Razumijevanje statičkog uravnotežavanja (uravnotežavanje u jednoj ravnini)
Statičko uravnotežavanje je najjednostavniji oblik rotora balansiranje. It corrects statička neuravnoteženost — stanje u kojem je rotor‘središte mase je pomaknut od osi rotacije, stvarajući jedan “teški spot.” Jer se taj teški spot otkriva samo gravitacijom, ispravka se može, u principu, izvršiti sa rotorom u mirovanju: postavite rotor sa čistim statičkim unbalance na površinu bez trenja kao što su nožasta sučelja, i rotiraće se dok se teški spot ne stabilizira na dnu. Ispravka se vrši u single plane — jedna korekcijska težina postavljena pod kutem od 180° nasuprot težem mjestu kako bi se centar mase vratio na centar rotacije. Ta jednostavnost jednoslojnog balansiranja je velika prednost metode i, kao što ćemo vidjeti, ujedno i njezino karakteristično ograničenje.
1. Statička neuravnoteženost naspram dinamičke neuravnoteženosti
Statička neuravnoteženost se naziva i "silna neuravnoteženost" jer proizvodi centrifugalna sila koja djeluje radijalno prema van od centra rotacije. Ključno je što ne stvara "spreg" ili ljuljajuće gibanje. To je razlika od dinamička neuravnoteženost, koja kombinira silu i neuravnoteženost momenta i zahtijeva korekcije u najmanje dvije ravnine da bi se u potpunosti riješila. Rotor može biti savršeno statički uravnotežen i i dalje nositi značajnu sprežnu neuravnoteženost koja ga čini da vibrira izrazito čim se počne okretati — što je razlog što je statička ravnoteža, sama po sebi, odgovarajuća samo za određenu klasu rotora.
2. Kada je statičko balansiranje dovoljno?
Statičko balansiranje je primjenjivo samo na specifičnu klasu rotora. Ono je općenito rezervirano za komponente koje su veoma uske ili diskoidnog oblika, gdje je aksijalna duljina mala u odnosu na promjer. Za takve rotore, značajna sprežna neuravnoteženost je malo vjerojatna od početka, pa jednoravninska korekcija zaista rješava problem.
Česti primjeri gdje je jednoslojno statičko balansiranje često dovoljno su:
- Brusni diskovi
- Automobilski kotači i gume
- Pojedini uski ventilatorski ili puhački kotači
- Flywheels
- Remenske i lanačne pljosnjeve (skojevnice)
Za bilo koji rotor značajne duljine — armaturu motora, višestupanjsku pumpu ili dugačko vratilo — statičko balansiranje samo nije dostatno i dynamic balancing in two planes je potrebno. Sam jednoslojni pristup detaljnije je opisan pod balansiranje u jednoj ravni.
3. Metode statičkog balansiranja
1. Balansiranje na šiljastoj bridi
Ovo je klasična metoda bez rotacije. Rotor je postavljen na par paralelnih, horizontalnih, nizakofrikcijskih šiljastih brdja. On se kotrlja dok mu se najtežja točka ne nalazi na dnu; privremena težina se tada dodaje na vrhu (180° nasuprot) sve dok se rotor ne može mirovati u bilo kojem položaju bez kotrljanja. Ta težina se tada čini trajnom. Ne trebaju joj električna energija niti elektronika — samo strpljenje i ispravna, vodoravna para brdja — i ostaje potpuno valjani nadzor na mjestu za uski disk.
2. Vertikalna mašina za balansiranje
Moderno statičko balansiranje često se vrši na vertikalnoj mašina za balansiranje. Rotor — zamašnjak ili guma, primjerice — sjedi na vodoravnoj ploči poduprtoj senzorima sile. Mašina ga rotira pri nižoj brzini, a senzori mjere veličinu i smjer sile neuravnoteženosti, prikazujući potrebnu korekciju na ekranu. Za kotače i gume posebno, a kalkulator za težine za uravnoteženje kotača pretvara to očitavanje u veličine presovnih ili ljepljivih težina.
3. Uravnoteženje u jednoj ravnini na mjestu rada (Balanset-1A)
Statičko uravnoteženje (jedne ravnine) može se izvršiti i na potpuno sklopljenom stroju pomoću prenosivog sustava za uravnoteženje — bitna karakteristika field balancing. With the Balanset-1A, način "Uravnoteženje u jednoj ravnini ('statičko')" mjeri brzinu rotora (RPM) i vektor 1× vibration — its RMS value and phase. Iz mjerenja "Pokus #0" i "Pokus #1" softver automatski izračunava mass and ugao instalacije korekcijske težine potrebne za smanjenje neuravnoteženosti rotora, koristeći influence-coefficient method.
Rezultati uravnoteženja se čuvaju u arhivi, a nakon završetka izvještaj o uravnoteženju može se generirati, urediti i ispisati u ugrađenom uređivaču izvještaja.
Kako se uravnoteženje u jednoj ravnini izvršava u programu Balanset-1A
- Instalirајte senzore i spojite sustav. Instalirајte vibracijsku sondu na odabrani mjeren punkt i spojite je na uređaj. Instalirајte faznu sondu (tachometer), apply reflektivne trake na rotoru, i spojite uređaj na Windows prijenosno računalo.
