Forståelse af prøvevægte i rotorbalancering
Definition: Hvad er en prøvevægt?
A prøvevægt (også kaldet en testvægt eller kalibreringsvægt) er en kendt masse, der midlertidigt er fastgjort til en rotor på en præcist defineret vinkelposition under afbalancering proces. Formålet med at tilføje denne prøvevægt er bevidst at introducere en kendt mængde ubalance ind i systemet og måle, hvordan rotoren reagerer. Denne målte respons bruges derefter til at beregne den nøjagtige korrektionsvægt nødvendigt for at eliminere den oprindelige ubalance.
Prøvevægten er en hjørnesten i påvirkningskoefficientmetoden, som er den mest anvendte teknik til feltafbalancering af roterende maskineri.
Formål: Hvorfor bruge en prøvevægt?
Ved feltbalancering kan vi ikke nemt måle rotorens fysiske egenskaber som masse, stivhed eller dæmpning. I stedet behandler vi maskinen som en "sort boks" og bruger en prøvevægt til direkte at måle dens dynamiske adfærd. De vigtigste fordele ved denne tilgang inkluderer:
- Præcis systemkarakterisering: Vægttesten indfanger alle virkelige faktorer, der påvirker vibrationer, herunder lejestivhed, fundamentets fleksibilitet, koblingseffekter og aerodynamiske kræfter.
- Præcisionsberegning: Ved at måle ændringen i amplitude og fase forårsaget af den kendte prøvevægt, kan afbalanceringsinstrumentet beregne den nøjagtige nødvendige korrektion med høj nøjagtighed.
- Ingen forudgående viden kræves: Metoden fungerer uden behov for tegninger, specifikationer eller teoretiske modeller af rotorsystemet.
- Regnskaber for driftsforhold: Prøvekørslen udføres under faktiske driftsforhold (hastighed, temperatur, belastning), hvilket sikrer, at balancekorrektionen vil være effektiv i reel drift.
Udvælgelse: Sådan vælger du den rigtige prøvevægt
Det er afgørende at vælge en passende prøvevægt for at opnå pålidelige resultater. Vægten skal være stor nok til at producere en målbar ændring i vibration, men ikke så stor, at den skaber usikre forhold eller beskadiger maskinen.
Prøvevægtberegner
For præcis beregning af prøvevægt baseret på rotorparametre, brug vores Prøvevægtmasseberegner. Beregneren bestemmer den optimale prøvevægtmasse under hensyntagen til rotormasse, installationsradius, rotationshastighed, understøtningsstivhed og vibrationsniveauer.
Generelle retningslinjer:
- Tommelfingerregel: En almindelig retningslinje er at vælge en prøvevægt, der vil producere en vibrationsændring på cirka 25-50°C af det oprindelige vibrationsniveau. Dette sikrer en klar, målbar respons uden overdreven vibration.
- Indledende estimat: For en ukendt rotor kan en prøvevægt estimeres til 1-5% af rotorens masse, fordelt over afbalanceringsradiusen. Moderne afbalanceringsinstrumenter tilbyder ofte en prøvevægtberegner baseret på det indledende vibrationsniveau.
- Beregnet tilgang: Brug formlen Mt = Mr × Ksupp × Kvib / (Rt × (N/100)²), hvor Mt er prøvevægtens masse, Mr er rotormassen, Ksupp er støttens stivhedskoefficient (1-5), Kvib er vibrationsniveaukoefficienten, Rt er installationsradiusen, og N er rotorhastigheden i omdrejninger pr. minut. Vores online lommeregner automatiserer denne beregning.
- Sikkerhed først: Tilføj aldrig en prøvevægt, der er så stor, at den vil presse vibrationsniveauerne ud over sikre grænser eller snublebeskyttelsessystemer.
- Sikker fastgørelse: Prøvevægten skal fastgøres forsvarligt med bolte, klemmer eller magneter for at forhindre den i at flyve af under rotation. Kit- eller lervægte bruges almindeligvis for nemheds skyld, men skal påføres sikkert.
Procedure: Sådan bruges prøvevægten
Prøvevægtmetoden følger en systematisk procedure, der er kernen i moderne markbalancering:
- Indledende kørsel: Maskinen køres med sin normale hastighed, og den indledende vibrationsvektor (amplitude og fase) registreres. Dette repræsenterer den vibration, der er forårsaget af den oprindelige ubalance.
- Fastgør prøvevægt: Maskinen stoppes, og prøveloddet fastgøres sikkert i en kendt vinkelposition (typisk markeret som 0° eller med reference til en nøglefase mærke) på korrektionsplanet.
- Prøvekørsel: Maskinen genstartes og kører med samme hastighed. Den nye vibrationsvektor måles og registreres. Denne vibration er vektorsummen af den oprindelige ubalance plus effekten af prøvevægten.
- Beregn indflydelseskoefficient: Afbalanceringsinstrumentet udfører en vektorsubtraktion for at isolere den effekt, der udelukkende er forårsaget af prøvevægten. Indflydelseskoefficienten beregnes derefter som forholdet mellem vibrationsændringen og prøvevægten.
- Beregn korrektionsvægt: Ved hjælp af påvirkningskoefficienten beregner instrumentet den præcise masse og vinkel for den permanente korrektionsvægt, der vil ophæve den oprindelige ubalance.
- Installationskorrektion: Prøveloddet fjernes, det beregnede korrektionslod installeres permanent, og en endelig verifikationskørsel bekræfter, at vibrationen er reduceret til et acceptabelt niveau.
Praktiske overvejelser og bedste praksis
Succesfuld brug af prøvevægte kræver opmærksomhed på flere praktiske detaljer:
- Vinkelpositionering: Prøveloddets vinkelplacering skal registreres nøjagtigt. Selv en lille vinkelfejl kan føre til en forkert korrektionsberegning.
- Radial placering: Hvis det er muligt, skal prøveloddet placeres i samme radius, som korrektionsloddet skal installeres. Dette forenkler beregningerne og forbedrer nøjagtigheden.
- Gentagelige betingelser: Alle prøvekørsler og den indledende kørsel skal udføres under identiske driftsforhold (samme hastighed, temperatur, belastning) for at opnå ensartede resultater.
- Flere prøvevægte: Ved kompleks afbalancering i flere planer kan det være nødvendigt med flere prøvelodder, der placeres i forskellige korrektionsplaner under separate prøvekørsler.
Prøvevægtmetoden kræver, selvom den kræver en ekstra maskinkørsel, den nøjagtighed og pålidelighed, der er nødvendig for professionelt afbalanceringsarbejde, og er branchestandarden for rotorafbalancering på stedet.