Forståelse af toplansbalancering

Enheder

Bærbar afbalanceringsenhed og vibrationsanalysator Balanset-1A.

$2,358.31

Dele

Vibrationssensor

$107.47

Dele

Optisk sensor (laser-tachometer)

$148.07

Enheder

Balanset-4

$8,123.32

Dele

Magnetisk stativ i størrelse 60 kgf

$54.93

Dele

Reflekterende tape

$11.94

Enheder

Dynamisk afbalancering "Balanset-1A" OEM.

$2,071.73

Definition: Hvad er toplansbalancering?

To-plans balancering er en dynamisk afbalancering procedure, hvor korrektionsvægte er placeret i to separate planer langs rotorens længde for at eliminere både statisk ubalance og par ubalance. Denne metode er nødvendig for de fleste industrielle roterende maskiner, især for rotorer, hvor den aksiale længde er sammenlignelig med eller større end diameteren.

Synes ikke om enkeltplansbalancering, som kun adresserer rotorens massecenterforskydning, korrigerer toplansbalancering både den translationelle kraftubalance og det moment (par), der får rotoren til at vakle eller vippe under rotation.

Hvornår er toplansbalancering påkrævet?

Toplansbalancering er nødvendig i følgende situationer:

1. Lange eller slanke rotorer

Enhver rotor med et længde-til-diameter-forhold på mere end cirka 0,5 til 1,0 kræver toplansbalancering. Dette omfatter:

• Elektriske motorarmaturer
• Pumpe- og kompressoraksler
• Flertrins ventilatorrotorer
• Drivaksler og koblinger
• Spindler og roterende værktøjer
• Turbinrotorer

2. Tilstedeværelse af ubalance i parforholdet

Når vibrationsmålinger viser betydelig ude af fase mellem de to lejeunderstøtninger (hvilket indikerer en vippende eller vippende bevægelse), par ubalance er til stede og skal korrigeres ved hjælp af toplansbalancering.

3. Når enkeltplansbalancering er utilstrækkelig

Hvis et forsøg på enkeltplansbalancering reducerer vibrationer ved ét leje, men øger dem ved et andet, er dette en klar indikation af, at toplansbalancering er nødvendig.

4. Stive rotorer med distribueret masse

Selv for stive rotorer opererer under deres første kritisk hastighed, hvis massen er fordelt over en betydelig aksial længde, sikrer toplansafbalancering, at vibrationer minimeres på alle lejesteder.

To-plans balanceringsproceduren

Toplansbalancering er mere kompleks end enkeltplansbalancering, fordi korrektioner i ét plan påvirker vibrationer i begge lejer. Proceduren bruger påvirkningskoefficientmetoden med flere prøvevægte:

Trin 1: Indledende måling

Kør maskinen ved dens afbalanceringshastighed, og mål de indledende vibrationsvektorer (amplitude og fase) på begge lejeplaceringer. Mærk disse som "Leje 1" og "Leje 2". Disse data repræsenterer den kombinerede effekt af al ubalance, der er til stede i rotoren.

Trin 2: Definer korrektionsplaner

Vælg to korrektionsplaner langs rotoren, hvor vægte kan tilføjes eller fjernes. Disse planer skal være så langt fra hinanden som praktisk og tilgængeligt. Almindelige placeringer omfatter nær hver ende af rotoren, ved koblingsflanger eller ved ventilatornav.

Trin 3: Prøvevægt i plan 1

Stop maskinen, og fastgør en prøvevægt i en kendt vinkelposition i det første korrektionsplan. Kør maskinen, og mål den nye vibration ved begge lejer. Ændringen i vibration ved hvert leje, forårsaget af prøvevægten i plan 1, registreres. Dette etablerer to indflydelseskoefficienter: effekten af plan 1 på leje 1 og effekten af plan 1 på leje 2.

Trin 4: Prøvevægt i plan 2

Fjern den første prøvevægt, og fastgør en anden på en kendt position i det andet korrektionsplan. Kør maskinen igen, og mål vibrationerne ved begge lejer. Dette etablerer to yderligere indflydelseskoefficienter: effekten af plan 2 på leje 1 og effekten af plan 2 på leje 2.

Trin 5: Beregn korrektionsvægte

Afbalanceringsinstrumentet har nu fire indflydelseskoefficienter, der danner en 2×2-matrix, der beskriver, hvordan rotorsystemet reagerer på vægte i hvert plan. vektormatematik og matrixinversion, løser instrumentet et system af samtidige ligninger for at beregne den nøjagtige masse og vinkel, der kræves i hvert korrektionsplan for at minimere vibrationer ved begge lejer samtidigt.

