Dynamisk balancering (toplansbalancering) forklaret

Definition: Hvad er dynamisk balancering?

Dynamisk afbalancering er en procedure til at korrigere ubalance i en rotor ved at foretage massekorrektioner med et minimum af to separate planer langs dens længde. Det er den mest omfattende form for balancering, fordi den løser begge typer ubalance samtidigt: statisk (eller kraft) ubalance og par ubalanceEn rotor, der er dynamisk afbalanceret, vil ikke have tendens til at vibrere eller "vakle" på grund af hverken et tungt punkt eller en vippende bevægelse, når den roterer.

Statisk vs. dynamisk ubalance: Den vigtigste forskel

For at forstå dynamisk balancering er det afgørende at skelne mellem de to former for ubalance:

• Statisk ubalance: Dette er en tilstand, hvor rotorens massemidtpunkt er forskudt i forhold til dens rotationsakse. Det fungerer som en enkelt tung plet. Dette kan korrigeres med en enkelt vægt i et enkelt plan og kan endda detekteres med rotoren i hvile (statisk).
• Ubalance i parforholdet: Dette sker, når en rotor har to lige tunge punkter i modsatte ender, placeret 180° fra hinanden. Denne tilstand er statisk afbalanceret (den vil ikke rulle til et tungt punkt, når den er i hvile), men når den roterer, skaber de to tunge punkter en drejekraft, eller et "par", der får rotoren til at vakle ende over ende. Parubalance kan *kun* detekteres, når rotoren roterer, og kan *kun* korrigeres ved at placere vægte i to forskellige planer for at skabe et modsatrettet par.

Dynamisk ubalance, den mest almindelige tilstand i virkelige maskiner, er en kombination af både statisk og parvis ubalance. Derfor kræver korrigering af den justeringer i mindst to planer, hvilket er essensen af dynamisk balancering.

Hvornår er dynamisk balancering nødvendig?

Mens enkeltplans (statisk) afbalancering er tilstrækkelig til smalle, skiveformede objekter, er dynamisk afbalancering afgørende for de fleste industrielle rotorer, især når:

• Rotorens længde er betydelig sammenlignet med dens diameter. En almindelig tommelfingerregel er, at hvis længden er mere end halvdelen af diameteren, er dynamisk afbalancering nødvendig.
• Rotoren arbejder ved høje hastigheder. Virkningerne af ubalance i parret bliver meget mere alvorlige, når rotationshastigheden stiger.
• Massen er ujævnt fordelt langs rotorens længde. Komponenter som flertrinspumpehjul eller lange motorankere kræver toplanskorrektion.
• Høj præcision er påkrævet. For at opfylde strenge balancekvalitetskrav (f.eks. G2.5 eller bedre) er dynamisk balancering næsten altid nødvendig.

Eksempler på rotorer, der altid kræver dynamisk afbalancering, omfatter motorankere, industrielle ventilatorer, turbiner, kompressorer, lange aksler og krumtapaksler.

To-plans balanceringsproceduren

Dynamisk afbalancering udføres på en afbalanceringsmaskine eller i felten ved hjælp af en bærbar vibrationsanalysator. Processen, der typisk bruger influencekoefficientmetoden, involverer:

1. Indledende kørsel: Mål den indledende vibration (amplitude og fase) på begge lejeplaceringer.
2. Første prøvekørsel: Tilføj en kendt prøvevægt til det første korrektionsplan (Plan 1) og mål den nye vibrationsrespons ved begge lejer.
3. Anden prøvekørsel: Fjern den første prøvevægt, og tilføj en ny prøvevægt til det andet korrektionsplan (Plan 2). Mål vibrationsresponsen ved begge lejer igen.
4. Beregning: Ud fra disse tre kørsler beregner afbalanceringsinstrumentet fire "indflydelseskoefficienter". Disse koefficienter karakteriserer, hvordan en vægt i Plan 1 påvirker vibrationen i begge lejer, og hvordan en vægt i Plan 2 påvirker vibrationen i begge lejer. Ved hjælp af denne information løser instrumentet et sæt samtidige ligninger for at bestemme den præcise størrelse og placering af de korrektionsvægte, der er nødvendige for begge planer for at eliminere den indledende ubalance.
5. Rettelse og verifikation: Prøvelodderne fjernes, de beregnede permanente korrektionslodder installeres i begge planer, og en sidste kørsel udføres for at bekræfte, at vibrationen er reduceret til inden for den specificerede tolerance.

← Tilbage til hovedindekset