Forståelse af enkeltplansbalancering
Definition: Hvad er enkeltplansbalancering?
Enkeltplansbalancering er en afbalancering procedure, hvor rotorens ubalance korrigeres ved at tilføje eller fjerne masse i kun ét radialplan vinkelret på rotationsaksen. Denne metode er passende, når ubalancen overvejende er statisk i naturen - hvilket betyder, at rotorens massemidtpunkt er forskudt fra rotationsaksen, men der er intet signifikant par eller moment, der får rotoren til at vakle.
Enkeltplansbalancering er den enkleste og mest økonomiske balanceringsmetode, da den kun kræver en enkelt korrektionsplan og typisk kun én prøvevægt løbe for at fuldføre.
Hvornår skal man bruge enkeltplansbalancering
Enkeltplansbalancering er egnet til specifikke rotortyper og driftsforhold:
1. Skiveformede rotorer
Rotorer, hvor den aksiale længde (tykkelse) er lille i forhold til diameteren, er ideelle kandidater. Disse kaldes ofte "smalle" eller "tynde" rotorer. Eksempler inkluderer:
- Slibeskiver
- Rundsavklinger
- Entrins ventilator- eller blæserhjul
- Svinghjul
- Skivebremseskiver
- Enkelt remskiver
2. Stive rotorer, der opererer under den første kritiske hastighed
For stive rotorer der opererer et godt stykke under deres første kritisk hastighed, kan enkeltplansbalancering være tilstrækkelig, selvom rotoren har en vis aksial længde. Nøglen er, at rotoren ikke udsættes for væsentlig bøjning eller fleks under drift.
3. Når ubalancen er kendt for at være statisk
Hvis ubalancetilstanden skyldes en enkelt lokal kilde – såsom materialeophobning, et manglende ventilatorblad eller en excentrisk montering – og vibrationsmålinger overvejende viser faseopbygning på alle lejers placeringer, er enkeltplansbalancering passende.
Proceduren for afbalancering i ét plan
Proceduren følger en ligetil, systematisk tilgang, der bruger influencekoefficientmetoden:
Trin 1: Indledende måling
Med rotoren kørende ved sin normale hastighed, mål og registrer den indledende vibrationsvektor (amplitude og fase) på en eller flere lejesteder. Dette repræsenterer den vibration, der er forårsaget af den oprindelige vibration. ubalance.
Trin 2: Fastgør prøvevægt
Stop maskinen og tilslut en kendt prøvevægt i en bekvem vinkelposition (typisk 0°) på det valgte korrektionsplan. Prøvevægten skal være af tilstrækkelig størrelse til at frembringe en mærkbar ændring i vibrationen – typisk 25-50° af det indledende vibrationsniveau.
Trin 3: Prøvekørsel
Genstart maskinen, og mål den nye vibrationsvektor på samme sted(er). Denne måling repræsenterer den kombinerede effekt af den oprindelige ubalance plus prøvevægten.
Trin 4: Beregn korrektionsvægten
Balanceringsinstrumentet udfører vektoraddition og beregner indflydelseskoefficient. Den beregner derefter den nøjagtige masse og vinkelplacering for den permanente korrektionsvægt der vil minimere vibrationer.
Trin 5: Installer korrektion og verificer
Fjern prøveloddet, installer det beregnede korrektionslod permanent (ved at tilføje eller fjerne masse på det angivne sted), og kør maskinen for at kontrollere, at vibrationen er reduceret til et acceptabelt niveau. Om nødvendigt kan der udføres en trimbalancering for at finjustere resultatet.
Fordele ved enkeltplansbalancering
- Enkelhed: Kræver kun ét korrektionsplan, hvilket gør det nemmere at implementere og forstå.
- Hastighed: Proceduren kræver typisk kun to eller tre kørsler (indledende, prøve og verifikation), hvilket sparer tid og reducerer maskinens nedetid.
- Omkostningseffektiv: Færre målinger og enklere beregninger betyder lavere lønomkostninger og billigere afbalanceringsudstyr.
- Tilgængelighed: Mange steder på rotoren kan være tilgængelige for at tilføje korrektionsvægte, hvilket giver fleksibilitet i, hvor vægtene placeres.
Begrænsninger og hvornår man ikke skal bruge enkeltplansbalancering
Enkeltplansbalancering har vigtige begrænsninger, der skal forstås:
1. Kan ikke korrigere ubalance i parforholdet
Hvis rotoren har betydelig par ubalance—hvor der er ubalancekræfter i modsatte ender af rotoren, men i modsatte vinkelpositioner — vil enkeltplansbalancering ikke være effektiv. Denne betingelse kræver dynamisk afbalancering med korrektioner i mindst to planer.
2. Ikke egnet til lange rotorer
Rotorer med et længde-til-diameter-forhold på mere end cirka 0,5 til 1,0 kræver typisk toplansbalancering. Eksempler omfatter motorankere, pumpeaksler og lange ventilatorrotorer.
3. Reducerer muligvis ikke vibrationer ved alle lejer
En enkeltplanskorrektion, der er optimeret til én lejeplacering, reducerer muligvis ikke vibrationer på andre lejeplaceringer tilstrækkeligt, især hvis rotoren er lang eller arbejder nær en kritisk hastighed.
4. Ineffektiv til fleksible rotorer
Rotorer, der opererer over deres første kritiske hastighed, bøjes og kræver flerplansbalanceringsteknikker, der tager højde for rotorens modeformer.
Forhold til statisk balancering
Enkeltplansbalancering er tæt forbundet med statisk afbalancering. Faktisk er enkeltplansbalancering udført på en roterende maskine i bund og grund dynamisk måling af statisk ubalance. Statisk balancering kan udføres med rotoren i hvile (på knivsæg eller ruller), mens enkeltplansbalancering udføres med rotoren i rotation, hvilket giver mulighed for mere præcis måling under reelle driftsforhold.
Typiske anvendelser og brancher
Enkeltplansbalancering anvendes i vid udstrækning i mange brancher til passende rotortyper:
- Træbearbejdning og metalbearbejdning: Rundsavklinger, slibeskiver, skæreskiver
- HVAC: Entrins centrifugalventilatorer og blæsere
- Landbrugsudstyr: Mejetærskerkomponenter, enkelt remskiver
- Bilindustrien: Svinghjul, bremseskiver, enkeltremskiver
- Materialehåndtering: Transportbåndsruller, løberuller
Til disse anvendelser giver enkeltplansbalancering en optimal balance mellem effektivitet, enkelhed og omkostninger, hvilket gør den til en fundamental teknik inden for rotorbalancering.