Trin 6: Installer rettelser og verificer

Installer begge beregnede korrektionsvægte permanent, og kør maskinen for endelig verifikation. Ideelt set bør vibrationerne ved begge lejer reduceres til et acceptabelt niveau. Hvis ikke, kan der udføres en trimbalancering for at forfine korrektionerne.

Forståelse af indflydelseskoefficientmatricen

Styrken ved toplansbalancering ligger i påvirkningskoefficientmatricen. Hvert korrektionsplan påvirker vibration i begge lejer, og disse krydskoblingseffekter skal tages i betragtning:

• Direkte effekter: En vægt i Plan 1 har den stærkeste indflydelse på vibrationer i det nærliggende Leje 1, og en vægt i Plan 2 har den stærkeste effekt på det nærliggende Leje 2.
• Krydskoblingseffekter: En vægt i Plan 1 påvirker dog også Pejling 2 (dog normalt i mindre grad), og en vægt i Plan 2 påvirker også Pejling 1.

Afbalanceringsinstrumentets beregninger tager højde for alle fire af disse effekter samtidigt, hvilket sikrer, at korrektionsvægtene arbejder sammen for at minimere vibrationer på alle målepunkter.

Fordele ved toplansbalancering

• Fuldstændig rettelse: Afhjælper både statisk og koblingsubalance og giver en grundig afbalanceringsløsning til de fleste rotortyper.
• Minimerer vibrationer i alle lejer: I modsætning til enkeltplansbalancering optimerer toplansbalancering vibrationsreduktionen på tværs af hele rotorsystemet.
• Forlænger komponenternes levetid: Ved at reducere vibrationer på begge lejeplaceringer minimeres slid på lejer, tætninger og koblinger.
• Industristandard: Toplansbalancering er standardmetoden for de fleste industrimaskiner og kræves af mange udstyrsproducenter og industristandarder.
• Velegnet til stive rotorer: Effektiv balance stive rotorer opererer under deres første kritiske hastighed, hvilket repræsenterer langt størstedelen af industrielt udstyr.

Sammenligning med enkeltplans- og flerplansbalancering

• vs. enkeltplan: Toplansbalancering er mere kompleks og tidskrævende, men giver overlegen vibrationsreduktion for alle undtagen de smalleste skiveformede rotorer.
• vs. Multi-plan: For fleksible rotorer Ved drift over kritiske hastigheder kan tre eller flere korrektionsplaner være nødvendige. Imidlertid er toplansbalancering tilstrækkelig for langt de fleste industrimaskiner.

Almindelige udfordringer og løsninger

1. Utilgængelige korrektionsplaner

Udfordring: Nogle gange er de ideelle korrektionsplanplaceringer ikke tilgængelige på en samlet maskine.
Løsning: Brug tilgængelige placeringer såsom koblingsnav, ventilatorblade eller udvendige flanger. Moderne instrumenter kan matematisk tage højde for mindre end optimal planafstand.

2. Utilstrækkelig respons på prøvevægten

Udfordring: Hvis prøvevægten producerer meget lille ændring i vibration, vil påvirkningskoefficienterne være unøjagtige.
Løsning: Brug en større prøvevægt, eller placer den med en større radius for at øge dens effekt.

3. Ikke-lineær systemadfærd

Udfordring: Nogle rotorer (især dem med løse komponenter, blød fod eller som opererer nær resonans) reagerer ikke lineært på korrektionsvægte.
Løsning: Håndter først de mekaniske problemer (spænd bolte, korriger den bløde fod), og udfør afbalancering væk fra kritiske hastigheder, når det er muligt.

Feltbalanceringsapplikationer

Toplansbalancering er standardmetoden til feltafbalancering af industrimaskiner. Med bærbare vibrationsanalysatorer og afbalanceringsinstrumenter kan teknikere udføre toplansafbalancering direkte på stedet uden at skulle skille rotoren ad eller sende den til et afbalanceringsværksted. Denne tilgang sparer tid, reducerer omkostningerne og sikrer, at rotoren er afbalanceret under faktiske driftsforhold, idet der tages højde for faktorer som lejestivhed, fundamentets fleksibilitet og procesbelastninger.

---

← Tilbage til hovedindekset