Hvad er balanceringsfølsomhed? Målepræcision • Bærbar balancer, vibrationsanalysator "Balanset" til dynamisk balancering af knusere, ventilatorer, mulchere, snegle på mejetærskere, aksler, centrifuger, turbiner og mange andre rotorer Hvad er balanceringsfølsomhed? Målepræcision • Bærbar balancer, vibrationsanalysator "Balanset" til dynamisk balancering af knusere, ventilatorer, mulchere, snegle på mejetærskere, aksler, centrifuger, turbiner og mange andre rotorer

Hvad er balanceringsfølsomhed? Målepræcision

Udgivet af admin på

Forståelse af balanceringsfølsomhed

Definition: Hvad er balanceringsfølsomhed?

Balancering af følsomhed (også kaldet minimum opnåelige residuale ubalance eller MARU) er den mindste mængde ubalance som pålideligt kan detekteres, måles og korrigeres under en afbalancering procedure. Den repræsenterer den praktiske grænse for, hvor præcist en rotor kan afbalanceres givet måleudstyrets kapacitet, rotorlejesystemets egenskaber og miljøfaktorer.

Balanceringsfølsomhed er en afgørende parameter, fordi den bestemmer, om en specifik afbalancerende tolerance kan faktisk opnås. Hvis den krævede tolerance er mindre end systemets følsomhed, kan balancespecifikationen ikke overholdes, uanset hvor omhyggeligt arbejdet udføres.

Hvorfor balancering af følsomhed er vigtig

Det er vigtigt at forstå og kvantificere balanceringsfølsomhed af flere årsager:

  • Gennemførlighedsvurdering: Før et afbalanceringsarbejde påbegyndes, afgør følsomheden, om den nødvendige afbalanceringskvalitet realistisk kan opnås.
  • Udvalg af udstyr: Valg af afbalanceringsudstyr og sensorer med tilstrækkelig følsomhed til applikationen.
  • Cost-benefit-analyse: At opnå ekstremt høj følsomhed kræver dyrt udstyr og tidskrævende procedurer. Følsomhedskravene skal matche de operationelle behov.
  • Fejlfinding: Når balancekvaliteten ikke lever op til forventningerne, hjælper følsomhedsanalyse med at afgøre, om problemet er balanceringsproceduren, udstyrets begrænsninger eller mekaniske problemer med rotorsystemet.
  • Kvalitetssikring: Dokumenteret følsomhed giver objektiv dokumentation for balanceringssystemets ydeevne.

Faktorer, der påvirker balanceringsfølsomhed

Flere faktorer påvirker den opnåelige balanceringsfølsomhed:

1. Målesystemfaktorer

  • Sensoropløsning: Den mindste vibrationsændring, som accelerometer eller sensoren kan registrere.
  • Signal-støj-forhold: Baggrundsvibrationer fra andre kilder (maskiner i nærheden, elektrisk støj, gulvvibrationer) kan maskere små ændringer forårsaget af ubalance.
  • Instrumenteringsnøjagtighed: Præcisionen af vibrationsanalysator i måling amplitude og fase.
  • Omdrejningstællerpræcision: Fasemålingens nøjagtighed afhænger af præcisionen af referencesignalet, der måles én gang pr. omdrejning.
  • Digital opløsning: A/D-konverterens opløsning og FFT-binbredden påvirker målepræcisionen.

2. Rotorlejesystemets egenskaber

  • Dynamisk respons: Hvor kraftigt systemet reagerer på ubalance (påvirkningskoefficientens størrelse). Systemer med lav respons kræver større ubalancer for at producere målbar vibration.
  • Lejetype og tilstand: Slidte lejer med for stort spillerum eller ikke-lineær adfærd reducerer følsomheden.
  • Strukturelle resonanser: Opererer i nærheden resonans kan forbedre følsomheden (højere vibrationsrespons), men langt fra reducerer resonans den.
  • Dæmpning: Stærkt dæmpede systemer dæmper vibrationer og reducerer følsomheden.
  • Fundamentsstivhed: Et fleksibelt eller eftergivende fundament absorberer vibrationsenergi, hvilket reducerer den målbare vibration ved en given ubalance.

3. Driftsmæssige og miljømæssige faktorer

  • Driftshastighed: Ubalancekraften øges med kvadratet af hastigheden, så følsomheden forbedres ved højere hastigheder.
  • Procesvariabler: Strømningshastighed, tryk, temperatur og belastning kan introducere vibrationer, der maskerer ubalanceeffekter.
  • Omgivelsesforhold: Temperaturvariationer, vind og jordvibrationer påvirker målingerne.
  • Gentagelsesnøjagtighed: Variationer i driftsforholdene mellem målekørsler reducerer den effektive følsomhed.

4. Præcision af vægtplacering

  • Masseopløsning: Den mindste tilgængelige vægtforøgelse (f.eks. kan kun tilføje vægte i intervaller af 1 gram).
  • Vinkelpositioneringsnøjagtighed: Hvor præcist korrektionsvægte kan placeres i vinkel.
  • Radial positionskonsistens: Variationer i den radius, hvor vægte placeres.

