What is Rotor Balancing?

Quick Answer

রটার ব্যালেন্সিং একটি ঘূর্ণনশীল বস্তুর ভর বিতরণ উন্নত করার প্রক্রিয়া যাতে এর ভর কেন্দ্র ঘূর্ণন অক্ষের জ্যামিতিক কেন্দ্রের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ হয়। এটি কেন্দ্রীয় বল কমায়, কম্পন হ্রাস করে, bearing লোড, শব্দ এবং শক্তি খরচ। সংশোধন নির্দিষ্ট অবস্থান এবং কোণে ওজন যোগ বা অপসারণ করে করা হয়, কম্পন পরিমাপ এবং পর্যায় বিশ্লেষণ দ্বারা পরিচালিত। গ্রহণযোগ্যতা মানদণ্ড দ্বারা সংজ্ঞায়িত হয় ISO 1940-1 (ISO 21940-11) G-grades। দুটি প্রকার হল static (single-plane) চাকতি-সদৃশ রোটরের জন্য এবং গতিশীল (দ্বি-সমতল) for elongated rotors.

Unbalance ঘূর্ণনশীল যন্ত্রপাতিতে কম্পনের সবচেয়ে সাধারণ উৎস। যখন ভর বিতরণ অনিখুঁত হয় — উৎপাদন সহনশীলতা, উপকরণ অ-সমজাতীয়তা, জারণ, আমানত সংগ্রহ বা ক্ষতির কারণে — কেন্দ্রীয় বল উৎপাদিত হয় যা গতির বর্গের সাথে বৃদ্ধি পায়। কম গতিতে একটি ছোট ভারসাম্যহীনতা উচ্চ গতিতে ধ্বংসাত্মক হতে পারে।

ভারসাম্য এটি সমাধান করে কম্পন প্রতিক্রিয়া পুনরাবৃত্তিমূলকভাবে পরিমাপ করে এবং ভর বিতরণ সমন্বয় করে যতক্ষণ অবশিষ্ট unbalance সহনশীলতার মধ্যে থাকে। এটি একটি উৎপাদন প্রক্রিয়া (দোকান ভারসাম্য যন্ত্রে) এবং একটি রক্ষণাবেক্ষণ প্রক্রিয়া (স্থাপিত সরঞ্জামে ক্ষেত্র ভারসাম্য) উভয়ই।

The Influence Coefficient Method

আধুনিক ভারসাম্য — নিবেদিত যন্ত্র এবং ক্ষেত্রে উভয়ই — ব্যবহার করে প্রভাব গুণাঙ্ক (পরীক্ষা ওজন) পদ্ধতি। শারীরিক নীতি: যদি আমরা জানি যে একটি জ্ঞাত ভর একটি জ্ঞাত অবস্থানে কম্পন কীভাবে পরিবর্তন করে, আমরা মূল ভারসাম্যহীনতা বাতিল করার জন্য প্রয়োজনীয় ভর এবং অবস্থান গণনা করতে পারি।

Influence Coefficient
α = (Vtrial − Vinitial) / T
α = influence coefficient (vibration per unit unbalance) | V = vibration vector (amplitude∠phase) | T = trial weight vector (mass∠angle)
Correction Calculation
C = −Vinitial / α
C = সংশোধন ওজন ভেক্টর (ভর∠কোণ) — সেই ওজন যা V এর সমান এবং বিপরীত কম্পন উৎপাদন করেinitial

দ্বি-সমতল ভারসাম্যের জন্য, সিস্টেম একটি 2×2 ম্যাট্রিক্সে পরিণত হয় (চারটি প্রভাব গুণাঙ্ক যা সমতলগুলির মধ্যে ক্রস-কাপলিং বিবেচনা করে), কিন্তু নীতি একই। দ্য ব্যালানসেট-১এ এটি স্বয়ংক্রিয়ভাবে সমাধান করে — অপারেটর শুধুমাত্র যন্ত্র চালায় এবং পরীক্ষা ওজন সংযুক্ত করে।

Trial Weight Selection

পরীক্ষা ওজন কম্পনে একটি উল্লেখযোগ্য পরিবর্তন উৎপাদন করা উচিত (আদর্শভাবে প্রাথমিক স্তরের 10–30%) বিনা ক্ষতিকর লোড তৈরি না করে। একটি দরকারী স্টার্টিং অনুমান:

