Разбиране на дисбаланса в двойката
Дисбаланс в двойката е специфична форма на динамичен дисбаланс in which a ротор има две еднакви дисбаланс маси, разположени на 180° една от друга, в две отделни корекционни равнини. Когато роторът се върти, тези две противоположни центробежни сили образуват въртящ момент — „момент на въртене“ — който се опитва да изкриви ротора, като го кара да се люлее или да се клати от единия до другия край около центъра си на тежестта. Характерна особеност на неравновесието, дължащо се изцяло на въртящ момент, е, че центърът на тежестта все още се намира на оста на въртене, така че роторът е статично балансиран: ако бъде поставен върху остриета, той няма да се преобърне към по-тежката си страна. Това състояние може да бъде установено само когато роторът се върти и може да бъде коригирано единствено с тежести, разположени в две различни равнини.
1. Определение: Какво е двойствен дисбаланс?
Думата „двойка“ е заимствана от механиката, където означава двойка равни, противоположни и успоредни сили, разделени от разстояние — система, която създава чисто въртене, без нетна транслация. Точно това се случва и тук. Всяка изместена от центъра маса генерира центробежна сила докато роторът се върти; тъй като двете сили са равни и противоположни, но разположени в различни посоки по оста, те се неутрализират като съвкупна сила, но се сумират като въртящ момент. В центъра си роторът не изпитва странично налягане, но е подложен на непрекъснат въртящ момент, който сменя посоката си два пъти на всеки оборот.
2. Визуализиране на дисбаланса в двойката
Представете си дълъг и тънък ротор. Поставете тежест от 10 г в горната част (0°) на левия край, а след това поставете втора тежест от 10 г в долната част (180°) на десния край:
- Check it for статичен баланс и изглежда напълно балансирано — двете тежести се неутрализират, а центърът на тежестта се намира върху оста.
- Когато го завъртите, лявото тежестче издърпва левия край нагоре, а дясното тежестче – десния край надолу. Резултатът е силно люлеещо движение, или движение на люлееща се двойка.
Това състояние води до високо вибрация at 1× the работна скорост, както и — което е от решаващо значение за диагнозата — фаза показанията на двата лагера са фазово разминати с около 180°, тъй като двата края се движат в противоположни посоки във всеки един момент.
3. Двоен срещу статичен срещу динамичен дисбаланс
Разбирането на взаимовръзката между трите категории е ключът към избора на подходящата корекция:
| Тип | Описание на масата | Център на тежестта | Фазова връзка между лагерите | Корекция |
|---|---|---|---|---|
| Статичен дисбаланс | Единично силно осветено място | Отклонение от оста | In-phase | Едно тегло, една равнина |
| Дисбаланс в двойката | Две еднакви, противоположни тежки точки в две равнини | On the axis | с 180° разлика във фазата | Две тежести, две равнини |
| Динамичен дисбаланс | Комбинация от статично усилие и въртящ момент | Сместени и наклонени | Някакъв ъгъл | Две тежести, две равнини |
Динамичният дисбаланс е най-често срещаното състояние при реалните ротори и представлява просто едновременното наличие на статичен и въртящ дисбаланс; затова неговото коригиране изисква измерване и поставяне на тежести в поне две различни равнини. Полезен ориентир при работа на място е сравнението на фазите: лагери, които са почти в синфаза, сочат към преобладаваща статична съставна част, докато разминаване от близо 180° сочи към преобладаващ въртящ дисбаланс.
4. Коригиране на дисбаланса в двойката
За да премахнете двойка, балансираща машина или анализаторът изчислява размера и ъгловото положение на двете коригиращи тежести:
- One корекционно тегло се качва на първия самолет, за да се изправи срещу силите там.
- Втора сила действа във втората равнина, за да противодейства на равната и противоположната сила в другия край.
След като и двете сили бъдат неутрализирани, въртящият момент изчезва и роторът започва да работи безпроблемно. Имайте предвид, че колкото по-далеч една от друга са разположени двете равнини, толкова по-малко може да бъде теглото на всяка от тях при същия коригиращ момент — дълъг лост, по-малка маса — поради което увеличаването на разстоянието между равнините е добра практика. При сглобена машина тази двуравнинна корекция се извършва без разглобяване с помощта на преносим двуканален уред, като например Балансет-1а, който измерва амплитудата и фазата на 1× при всеки лагер, изчислява коефициенти на влияние from a trial-weight се изпълнява и изчислява и двете тегла едновременно. Задачата приключва с проверка на остатъчен дисбаланс against an ISO 21940-11 balance grade.
5. Защо дисбалансът в двойката лесно остава незабелязан
Тъй като ротор с небалансиран въртящ момент може да премине статична (едноравнинна) проверка, разчитането само на статично изпитване може да доведе до неоткриване на дефект, който да причини повреди. Единствено измерване при въртене, което отчита и двата лагера — и сравнява тяхната фаза — разкрива небалансирания въртящ момент. Това е основната причина, поради която балансиране в две равнини съществува и защо повечето ротори за общопромишлено приложение – от арматури на електродвигатели до задвижващи валове – се балансират динамично, а не статично.