Bestemmelse af balanceringsfølsomhed

Følsomhed kan bestemmes eksperimentelt ved hjælp af en testprocedure:

Procedure

  1. Etabler basislinje: Afbalancer rotoren til den lavest mulige restubalance, der kan opnås ved normale metoder.
  2. Tilføj kendt lille vægt: Tilføj en lille, præcist kendt prøvevægt i en kendt vinkel (f.eks. 5 gram ved 0°).
  3. Målingsrespons: Kør maskinen og mål ændringen i vibration.
  4. Evaluer detekterbarhed: Hvis ændringen er tydeligt målbar og kan skelnes fra støj (typisk kræver en ændring på mindst 2-3 gange det målte støjniveau), er ubalancen detekterbar.
  5. Gentag: Gentag med gradvist mindre vægte, indtil ændringen bliver umulig at skelne fra målestøj.

Tommelfingerregel

Den mindst detekterbare ubalance anses generelt for at være den mængde, der producerer en vibrationsændring på cirka 10-15% af baggrundsstøjniveauet eller målingens repeterbarhed, alt efter hvad der er størst.

Typiske følsomhedsværdier

Balanceringsfølsomheden varierer meget afhængigt af systemet og udstyret:

Højpræcisionsbalanceringsmaskiner (værkstedsmiljø)

  • Følsomhed: 0,1 til 1 g·mm pr. kg rotormasse
  • Anvendelser: Turbinrotorer, præcisionsspindler, højhastighedsudstyr
  • Opnåelig G-klasserG 0,4 til G 2,5

Feltbalancering med bærbart udstyr

  • Følsomhed: 5 til 50 g·mm pr. kg rotormasse
  • Anvendelser: De fleste industrimaskiner, ventilatorer, motorer, pumper
  • Opnåelige G-kvaliteter: G 2,5 til G 16

Stort, lavhastighedsmaskineri (in-situ)

  • Følsomhed: 100 til 1000 g·mm pr. kg rotormasse
  • Anvendelser: Store knusere, langsomme møller, massive rotorer
  • Opnåelige G-kvaliteter: G 16 til G 40+

Forbedring af balanceringsfølsomhed

Når der kræves højere følsomhed, kan flere strategier anvendes:

Udstyrsopgraderinger

  • Brug sensorer af højere kvalitet med bedre opløsning og lavere støj
  • Opgrader til mere præcise vibrationsanalysatorer
  • Forbedr nøjagtigheden af omdrejningstælleren eller fasereferencen

Optimering af måleteknik

  • Gennemsnit af flere målinger for at reducere tilfældig støj
  • Udfør afbalancering ved højere hastigheder, hvor ubalancekræfterne er større
  • Optimer monteringssteder for sensorer (tættere på lejer, mere stiv montering)
  • Beskyt sensorer mod elektromagnetisk interferens
  • Styr miljøforhold (temperatur, vibrationsisolering)

Systemændringer

  • Afstiv fundamenter for at reducere vibrationsdæmpning
  • Udskift slidte lejer for at forbedre responslineariteten
  • Isoler maskinen fra eksterne vibrationskilder

Procedurelle forbedringer

Sensitivitet vs. tolerance: Det afgørende forhold

For at opnå en vellykket afbalancering skal forholdet mellem følsomhed og tolerance være passende:

Påkrævet betingelse

Balanceringsfølsomhed ≤ (Specificeret tolerance / 4)

Denne "4:1-regel" sikrer, at afbalanceringssystemet har tilstrækkelig kapacitet til pålideligt at opnå den krævede tolerance med en tilstrækkelig sikkerhedsmargin.

Eksempel

Hvis den angivne tolerance er 100 g·mm:

  • Nødvendig følsomhed: ≤ 25 g·mm
  • Hvis den faktiske følsomhed er 30 g·mm, kan tolerancen være vanskelig at opnå ensartet
  • Hvis den faktiske følsomhed er 10 g·mm, kan tolerancen let opnås med en margin til overs.

Praktiske implikationer

At forstå balancerende følsomhed har direkte praktiske konsekvenser:

  • Jobtilbud: Følsomhed bestemmer, om et afbalanceringsjob kan udføres med tilgængeligt udstyr eller kræver specialiserede faciliteter.
  • Specifikationsskrivning: Tolerancespecifikationer bør være realistiske givet den tilgængelige balanceringsfølsomhed.
  • Kvalitetskontrol: Dokumenteret følsomhed giver objektive kriterier for at vurdere, om dårlige balanceresultater skyldes udstyrsbegrænsninger eller procedurefejl.
  • Udstyrsbegrundelse: Kvantificerede følsomhedskrav berettiger investering i mere præcise afbalanceringssystemer, når det er nødvendigt.

Dokumentation af følsomhed

Professionelt afvejningsarbejde bør omfatte dokumentation af følsomhed:

  • Metode anvendt til at bestemme følsomhed
  • Målt minimum detekterbar ubalance (MARU)
  • Målingens repeterbarhed (standardafvigelse af gentagne målinger)
  • Sammenligning af følsomhed i forhold til specificeret tolerance (kapacitetsforhold)
  • Overensstemmelseserklæring: "Systemfølsomhed på X g·mm er tilstrækkelig til at opnå den specificerede tolerance på Y g·mm"“

← Tilbage til hovedindekset

Kategorier:
WhatsApp