Trial Weight Estimate
mtrial ≈ (10 × M) / (R × (n/1000)²)
m গ্রামে | M = রোটর ভর (kg) | R = পরীক্ষা ব্যাসার্ধ (mm) | n = RPM — প্রায় 10% G 6.3 ভারসাম্যহীনতার জন্য নিয়মের থাম্ব

কখন ভারসাম্য করতে হবে — কম্পন স্বাক্ষর

আপনি কীভাবে জানেন যে কম্পন ভারসাম্যহীনতার কারণে হয়েছে এবং নয় misalignment, looseness, or bearing defects?

Unbalance Vibration Signature

Frequency: ঠিক 1× RPM (চলমান গতি) এ প্রভাবশালী শিখর FFT spectrum.

Direction: প্রাথমিকভাবে রেডিয়াল (অনুভূমিক এবং উল্লম্ব)। অক্ষীয় উপাদান ছোট।

Phase: Stable, repeatable phase angle at 1×. Phase does not drift over time.

Speed dependence: প্রশস্ততা গতির বর্গের সাথে বৃদ্ধি পায় (ω² এর সমানুপাতী)।

অপ্টিকাল সাথে বৈসাদৃশ্য: অপ্টিকাল উল্লেখযোগ্য 2× এবং/অথবা অক্ষীয় 1× উপাদান উৎপাদন করে। বেয়ারিং ত্রুটি অ-সিঙ্ক্রোনাস ফ্রিকোয়েন্সি উৎপাদন করে।

ভারসাম্যের আগে, সর্বদা নির্ণয় যাচাই করুন। দ্য ব্যালানসেট-১এ স্পেকট্রাম বিশ্লেষক (F1 মোড) সম্পূর্ণ দেখায় FFT স্পেকট্রাম, 1× আধিপত্য নিশ্চিত করে অনুমতি দেয় ভারসাম্যের আগে এগিয়ে যাওয়ার।

Correction Methods

Adding Mass

  • ক্লিপ-অন ওজন: স্প্রিং-ক্লিপ দস্তা বা ইস্পাত ওজন। ফ্যান, চাকার জন্য সাধারণ। দ্রুত, অ-স্থায়ী।
  • বোল্ট-অন ওজন: স্ক্রু করা ছিদ্র বা টি-স্লটে বোল্ট দিয়ে সংরক্ষিত নির্ভুলতা ওজন। বড় রোটর, টারবাইনের জন্য মান।
  • ঝালাই-এ ওজন: ইস্পাত প্লেট বা রড রোটরের সাথে স্পট-ঝালাই করা। স্থায়ী। ভারী শিল্প ফ্যান এবং ক্রাশার রোটরের জন্য সাধারণ।
  • Epoxy/putty: ধাতু ভরকারী সহ দ্বি-অংশ আঠালো। অনিয়মিত পৃষ্ঠের জন্য ভাল। মধ্যম তাপমাত্রায় সীমাবদ্ধ।
  • Set screws: রেডিয়াল ছিদ্রে থ্রেড করা। কাপলিং হাব এবং স্পিন্ডেলে সাধারণ। সামঞ্জস্যযোগ্য।

Removing Mass

  • Drilling: ভারী স্থান থেকে উপাদান সরান। সরানো ভর নিয়ন্ত্রণের যথার্থতা (ভর = ঘনত্ব × আয়তন)। অপরিবর্তনীয়।
  • Milling/grinding: রিম বা মুখ থেকে উপাদান সরান। টারবাইন চাকা, ব্রেক রোটরে সাধারণ।

Weight Splitting

যখন সঠিক গণনাকৃত কোণ অ্যাক্সেসযোগ্য অবস্থানের মধ্যে পড়ে (যেমন, একটি কাপলিং-এর বোল্ট হোলের মধ্যে), সংশোধনটি ভেক্টর বিয়োগ ব্যবহার করে দুটি সন্নিহিত অবস্থানের মধ্যে বিভক্ত করা হয়। দ্য ব্যালানসেট-১এ includes an automatic weight-splitting calculator.

