Разбиране на първоначалния дисбаланс
Определение: Какво е начален дисбаланс?
Първоначален дисбаланс (наричан още първоначален дисбаланс или открит дисбаланс) е дисбаланс условие, което съществува в ротора преди каквото и да е балансиране приложени са корекции. То представлява базовото състояние на ротора и се измерва по време на първото изпълнение на процедурата по балансиране. Големината и ъгловото местоположение на началния дисбаланс се определят чрез измерване вибрация амплитуда и фаза докато роторът работи с балансираната си скорост.
Първоначалният дисбаланс е отправната точка за всички изчисления на балансиране и осигурява референтната стойност, спрямо която се измерва ефективността на процедурата по балансиране. След завършване на балансирането, всеки оставащ дисбаланс се нарича остатъчен дисбаланс.
Източници на първоначален дисбаланс
Първоначалният дисбаланс може да възникне от множество източници по време на производството, монтажа и експлоатацията:
1. Производствени толеранси
Дори при прецизно производство, перфектната симетрия е невъзможна. Източници включват:
- Вариации в плътността на материала: Нехомогенният материал или вътрешните кухини и включвания създават масови асиметрии.
- Толеранси на обработка: Малки отклонения от перфектната концентричност, като например биене или ексцентричност, водят до дисбаланс.
- Вариации в дебелината на стената: При отливаните или изработените ротори, вариациите в дебелината на стените създават неравномерно разпределение на масата.
- Порьозност и дефекти при отливане: Въздушните джобове, свиването или шлаковите включвания в отливките влияят върху разпределението на масата.
2. Грешки и вариации при сглобяване
Когато роторите са сглобени от множество компоненти, може да се появи дисбаланс:
- Натрупване на толеранси: Отделните компоненти може да са добре балансирани, но когато се сглобят, малките им дисбаланси могат да се сумират векторно, за да създадат значителен общ дисбаланс.
- Ключови връзки: Ключовете, шпонковите канали и шлиците по своята същност създават асиметрия.
- Отвори за болтове и крепежни елементи: Неравномерно разпределените отвори за болтове или липсващите/различни крепежни елементи създават дисбаланс.
- Термо- и пресови прилягания: Компонентите, сглобени чрез свиване или пресоване, може да не са идеално концентрични.
3. Оперативни причини
Дисбаланс може да се развие по време на експлоатация, увеличавайки се спрямо първоначалното балансирано състояние на ротора:
- Натрупване на материал: Натрупване на мръсотия, прах, котлен камък или технологичен материал върху лопатките на вентилатора, работното колело или повърхностите на ротора.
- Ерозия и износване: Неравномерна загуба на материал поради абразия, корозия или кавитация.
- Счупени или липсващи части: Загубени лопатки на вентилатора, счупени лопатки на работното колело или разместени компоненти.
- Деформация: Огъване, изкривяване или пластична деформация от удари, прегряване или претоварване.
- Разхлабени компоненти: Части, които са се разхлабили и са изместили позицията си.
4. Дейности по поддръжка и ремонт
По ирония на съдбата, понякога поддръжката може да доведе до дисбаланс:
- Подмяна на компоненти с части, които имат различна маса или разпределение на масата
- Заваръчни ремонти, които добавят маса асиметрично
- Преработка или машинна обработка, която премахва материала неравномерно
- Боядисване или покритие, нанесено неравномерно
Как се измерва началният дисбаланс
Първоначалният дисбаланс се определя количествено по време на първото измерване на процедурата за балансиране:
Параметри на измерване
- Амплитуда на вибрациите: Големината на вибрационния компонент 1X (веднъж на оборот), обикновено измервана в mm/s, in/s или mils. Това е пряко свързано със степента на дисбаланс.
- Фазов ъгъл: Ъгловото местоположение на тежкото петно, измерено в градуси спрямо референтна маркировка (обикновено открита от ключов фазор или тахометър). Фазовият ъгъл показва къде се намира дисбалансираната маса.
