Pochopení statického vyvažování (vyvažování v jedné rovině)
Statické vyvažování je nejjednodušší forma rotoru vyvažování. Opravuje statická nevyváženost — stav, při kterém rotorTěžiště rotoru je posunuto vůči jeho ose otáčení, čímž vzniká jediné “těžké místo”. Jelikož se toto těžké místo projevuje pouze pod vlivem gravitace, lze korekci v zásadě provést i při nečinnosti rotoru: umístěte rotor v čistě statickém nevyváženost na povrchu bez tření, jako jsou například ostří nožů, a bude se kutálet, dokud se těžší část neusadí na dně. Oprava se provádí v jediné rovině — jedno vyvažovací závaží umístěné v úhlu 180° naproti místu s větší hmotností, aby se těžiště vrátilo do osy otáčení. Tato jednoduchost spočívající v jedné rovině je velkou předností této metody a, jak uvidíme, také jejím zásadním omezením.
1. Statická nevyváženost vs. dynamická nevyváženost
Statická nevyváženost se také nazývá “silová nevyváženost”, protože způsobuje odstředivá síla Zásadní je, že nevytváří žádný “moment” ani kývavý pohyb. To jej odlišuje od dynamická nevyváženost, který spojuje sílu a sdružená nevyváženost a k jeho úplnému odstranění jsou nutné korekce alespoň ve dvou rovinách. Rotor může být staticky dokonale vyvážený a přesto vykazovat značnou momentovou nevyváženost, která způsobuje jeho silné vibrace při otáčení – proto je statické vyvažování samo o sobě vhodné pouze pro určitou třídu rotorů.
2. Kdy stačí statické vyvažování?
Statické vyvažování je vhodné pouze pro určitou třídu rotorů. Obvykle se používá u velmi úzkých nebo diskovitých součástí, u nichž je axiální délka v porovnání s průměrem malá. U takových rotorů je nepravděpodobné, že by vůbec docházelo k významné momentové nevyváženosti, takže korekce v jedné rovině tento problém skutečně vyřeší.
Mezi běžné příklady, kdy často postačuje statické vyvažování v jedné rovině, patří:
- Brusné kotouče
- Automobilová kola a pneumatiky
- Jednoduchá, úzká kola ventilátoru nebo dmychadla
- Setrvačníky
- Řemenice a kladky
U jakéhokoli rotoru značné délky – ať už jde o kotvu elektromotoru, vícestupňové čerpadlo nebo dlouhou hřídel – nestačí pouze statické vyvažování a dynamické vyvažování v dvě roviny je nutné. Samotný přístup založený na jedné rovině je podrobněji popsán v části vyvažování v jedné rovině.
3. Metody statického vyvažování
1. Vyvažování na nožových ostřích
Jedná se o klasickou metodu bez otáčení. Rotor se umístí na dvojici rovnoběžných, vodorovných hran s nízkým třením. Rotor se nechá kutálet, dokud se jeho nejtěžší bod nedostane dolů; poté se na horní stranu (v protilehlém úhlu 180°) přidá dočasné závaží, dokud rotor nezůstane ležet v libovolné poloze bez dalšího kutálení. Toto závaží se poté stane trvalým. Nevyžaduje žádný zdroj energie ani elektroniku – pouze trpělivost a pár rovných hran – a zůstává dokonale platnou metodou pro kontrolu úzkého disku v terénu.
2. Vertikální vyvažovací stroj
Moderní statické vyvažování se často provádí ve svislé poloze vyvažovací stroj. Rotor – například setrvačník nebo pneumatika – je umístěn na vodorovné desce podepřené snímači síly. Stroj jej roztáčí nízkou rychlostí a snímače měří velikost a směr síly nevyváženosti a na obrazovce zobrazují potřebnou korekci. Konkrétně u kol a pneumatik se jedná o Kalkulátor vyvažovacích závaží kol tuto hodnotu převede na velikosti závaží s klipem nebo samolepicí závaží.
3. Jednorovinné vyvažování na místě (Balanset-1A)
Statické (jednorovinné) vyvažování lze provádět i na zcela smontovaném stroji pomocí přenosného vyvažovacího systému – podstata vyvažování na místě. S Balanset-1A, režim „Vyvažování v jedné rovině (‚statické‘)“ měří otáčky rotoru (RPM) a vektor 1× vibrace — jeho RMS hodnotu a fáze. Na základě měření z „Run #0“ a „Run #1“ software automaticky vypočítá hmotnost a úhel instalace korekční hmotnosti potřebné ke snížení nevyváženosti rotoru, a to pomocí koeficient vlivu metoda.
Výsledky vyvažování se ukládají do archivu a po dokončení se zpráva o vyvažování lze vytvářet, upravovat a tisknout ve vestavěném editoru sestav.
Jak probíhá vyvažování v jedné rovině v programu Balanset-1A
- Nainstalujte senzory a připojte systém. Namontujte snímač vibrací na zvolené měřicí místo a připojte jej k přístroji. Namontujte fázový snímač (tachometr), použijte reflexní páska na rotor a připojte zařízení k notebooku s Windows.