ক্ষেত্র ভারসাম্যকরণ (ইন-সিটু)

Field balancing means balancing a rotor মেশিন থেকে এটি সরিয়ে না দিয়ে। এটি বিচ্ছিন্নতা ডাউনটাইম দূর করে এবং প্রকৃত অপারেটিং অবস্থার জন্য অ্যাকাউন্ট করে (সারিবদ্ধতা, বেয়ারিং প্রি-লোড, ভিত্তি প্রভাব) যা দোকান ভারসাম্যকরণ পুনরুত্পাদন করতে পারে না।

Balanset-1A Field Balancing Kit

দ্য ব্যালানসেট-১এ একটি সম্পূর্ণ পোর্টেবল ক্ষেত্র ভারসাম্যকরণ সিস্টেম: ২-চ্যানেল কম্পন বিশ্লেষক, লেজার ট্যাকোমিটার, অন্তর্নির্মিত ISO 1940 সহনশীলতা ক্যালকুলেটর, একক-সমতল (F2) এবং দ্বি-সমতল (F3) ভারসাম্যকরণ মোড, স্বয়ংক্রিয় ওজন বিভাজন এবং আনুষ্ঠানিক ভারসাম্য প্রতিবেদন প্রজন্ম (F6)। পরিমাপ যথার্থতা: ±5% বেগ, ±1° পর্যায়। G 16 থেকে G 2.5 পর্যন্ত উপযুক্ত।

দ্য ব্যালানসেট-4 জটিল মাল্টি-বেয়ারিং রোটর বা একাধিক মেশিনের সমসাময়িক পর্যবেক্ষণের জন্য 4 চ্যানেলে প্রসারিত করে।

Advantages of Field Balancing

  • No disassembly: বড় মেশিনের জন্য ঘন্টা বা দিনের ডাউনটাইম সঞ্চয় করে।
  • Real operating conditions: Includes alignment, bearing preload, thermal state, foundation effects.
  • ট্রিম ভারসাম্যকরণ: সমাবেশ-প্রবর্তিত ভারসাম্যহীনতা সংশোধন করে যা দোকান ভারসাম্যকরণ সমাধান করতে পারে না।
  • Post-maintenance verification: ইম্পেলার প্রতিস্থাপন, কাপলিং পরিবর্তন বা বেয়ারিং ওভারহল করার পরে দ্রুত পরীক্ষা।

Standards and Tolerances

ভারসাম্যকরণ "যতটা সম্ভব ভাল" নয় — এটি "সহনশীলতার মধ্যে"। সহনশীলতা আন্তর্জাতিক মান দ্বারা সংজ্ঞায়িত:

📏 Key Balancing Standards
StandardSubjectKey Content
ISO 1940-1 / ISO 21940-11Balance quality grades (G-grades)G 0.4–G 4000 scale. Formula: Uper = (9 549×G×M)/n। G 6.3 = ফ্যান, পাম্প, মোটর জন্য মান।
ISO 1940-2 / ISO 21940-2VocabularyDefinitions: unbalance types, rotor classifications, machine types, quality terms.
ISO 14694শিল্প ভক্তBV বিভাগ (ভারসাম্য) এবং FV বিভাগ (কম্পন) ফ্যান ইম্পেলারের জন্য নির্দিষ্ট।
ISO 10816 / ISO 20816Machine vibration evaluationMeasures the operational result ভারসাম্য গুণমান। জোন A/B/C/D শ্রেণীবিভাগ।
ISO 21940-12Flexible rotorsপ্রথম বেঁধে সমালোচনামূলক গতির উপরে রোটরের জন্য মাল্টি-গতি, মাল্টি-সমতল পদ্ধতি।
ISO 21940-14Balancing proceduresবেশ কয়েকটি সমতলে ভারসাম্যকরণের জন্য সাধারণ পদ্ধতি।
API 610 / API 617Petroleum pumps / compressorsরোটর ভারসাম্য প্রয়োজনের জন্য রেফারেন্স ISO 1940 G-গ্রেড।
ISO 1940-1 Tolerance Formula
Uper = (9 549 × G × M) / n
Uper = permissible residual unbalance (g·mm) | G = grade (mm/s) | M = mass (kg) | n = max RPM

