Разбиране на балансирането на място
Определение: Какво е балансиране на място?
Балансиране на място (от латински “in situ”, което означава “на място”) е практиката на балансиране ротор, докато той остава инсталиран в машината си, на нормалното си работно място и при реални работни условия. Това също е често наричано балансиране на полето, балансиране на място или балансиране на място.
Вместо да се сваля роторът и да се транспортира до специализиран балансираща машина В цех техници носят преносимо оборудване за измерване и анализ на вибрации до мястото на машината и извършват процедурата по балансиране без разглобяване.
Предимства на балансирането на място
Балансирането на място се е превърнало в предпочитан метод за балансиране на по-голямата част от промишлените машини поради многобройните си практически и технически предимства:
1. Не се изисква разглобяване
Най-очевидното предимство е, че роторът не е необходимо да се сваля от машината. Това елиминира:
- Цената на труда за демонтиране и повторно сглобяване на оборудването
- Рискът от повреда по време на демонтиране, транспортиране и повторно инсталиране
- Временното забавяне, свързано с транспортирането на ротора до балансиращ цех
- Потенциалът за появата на нови проблеми по време на повторното сглобяване (неправилно подравняване, неправилен въртящ момент и др.)
2. Балансиране при реални експлоатационни условия
Това е може би най-значимото техническо предимство. Балансирането на място отчита:
- Действителна твърдост на лагера: Реалните лагери и техните инсталирани характеристики на твърдост влияят на начина, по който роторът реагира на дисбаланс, който може да се различава значително от идеализираните условия в цеха.
- Влияние на основите и носещите конструкции: Гъвкавостта на основата, рамката и монтажната конструкция на машината влияе върху вибрациите. Тези ефекти се включват автоматично при балансирането на място.
- Работна температура: Термичното разширение и влиянието на температурата върху хлабините на лагерите са налице по време на балансиране на място, но отсъстват в среда на хладилен цех.
- Процесни натоварвания: За оборудване като помпи и вентилатори, аеродинамичните или хидравличните сили, присъстващи по време на действителната работа, влияят на балансираното състояние на ротора.
- Сглобено прилягане и хлабини: Точният начин, по който компонентите се сглобяват в крайния им монтаж, влияе върху баланса и това се улавя чрез in-situ методи.
3. Намалено време на престой
Балансирането на място често може да се извърши за няколко часа, докато премахването на ротор, балансирането му в цех и повторното му монтиране може да отнеме дни или седмици. За критично производствено оборудване това намаляване на времето на престой води директно до повишена производителност и намаляване на загубените приходи.
4. По-ниска цена
Елиминирането на разходите за транспорт, труд в цеха и демонтаж прави балансирането на място значително по-икономично за повечето приложения.
5. Незабавна проверка
След инсталиране корекционни тежести, машината може да бъде пусната веднага и резултатите да бъдат проверени при реални работни условия. Ако е необходима допълнителна настройка, тя може да бъде извършена веднага, без пореден кръг на разглобяване.
Кога балансирането на място е най-подходящо
Въпреки че балансирането на място е широко приложимо, то е особено предимство в следните ситуации:
- Големи машини: Оборудване, което е трудно или скъпо за демонтиране и транспортиране, като например големи вентилатори, вентилатори и трошачки.
- Постоянно монтирани ротори: Ротори, които са сглобени на място и не са проектирани за лесно отстраняване.
- Полева техника: Машини на отдалечени места, където транспортирането до цех би било непрактично.
- Аварийни ремонти: Ситуации, при които бързото възстановяване на производството е от решаващо значение.
- Рутинна поддръжка: Периодично ребалансиране за коригиране на дисбаланс, причинен от износване, натрупване или ерозия.
- Специално или нестандартно оборудване: Машини, които не биха паснали на стандартното оборудване за балансиране.
Процесът на балансиране на място
Процедурата следва стандарта метод на коефициента на влияние, адаптирани към полевата среда:
Стъпка 1: Първоначална оценка
Преди да започнете, проверете дали дисбаланс всъщност е проблемът. Проверете за други механични проблеми, като например несъответствие, разхлабеностили дефекти на лагерите което може да бъде погрешно диагностицирано като дисбаланс.
