Разбиране на остатъчния дисбаланс
Остатъчен дисбаланс е количеството на дисбаланс което остава в ротор след балансиране процесът е завършен. Това е малкото, съзнателно допустимо количество дисбаланс, което се разрешава да остане в ротора, тъй като по-нататъшното му намаляване не би донесло практическа полза. С други думи, остатъчният дисбаланс не е провал на балансирането — той е цел of balancing.
1. Определение: Какво е остатъчен дисбаланс?
Всеки реален ротор носи определен дисбаланс. Идеалният баланс — масова ос, която съвпада точно с оста на вала — не може да бъде постигнат, а преследването му е икономически безсмислено. Задачата на балансирането следователно не е да елиминира дисбаланса, а да го намали под нивото, при което вибрация ефектът, който произвежда, е безвреден за машината. Дисбалансът, който остава след достигането на това ниво, е остатъчният дисбаланс.
Остатъчният дисбаланс се изразява като маса, умножена по радиус — обикновено в грам-милиметри (г·мм) или грам-инча — тъй като центробежната сила, която изпитва роторът, зависи едновременно от количеството на изместената маса и от разстоянието й от оста. Тежък участък от 1 g на радиус 100 mm (100 g·mm) е еквивалентен по въздействие на тежък участък от 2 g на радиус 50 mm.
2. Допуск за балансиране — колко е допустимо?
Максимално допустимият остатъчен дисбаланс се задава от балансиране на толеранс. Международно приетият метод произхожда от ISO 1940-1, впоследствие включен в съвременния ISO 21940-11 серия. Той определя Степени на качество на балансиране (G-степени) — G6.3, G2.5, G1.0 и т.н. — където числото представлява допустимата орбитална скорост на центъра на масата на ротора в mm/s.
- A по-ниският G номер означава по-стегната толеранция и по-малък допустим остатъчен дисбаланс. Роторите на помпи и вентилатори обикновено са G6.3; прецизните шпинделни машини изискват G1.0 или по-добро.
- Допустимият остатъчен дисбаланс нараства с масата на ротора и намалява с увеличаване на работната скорост — бърз ротор трябва да бъде балансиран много по-прецизно от бавен ротор със същата маса.
Аритметиката — преобразуването на клас G и работна скорост в допустима стойност в g·mm, след което разпределянето й между двете корекционни равнини — е лесно да се сгреши при ръчно изчисление. Можете да го изчислите мигновено с нашия безплатен Калкулатор за остатъчен дисбаланс (ISO 21940-11), който преобразува клас G и работна скорост директно в допустимото g·mm за всяка равнина.
3. Защо остатъчният дисбаланс винаги съществува
Няколко практически фактора гарантират, че определен дисбаланс винаги остава:
- Резолюция на инструмента: всяка балансираща машина и полеви анализатор на вибрации има минимален дисбаланс, който може надеждно да открие.
- Грешки при инструментите и монтажа: дорници, оправки и адаптери внасят свои малки ексцентричности.
- Отместване на сборката: шпонки, съединители и крепежни елементи леко изместват масата на ротора при сглобяване на машината след балансиране.
- Промяна при работа: топлинно разширение, износване, ерозия и натрупване на продукти — всичко това изменя балансовото състояние на ротора по време на работа.
- Намаляваща възвръщаемост: намаляването на остатъчния дисбаланс наполовина може да удвои времето за балансиране, затова съществува разумна точка, на която трябва да се спре.
4. Измерване и проверка на остатъчния дисбаланс
Балансирането е итерационен цикъл: измерете текущия дисбаланс, добавете или отстранете корекционно тегло, измерете отново и повтаряйте, докато показанието не падне под допуска. Пълният доклад за балансиране трябва винаги да посочва както начален дисбаланс и окончателния остатъчен дисбаланс за всяка равнина — например “0.5 g·mm лява равнина, 0.8 g·mm дясна равнина, в рамките на G2.5 при 3000 rpm.”
При монтирани машини тази проверка се извършва на място, а не на балансираща машина. Преносим двуканален анализатор като Балансет-1а измерва 1× амплитуда и фаза преди и след корекция, изчислява коефициентите на влияние на ротора и потвърждава, че остатъчната вибрация — и следователно остатъчният дисбаланс — се намира в рамките на избрания клас по ISO 21940-11. Тъй като работи в собствените лагери на машината при работна скорост, той улавя действителното остатъчно състояние, в което роторът ще работи, включително ефектите от монтажа и термичните ефекти, невидими за балансираща машина.
5. Остатъчен дисбаланс спрямо първоначален дисбаланс
Полезно е да се разграничат два термина. Първоначален дисбаланс е това, което роторът има преди всяка корекция — често голямо и причината за забелязаните вибрации. Остатъчен дисбаланс е онова, което умишлено се оставя след корекцията, верифицирано спрямо допуска. Съотношението между тях е полезна мярка за ефективността на балансирането: намаляването на ротор от 250 g·mm до 4 g·mm представлява намаление с повече от 98% и успешно преминаване на повечето промишлени класове.