- Pokrenite način uravnoteženja u jednoj ravnini. U glavnom prozoru rada odaberite način "Jedne ravnine" i počnite uravnoteženje. Program otvara prozor arhive za uravnoteženje u jednoj ravnini.
- Kreirајte zapis u arhivi. Unesite naziv rotora, mjesto instalacije, tolerancije (vibracije i preostala neuravnoteženost), i datum. Softver kreira mapu arhive gdje će se čuvati grafikoni i datoteke izvještaja.
- Postavite parametre balansiranja u “Postavke balansiranja”.
- Koeficijent uticaja: odaberite “Novi rotor” (dva pokretanja za kalibraciju) ili “Sačuvani koef.” (jedno pokretanje, za istu vrstu mašine sa sačuvanim koeficijentima uticaja).
- Masa pokusne mase: odaberite “Gram” ili “Procenat”. Ako planirate da koristite “Sačuvani koef.” modus kasnije, unesite trial weight masu u gramima (izvažite je na vagi).
- Metod pričvršćivanja mase: odaberite “Obim” (bilo koji ugao na obodu) ili “Fiksna pozicija” (fiksne rupe/sečiva/pozicije; unesite broj pozicija).
- Radijus montaže mase: unesite radijus koji se koristi za montažu pokusne i korektivne mase.
- Ostavite pokusnu masu u ravni 1: omogućite ovo samo ako ne možete ukloniti pokusnu masu tokom procesa.
- Pokretanje #0 (početno pokretanje, bez pokusne mase). Dovedite mašinu do stabilne brzine i pokrenite “Pokretanje #0” da merite početnu vibraciju. Softver beleži RPM, RMS vrednost i fazu komponente vibracije 1×. Kartica “Grafici” prikazuje talasni oblik i spektar.
- Instalirajte pokusnu masu. Zaustavite mašinu i instalirajte pokusnu masu na poznatom radijusu. Pokusna masa mora da promeni amplitudu ili fazu vibracije značajno. Čest kriterijum je “pravilo 30/30”: pokusna masa bi trebala da promeni amplitudu za otprilike 30% (niže ili više) ili fazu za otprilike 30° ili više. Ako planirate da koristite “Sačuvani koef.” modus kasnije, instalirajte pokusnu masu na istom uglu kao reflektivna oznaka.
- Pokretanje #1 (pokusna masa instalirana). Ponovo pokrenite mašinu, čekajte da dostigne stabilnu brzinu, i izvršite “Pokretanje #1”. Softver izračunava parametre korektivne mase.
- Instalirajte korektivnu masu. Zaustavite mašinu, uklonite pokusnu masu, i instalirajte mase korekcije. Ugao instalacije se računa od pozicije pokusne mase u smeru rotacije rotora. Instalirajte korektivnu masu na istom radijusu kao pokusnu masu.
- RunTrim (provjera kvalitete balansiranja). Izvršite “RunTrim” kako biste provjerili rezultat. Ako rezidualnu vibraciju i/ili rezidualnu neuravnoteženost zadovoljavaju dozvoljenu toleranciju, balansiranje se može završiti. Ako ne, software izračunava dodatnu korekcijsku težinu i balansiranje se nastavlja sukcesivnom aproksimacijom.
Vizuelizacija rezultata: polarni graf i fiksne pozicije
Balanset-1A može prikazati masu i kut korekcijske težine u prikazu polarnih koordinata. Ako je odabrana opcija “Fiksna pozicija”, program može automatski podijeliti korekcijsku težinu na dva dijela i prikazati brojeve pozicija gdje se svaki dio mora instalirati — mogućnost koju odražava kalkulator za korekciju lopatica za ventilatore i impelere sa fiksnim montažnim točkama.
4. Provjera Rezultata u odnosu na Toleranciju
Statičko balansiranje je samo “završeno” kada rezidualnu vibraciju i rezidualnu nesuglasicu spadaju u dogovorenu toleranciju, što je onda kada RunTrim korak pokazuje svoju vrijednost. Dozvoljenu rezidualnu nesuglasicu je normalno izvučena iz kvalitete balansiranja G-grade prema modernom ISO 21940-11 standardu (koji je apsorbirao stariji ISO 1940-1). Pretvaranje G-klase i brzine radnog režima u dozvoljenu sliku gram-milimetara — i odabiranje razumne težine prvog pokušaja — je brzo sa kalkulator rezidualnog disbalansa (ISO 21940-11) and a kalkulator ispitne mase. Bilježenje kako početne tako i finalne rezidualnu nesuglasicu pruža čestitost mjeru kako učinkovit je posao bio i čini jezgru balansiranja izvještaja.
5. Limitations
Primarno ograničenje statičkog balansiranja je njegova nesposobnost da detektuje ili koriguje nesuglasicu momenta. Primjena statičkog balansiranja na rotor koji zapravo ima dinamičku nesuglasicu ponekad može zagrijavati — korigovati komponentu sile dok ignorirate, ili čak pogoršavate, komponentu momenta. Iz tog razloga, za većinu industrijske mehanizacije, dvopravilno dinamičko balansiranje je standard i obavezna praksa, a statičko balansiranje je najbolje rezervisati za uski, diskaste rotore gdje je njegova jednopravna pretpostavka zaista validna.