- Скорост: Скоростта на въртене, при която се правят измерванията, тъй като силата на дисбаланса, зависи от скоростта.
Векторно представяне
Първоначалният дисбаланс се представя като вектор “O” (за “Original”) с величина и посока. Този вектор обикновено се показва на полярна диаграма, където:
- Дължината на вектора представлява амплитудата на вибрациите
- Ъгълът на вектора представлява фазата (местоположението на тежкото петно)
Значение в процеса на балансиране
Първоначалното измерване на дисбаланса изпълнява няколко важни функции:
1. Базова линия за корекции
Всички изчисления за балансиране се отнасят до първоначалния дисбаланс. Целта на балансирането е да се добави корекционни тежести които създават вектор на вибрации, равен и противоположен на началния вектор на дисбаланса, като по този начин го неутрализират.
2. Оценка на тежестта
Мащабът на първоначалния дисбаланс показва колко сериозен е проблемът и помага да се определи:
- Дали е необходимо балансиране или първо трябва да се решат други механични проблеми
- Подходящият размер на пробни тежести да използвам
- Дали дисбалансът може да бъде коригиран с един опит за балансиране или изисква множество итерации
3. Проследяване на напредъка
Чрез сравняване на началния дисбаланс с остатъчен дисбаланс След прилагане на корекции, ефективността на процедурата по балансиране може да се определи количествено. Доброто балансиране обикновено намалява вибрациите със 70-90% или повече от първоначалното ниво.
4. Изчисляване на коефициента на влияние
В метод на коефициента на влияние, векторът на началния дисбаланс се изважда от вектора на вибрациите, измерен по време на пробното натоварване, за да се изолира ефектът на пробното натоварване: T = (O+T) – O, където O е началният дисбаланс, а T е ефектът на пробното натоварване.
Връзка с остатъчния дисбаланс
Крайната цел на балансирането е да се намали първоначалният дисбаланс до приемливо ниско ниво остатъчен дисбаланс. Връзката е:
- Първоначален дисбаланс: Условието “преди”
- Корекция: Процедура за балансиране и монтаж на тежести
- Остатъчен дисбаланс: Състоянието “след”
В идеалния случай остатъчният дисбаланс трябва да бъде по-малък от 10-30% от първоначалния дисбаланс, като специфичната цел зависи от изискванията за качество на балансиране на ротора съгласно стандартите, като например ISO 21940-11.
Типични начални нива на дисбаланс
Мащабът на първоначалния дисбаланс варира значително в зависимост от вида на оборудването и историята на обслужване:
Нови или наскоро балансирани ротори
Вибрацията обикновено варира от 0,5 до 2,0 mm/s (0,02 до 0,08 in/s) за промишлените машини. Това представлява добри до приемливи условия на баланс.
Умерено небалансирани ротори
Вибрации в диапазона от 2,0 до 7,0 мм/с (0,08 до 0,28 инча/с) показват, че роторът трябва скоро да бъде балансиран. Това е често срещано състояние за оборудване, което се нуждае от рутинна поддръжка.
Силно небалансирани ротори
Вибрации над 7,0 мм/с (0,28 инча/с) показват сериозен дисбаланс, изискващ незабавно внимание. Това може да е резултат от липсващо острие, силно натрупване или повреда на основни компоненти.
Забележка: Тези стойности са общи насоки за типични промишлени машини. Конкретните приемливи нива зависят от типа на машината, размера, скоростта и монтажа, както е определено от стандарти като ISO 20816.
Документация и отчетност
Първоначалните измервания на дисбаланса винаги трябва да бъдат документирани като част от протокола за балансиране:
- Амплитуда и фаза на вибрациите във всяка точка на измерване
- Работна скорост по време на измерване
- Дата и идентификация на оборудването
- Всякакви видими причини за дисбаланс, отбелязани по време на проверката
Тази документация предоставя исторически запис на състоянието на ротора и помага за идентифициране на тенденции във времето, като например дали дисбалансът бавно се увеличава поради оперативни причини.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 