Forståelse af tre-run-metoden i rotorbalancering
Definition: Hvad er tre-run-metoden?
Den tre-run metode er den mest anvendte procedure til toplans (dynamisk) balancering. Det bestemmer korrektionsvægte nødvendigt i to korrektionsplaner ved hjælp af præcis tre målekørsler: én indledende kørsel for at fastlægge basislinjen ubalance tilstand, efterfulgt af to på hinanden følgende prøvevægt kørsler (en for hvert korrektionsplan).
Denne metode giver en optimal balance mellem nøjagtighed og effektivitet og kræver færre maskinstarter og -stop end fire-run metode samtidig med at der gives tilstrækkelige data til at beregne effektive korrektioner for de fleste industrielle afbalancering applikationer.
Tre-run-proceduren: Trin for trin
Proceduren følger en enkel, systematisk rækkefølge:
Kørsel 1: Indledende baselinemåling
Maskinen betjenes med sin afbalancerede hastighed i sin ubalancerede, uforanderlige stand. Vibration der foretages målinger på begge lejesteder (betegnet som Leje 1 og Leje 2), og begge registreres amplitude og fasevinkel. Disse målinger repræsenterer vibrationsvektorerne forårsaget af den oprindelige ubalancefordeling.
- Mål ved pejling 1: Amplitude A₁, Fase θ₁
- Mål ved pejling 2: Amplitude A₂, Fase θ₂
- Formål: Fastlægger den grundlæggende vibrationstilstand (O₁ og O₂), der skal korrigeres
Kørsel 2: Prøvevægt i korrektionsplan 1
Maskinen stoppes, og en kendt prøvevægt (T₁) fastgøres midlertidigt i en præcist markeret vinkelposition i det første korrektionsplan (typisk nær Leje 1). Maskinen genstartes med samme hastighed, og vibration måles igen ved begge lejer.
- Tilføje: Prøvevægt T₁ ved vinkel α₁ i plan 1
- Mål ved pejling 1: Ny vibrationsvektor (O₁ + effekt af T₁)
- Mål ved pejling 2: Ny vibrationsvektor (O₂ + effekt af T₁)
- Formål: Bestemmer, hvordan en vægt i Plan 1 påvirker vibrationer i begge lejer
Balanceringsinstrumentet beregner indflydelseskoefficienter for Plan 1 ved vektorsubtraktion af de oprindelige målinger fra disse nye målinger.
Kørsel 3: Prøvevægt i korrektionsplan 2
Den første prøvevægt fjernes, og en anden prøvevægt (T₂) fastgøres på en markeret position i det andet korrektionsplan (typisk nær leje 2). Endnu en målekørsel udføres, hvor vibrationer igen registreres ved begge lejer.
- Fjerne: Prøvevægt T₁ fra plan 1
- Tilføje: Prøvevægt T₂ ved vinkel α₂ i plan 2
- Mål ved pejling 1: Ny vibrationsvektor (O₁ + effekt af T₂)
- Mål ved pejling 2: Ny vibrationsvektor (O₂ + effekt af T₂)
- Formål: Bestemmer, hvordan en vægt i plan 2 påvirker vibrationer i begge lejer
Instrumentet har nu et komplet sæt af fire påvirkningskoefficienter, der beskriver, hvordan hvert plan påvirker hver pejling.
Beregning af korrektionsvægte
Når de tre kørsler er gennemført, udfører afbalanceringssoftwaren vektormatematik for at løse korrektionsvægtene:
Indflydelseskoefficientmatricen
Ud fra de tre målinger bestemmes fire koefficienter:
- α₁₁: Hvordan Plan 1 påvirker Pejling 1 (primær effekt)
- α₁₂: Hvordan plan 2 påvirker leje 1 (krydskobling)
- α₂₁: Hvordan plan 1 påvirker leje 2 (krydskobling)
- α₂₂: Hvordan Plan 2 påvirker Pejling 2 (primær effekt)
Løsning af systemet
Instrumentet løser to samtidige ligninger for at finde W₁ (korrektion for plan 1) og W₂ (korrektion for plan 2):
- α₁₁ · W₁ + α₁₂ · W₂ = -O₁ (for at udligne vibration ved leje 1)
- α₂₁ · W₁ + α₂₂ · W₂ = -O₂ (for at udligne vibration ved leje 2)
Løsningen angiver både den masse og vinkelposition, der kræves for hver korrektionsvægt.
Sidste trin
- Fjern begge prøvelodder
- Installer de beregnede permanente korrektionsvægte i begge planer
- Udfør en verifikationskørsel for at bekræfte, at vibrationerne er reduceret til et acceptabelt niveau
- Udfør om nødvendigt en trimbalance for at finjustere resultaterne
Fordele ved tre-run-metoden
Tre-trinsmetoden er blevet branchestandarden for to-plans afbalancering på grund af flere vigtige fordele:
1. Optimal effektivitet
Tre kørsler repræsenterer det minimum, der er nødvendigt for at etablere fire påvirkningskoefficienter (én startbetingelse plus én prøvekørsel pr. plan). Dette minimerer maskinens nedetid, samtidig med at det giver en komplet systemkarakterisering.
2. Dokumenteret pålidelighed
Årtiers erfaring i felten viser, at tre kørsler giver tilstrækkelige data til pålidelig afbalancering i langt de fleste industrielle applikationer.