Стъпка 2: Инсталиране на сензори
Прикрепете сензори за вибрации (обикновено акселерометри) към корпусите на лагерите на машината с помощта на магнити, шпилки или лепило. Инсталирайте тахометър или ключов фазор за да се осигури еднократен на оборот фазов референтен сигнал.
Стъпка 3: Първоначално измерване
Пуснете машината с нормалната ѝ работна скорост и запишете началните вектори на вибрациите.
Стъпка 4: Пробни упражнения с тежести
Изпълнете едно или повече пробно тегло работи според изискванията на метода на балансиране (едноплоскостно, двуплоскостно и др.).
Стъпка 5: Изчисляване и инсталиране на корекции
Преносимият балансиращ инструмент изчислява необходимите корекционни тежести. След това те се монтират трайно чрез добавяне на тежести (като например заваръчни лепенки, тежести за болтове или тежести за винтове) или чрез отстраняване на материал (пробиване или шлайфане).
Стъпка 6: Проверка
Изпълнете финала проверка за да се потвърди, че вибрациите са намалени до приемливи нива.
Оборудване за балансиране на място
Съвременните преносими инструменти направиха балансирането на място практично и достъпно:
- Преносими балансиращи инструменти: Леки, захранвани с батерии устройства, които комбинират измерване на вибрации, фазово откриване и балансиращи изчисления в ръчен или лаптоп корпус.
- Акселерометри: Пиезоелектрични или MEMS акселерометри с магнитни основи за лесно закрепване и отстраняване.
- Тахометри: Оптични или магнитни сензори, които осигуряват фазовия референтен сигнал.
- Комплекти с тежести: Асортимент от тежести със скоби, болтове или самозалепващи се тежести за временни пробни тежести и постоянни корекционни инсталации.
Предизвикателства и съображения
Въпреки че балансирането на място е много предимство, то представлява и някои предизвикателства:
1. Достъп до корекционни равнини
Коригиращите равнини на ротора трябва да са достъпни, докато машината е сглобена. При някои видове оборудване предпазителите или капаците трябва да бъдат свалени, за да се достигне до балансиращите повърхности.
2. Фактори на околната среда
Полевите условия (температурни екстремуми, замърсяване, шум, вибрации от близкото оборудване) могат да усложнят измерванията в сравнение с контролирана работна среда.
3. Съображения за безопасност
Работата по работещи машини изисква строги протоколи за безопасност. Техниците трябва да гарантират, че пробните тежести са здраво закрепени и че целият персонал спазва безопасно разстояние от въртящите се компоненти.
4. Механични проблеми
Ако машината има основни механични проблеми (мека основа, несъосност, хлабави опори), те трябва да бъдат коригирани преди балансиране. Условията на място правят някои от тези проблеми по-трудни за откриване и отстраняване.
5. Ограничения за изключителна прецизност
За приложения, изискващи изключително строги допуски за баланс (като например прецизни шлифовъчни машини или високоскоростни шпиндели), балансирането в цеха на специализирани машини може да е за предпочитане или да се използва в комбинация с балансиране на място.
Сравнение: Балансиране на място спрямо балансиране в цеха
| Аспект | Балансиране на място | Балансиране на магазина |
|---|---|---|
| Необходимо е разглобяване | Не | Да |
| Условия на работа | Действителни условия | Идеализирани условия |
| Време за изпълнение | Часове | Дни до седмици |
| Цена | Долна | По-високо |
| Прецизност | Добър | Отлично |
| Приложимост | Повечето машини | Ротори с малък до среден размер |
Индустриални стандарти и най-добри практики
Балансирането на място е признато и обхванато от международни стандарти като ISO 21940-13, който предоставя критерии и предпазни мерки за балансиране на място на средни и големи ротори. Спазването на тези стандарти гарантира безопасност, ефективност и постоянни резултати.