- Spusťte režim vyvažování v jedné rovině. V hlavním pracovním okně vyberte režim "Jednorovinné" a spusťte vyvažování. Program otevře okno s archivem vyvažování v režimu jednorovinného.
- Vytvoření archivního záznamu. Zadejte název rotoru, místo instalace, tolerance (vibrace a zbytková nevyváženost) a datum. Software vytvoří archivní složku, do které se uloží grafy a soubory se zprávami.
- Nastavte parametry vyvažování v části „Nastavení vyvažování“.
- Koeficient vlivu: vyberte možnost „Nový rotor“ (dva cykly pro kalibraci) nebo „Uložené koeficienty“ (jeden cyklus, pro stejný typ stroje s uloženými koeficienty vlivu).
- Zkušební hmotnost: vyberte možnost „Gram“ nebo „Procenta“. Pokud plánujete později použít režim „Uložené koeficienty“, zadejte zkušební hmotnost hmotnost v gramech (zvažte ji na váze).
- Způsob připevnění závaží: vyberte moznost "Circum" (libovolny uhel na obvodu) nebo "Pevna poloha" (pevne otvory/cepele/polohy; zadejte pocet poloh).
- Poloměr montáže závaží: zadejte poloměr použitý pro montáž zkušebního a korekčního závaží.
- Ponechte zkušební hmotnost v rovině1: tuto funkci povolte pouze v případě, že během procesu nemůžete odstranit zkušební hmotnost.
- Běh #0 (počáteční běh, bez zkušební hmotnosti). Nastavte stroj na stabilní otáčky a spusťte „Run #0“, abyste změřili počáteční vibrace. Software zaznamená otáčky, efektivní hodnotu a fázi vibrační složky 1×. Na záložce „Grafy“ se zobrazí průběh signálu a spektrum.
- Nainstalujte zkušební závaží. Zastavte stroj a nainstalujte zkušební závaží ve známém poloměru. Zkušební závaží musí výrazně ovlivnit amplitudu nebo fázi vibrací. Běžným kritériem je „pravidlo 30/30“: zkušební závaží by mělo změnit amplitudu přibližně o 30 % (směrem dolů nebo nahoru) nebo fázi přibližně o 30° či více. Pokud plánujete později použít režim „Uložené koeficienty“, nainstalujte zkušební závaží ve stejném úhlu jako reflexní značku.
- Spusťte Spuštění #1 (nainstalované zkušební závaží). Restartujte stroj, počkejte, až se otáčky ustálí, a proveďte „Run #1“. Software vypočítá parametry korekčního závaží.
- Nainstalujte korekční závaží. Zastavte stroj, sejměte zkušební závaží a namontujte korekční hmotnost. Úhel montáže se měří od polohy zkušebního závaží ve směru otáčení rotoru. Namontujte korekční závaží na stejný poloměr jako zkušební závaží.
- RunTrim (kontrola kvality vyvážení). Spusťte funkci „RunTrim“ a zkontrolujte výsledek. Pokud přetrvávají zbytkové vibrace a/nebo zbytková nevyváženost Pokud je tolerance dodržena, vyvažování lze ukončit. V opačném případě software vypočítá další korekční závaží a vyvažování pokračuje metodou postupných aproximací.
Zobrazení výsledků: polární graf a pevné pozice
Balanset-1A dokáže zobrazit hmotnost a úhel korekční závaží v v polarnim zobrazeni. Je-li zvolena možnost „Pevná poloha“, program dokáže automaticky rozdělit vyvažovací závaží na dvě části a zobrazit čísla poloh, kam musí být každá část nainstalována – což je výhoda, kterou odráží i kalkulátor korekce čepele pro ventilátory a oběžná kola s pevnými upevňovacími body.
4. Porovnání výsledku s tolerancí
Statické vyvažování je považováno za „dokončené“ teprve tehdy, když zbytkové vibrace a zbytková nevyváženost spadají do stanovené tolerance, a právě v tomto bodě se krok RunTrim osvědčí. Přípustná zbytková nevyváženost se obvykle odvozuje od kvality vyvažování třída G v rámci moderního ISO 21940-11 norma (která nahradila starší normu ISO 1940-1). Převod třídy G a provozní rychlosti na přípustnou hodnotu v gramech na milimetr – a výběr vhodné počáteční zkušební hmotnosti – je s pomocí kalkulátor zbytkového nevyvážení (ISO 21940-11) a kalkulátor zkušební hmotnosti. Zaznamenání počáteční i konečné zbytkové nevyváženosti poskytuje objektivní měřítko účinnosti provedené práce a tvoří jádro vyvažovacího protokolu.
5. Omezení
Hlavním omezením statického vyvažování je jeho neschopnost odhalit či odstranit momentovou nevyváženost. Použití statického vyvažování na rotor, který ve skutečnosti vykazuje dynamickou nevyváženost, může někdy situaci ještě zhoršit – dochází k opravě složky síly, zatímco složka momentu je ignorována nebo dokonce zhoršena. Z tohoto důvodu je u většiny průmyslových strojů standardní a požadovanou praxí dvouplánové dynamické vyvažování a statické vyvažování je nejvhodnější pro úzké, diskovité rotory, u nichž skutečně platí předpoklad jedné roviny.