3. Tids- og omkostningsbesparelser
Sammenlignet med metoden med fire kørsler reducerer eliminering af én prøvekørsel afbalanceringstiden med cirka 20%, hvilket resulterer i reduceret nedetid og lønomkostninger.
4. Enklere udførelse
Færre kørsler betyder mindre håndtering af prøvevægte, færre muligheder for fejl og enklere datahåndtering.
5. Tilstrækkelig til de fleste anvendelser
For typiske industrimaskiner med moderate krydskoblingseffekter og acceptable afbalancering af tolerancer, tre løbeture leverer konsekvent succesfulde resultater.
Hvornår skal man bruge tre-run-metoden
Tre-trins metoden er egnet til:
- Rutinemæssig industriel afbalancering: Motorer, ventilatorer, pumper, blæsere – størstedelen af roterende udstyr
- Moderate præcisionskrav: Balancerede kvalitetsgrader fra G 2,5 til G 16
- Applikationer til afbalancering af marken: In-situ afbalancering hvor det er vigtigt at minimere nedetid
- Stabile mekaniske systemer: Udstyr med god mekanisk stand og lineær respons
- Standard rotorgeometrier: Stive rotorer med typiske forhold mellem længde og diameter
Begrænsninger og hvornår det ikke skal bruges
Tre-run-metoden kan være utilstrækkelig i visse situationer:
Når fire-run-metoden foretrækkes
- Krav til høj præcision: Meget snævre tolerancer (G 0,4 til G 1,0), hvor den yderligere verifikation af linearitet er værdifuld
- Stærk krydskobling: Når korrektionsplaner er meget tæt på hinanden, eller stivheden er meget asymmetrisk
- Ukendte systemkarakteristika: Førstegangsbalancering af usædvanligt eller specialfremstillet udstyr
- Problemmaskineri: Udstyr, der viser tegn på ikke-lineær adfærd eller mekaniske problemer
Når et enkeltplan kan være tilstrækkeligt
- Smalle skiveformede rotorer, hvor dynamisk ubalance er minimal
- Når kun ét leje viser betydelig vibration
Sammenligning med andre metoder
Tre-løb vs. fire-løb metode
| Aspekt | Tre-løb | Fire-runs |
|---|---|---|
| Antal løb | 3 (indledende + 2 forsøg) | 4 (indledende + 2 forsøg + kombineret) |
| Tid krævet | Kortere | ~20% længere |
| Linearitetskontrol | Nej, det er det ikke | Ja (Kørsel 4 verificerer) |
| Typiske anvendelser | Rutinemæssigt industriarbejde | Højpræcisions, kritisk udstyr |
| Nøjagtighed | God | Fremragende |
| Kompleksitet | Sænke | Højere |
Tre-run vs. enkeltplansmetode
Tre-run-metoden er fundamentalt forskellig fra enkeltplansbalancering, som kun bruger to kørsler (indledende plus en prøve), men kun kan korrigere ét plan og ikke kan adressere par ubalance.
Bedste praksis for succes med tre-run-metoden
Valg af prøvevægt
- Vælg prøvelodder, der producerer en ændring i vibrationsamplitude på 25-50%
- For lille: Dårligt signal-støj-forhold og beregningsfejl
- For stor: Risiko for ikke-lineær respons eller usikre vibrationsniveauer
- Brug lignende størrelser til begge planer for at opretholde ensartet målekvalitet
Operationel konsistens
- Hold præcis samme hastighed i alle tre løb
- Tillad termisk stabilisering mellem kørsler, hvis det er nødvendigt
- Sikre ensartede procesforhold (flow, tryk, temperatur)
- Brug identiske sensorplaceringer og monteringsmetoder
Datakvalitet
- Tag flere målinger pr. kørsel og gennemsnit dem
- Bekræft, at fasemålingerne er konsistente og pålidelige
- Kontroller, at prøvevægte giver tydeligt målbare ændringer
- Led efter anomalier, der kan indikere målefejl
Installationspræcision
- Markér og verificér omhyggeligt prøvevægtens vinkelpositioner
- Sørg for, at prøvevægtene er sikkert fastgjort og ikke flytter sig under løb
- Installer de endelige korrektionslodder med samme omhu og præcision
- Dobbelttjek masser og vinkler før den endelige kørsel
Fejlfinding af almindelige problemer
Dårlige resultater efter korrektion
Mulige årsager:
- Korrektionslodder monteret i forkerte vinkler eller med forkerte masser
- Driftsforholdene ændrede sig mellem prøvekørsler og korrektionsinstallation
- Mekaniske problemer (løshed, forkert justering) ikke adresseret før afbalancering
- Ikke-lineær systemrespons
Prøvevægte giver lille respons
Løsninger:
- Brug større prøvelodder eller placer dem med større radius
- Kontroller sensormontering og signalkvalitet
- Kontroller, at driftshastigheden er korrekt
- Overvej om systemet har meget høj dæmpning eller meget lav responsfølsomhed
Inkonsistente målinger
Løsninger:
- Giv mere tid til termisk og mekanisk stabilisering
- Forbedre sensormontering (brug tapper i stedet for magneter)
- Isoler fra eksterne vibrationskilder
- Håndtering af mekaniske problemer, der forårsager variabel adfærd
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 