лагер, изчислява автоматично коефициентите на влияние и насочва корекциите в една и две равнини — след което проверява остатъчния дисбаланс спрямо ISO 21940-11 класификация по баланс и качество. Работейки в самите лагери на машината при работна скорост, той отразява реалното състояние на работа — включително монтажни, термични и аеродинамични ефекти — което една лабораторна машина просто не може да възпроизведе. Приложеният оптичен лазерен тахометър осигурява фазова референция на всеки оборот чрез малък участък от отразяваща лента, така че не се изисква никаква подготовка на вала освен поставянето на лентата.
5. Основни съображения и предпазни мерки
Балансирането на място изисква умения и внимателно планиране. Както е посочено в стандарти като ISO 21940-13, безопасността е от първостепенно значение.
- Безопасност: пробните и коригиращите тежести трябва да бъдат закрепени достатъчно здраво, за да издържат на центробежна сила при работна скорост, а достъпът до машината трябва да бъде контролиран по време на нейната работа.
- Предварителни изисквания: Преди да пристъпите към балансиране, изключете други причини за висока 1× вибрация — несъответствие, резонанс, a огънат вал, или механични разхлабеност — защото балансирането не може да реши проблем, който всъщност не е свързан с дисбаланс.
- Инструментация: За тази работа е необходим анализатор, способен да измерва амплитуда и фаза, както и сензор за фазова референция (тахометър). Повторяемостта на измерванията зависи от стабилното закрепване на сензора и от чист, надежден тахометричен импулс.
- Стабилност на скоростта: машината трябва да поддържа постоянна скорост през целия цикъл; отклоненията в скоростта нарушават фазовите данни, на които се основава цялото изчисление.