Worked Examples

Case 1: Centrifugal Fan — Single-Plane Field Balancing

Machine: 22 kW অপকেন্দ্রীয় সরবরাহ ফ্যান, 1 460 RPM, ইম্পেলার ভর 38 kg। অতিরিক্ত কম্পন: ড্রাইভ-শেষ বেয়ারিংয়ে 8.2 mm/s RMS। FFT প্রভাবশালী 1× শিখর স্থিতিশীল পর্যায় নিশ্চিত করে।

Setup: ব্যালানসেট-১এ DE বেয়ারিংয়ে সেন্সর, শাফটে লেজার ট্যাকোমিটার। মোড F2 (একক-সমতল — L/D < 0.4)।

Step 1: Initial run: 8.2 mm/s at 47°.

Step 2: ট্রায়াল ওজন: ফ্যান হাব-এ 0° এ 15 g, R = 200 mm।

Step 3: Trial run: 5.9 mm/s at 112°.

Step 4: Software calculates: correction = 198° এ 22 g, R = 200 mm।

Step 5: 198° এ ঝালাই-ওজন 22 g ইনস্টল করুন। ট্রায়াল ওজন সরান।

Step 6: Verification: 0.9 mm/s. ISO tolerance G 6.3 → Uper = 1 570 g·mm. Achieved: ~180 g·mm. ✅ Pass.

Case 2: Motor-Pump Assembly — Two-Plane

Machine: 45 kW motor + centrifugal pump, 2 950 RPM, rotor mass 55 kg. Vibration: DE bearing 6.1 mm/s, NDE bearing 4.8 mm/s. Phase difference ~140° → dynamic unbalance.

Setup: Balanset-1A দুটি সেন্সর (DE + NDE), মোড F3। সংশোধন সমতল: কাপলিং হাব (সমতল 1) এবং মোটর ফ্যান শেষ (সমতল 2)।

Runs: প্রাথমিক → ট্রায়াল সমতল 1 (0° এ 10 g) → ট্রায়াল সমতল 2 (0° এ 8 g)।

Result: Software solves 2×2 matrix. Correction: plane 1 = 245° এ 18 g, plane 2 = 12 g at 68°.

Verification: DE: 0.7 mm/s, NDE: 0.5 mm/s. G 6.3 limit: 1 122 g·mm. ✅ Both planes well within tolerance.

Case 3: Crusher Rotor — Coarse G 16

Machine: হ্যামার মিল ক্রাশার, 980 RPM, রোটর ভর 420 kg। হ্যামার প্রতিস্থাপনের পরে, কম্পন 14.5 mm/s বৃদ্ধি পেয়েছে।

Specification: G 16 (heavy-duty, severe conditions). Uper = 9 549 × 16 × 420 / 980 = 65 500 g·mm.

Procedure: একক-সমতল (ডিস্ক-সদৃশ রোটর)। ট্রায়াল 0° এ রিমে 150 g। সংশোধন: 315° এ 280 g। ঝালাই-ইস্পাত প্লেট।

Result: 2.8 mm/s. Residual ~5 600 g·mm. ✅ Well within G 16 limit.

  • ISO 1940-1: জি-গ্রেড সহনশীলতা ব্যবস্থা — ভারসাম্য ফলাফলের জন্য গ্রহণযোগ্যতার মানদণ্ড।
  • ISO 1940-2: পরিভাষা — সমস্ত ভারসাম্য শর্তাবলীর সংজ্ঞা।
  • Balance Quality Grade: ইন্টারেক্টিভ জি-গ্রেড ক্যালকুলেটর।
  • Unbalance: ভারসাম্য যে শারীরিক অবস্থা সংশোধন করে।
  • ISO 14694: Fan-specific BV/FV categories.
  • Harmonics: ১× (অসামঞ্জস্য) কে ২× (অপ্সংযোগ) এবং অন্যান্য আদেশ থেকে আলাদা করা।
  • Natural Frequency: দৃঢ়/নমনীয় রোটর সীমানা — ভারসাম্য পদ্ধতির জন্য গুরুত্বপূর্ণ।

← শব্দকোষ সূচকে ফিরুন