Paarungleichgewicht verstehen
Ungleichgewicht in der Beziehung ist eine besondere Form von dynamischen Unwucht in which a Rotor verfügt über zwei gleiche Unwucht Massen, die im Winkel von 180° zueinander in zwei getrennten Korrekturebenen. Wenn sich der Rotor dreht, erzeugen diese beiden entgegengesetzten Zentrifugalkräfte ein Drehmoment – ein „Kräftepaar“ –, das versucht, den Rotor zu verdrehen, wodurch dieser um seinen Schwerpunkt hin und her schwankt oder taumelt. Ein charakteristisches Merkmal einer reinen Momentenunwucht ist, dass der Schwerpunkt weiterhin auf die Drehachse, sodass der Rotor statisch ausgewuchtet ist: Würde man ihn auf Messerschneiden legen, würde er nicht zu einer schwereren Stelle rollen. Dieser Zustand lässt sich nur erkennen, wenn sich der Rotor dreht, und er kann nur durch Gewichte in zwei verschiedenen Ebenen korrigiert werden.
1. Definition: Was ist Paarungleichgewicht?
Der Begriff „Kraftpaar“ stammt aus der Mechanik, wo er ein Paar gleich großer, entgegengesetzter, paralleler Kräfte bezeichnet, die einen Abstand voneinander haben – ein System, das eine reine Drehbewegung erzeugt, ohne dass eine Nettoverschiebung auftritt. Genau das geschieht hier. Jede außermittige Masse erzeugt eine Zentrifugalkraft Wenn sich der Rotor dreht, heben sich die beiden Kräfte – die gleich groß und entgegengesetzt gerichtet, aber axial voneinander getrennt sind – als resultierende Kraft auf, summieren sich jedoch als Drehmoment. Der Rotor erfährt in seiner Mitte keinen seitlichen Schub, sondern ist einem unerbittlichen Schwingmoment ausgesetzt, das sich zweimal pro Umdrehung umkehrt.
2. Visualisierung des Ungleichgewichts zwischen Paaren
Stellen Sie sich einen langen, schmalen Rotor vor. Bringen Sie ein 10-g-Gewicht am oberen Ende (0°) des linken Endes an und anschließend ein zweites 10-g-Gewicht am unteren Ende (180°) des rechten Endes:
- Check it for statisches Gleichgewicht und es scheint perfekt ausbalanciert zu sein – die beiden Gewichte heben sich gegenseitig auf, und der Schwerpunkt liegt auf der Achse.
- Wenn man es dreht, zieht das linke Gewicht das linke Ende nach oben, während das rechte Gewicht das rechte Ende nach unten zieht. Das Ergebnis ist eine kräftige Schaukelbewegung — eine durch ein Kräftepaar erzeugte Taumelbewegung.
Dieser Zustand führt zu hohen Vibration at 1× the Betriebsdrehzahlund – was für die Diagnose entscheidend ist – die Phase Die Messwerte an den beiden Lagern sind um etwa 180° phasenverschoben, da sich die beiden Enden zu jedem Zeitpunkt in entgegengesetzte Richtungen bewegen.
3. Paar vs. statische vs. dynamische Unwucht
Zu verstehen, wie diese drei Klassen miteinander zusammenhängen, ist der Schlüssel zur Wahl der richtigen Korrektur:
| Typ | Massenbeschreibung | Schwerpunkt | Lager-Phasenbeziehung | Korrektur |
|---|---|---|---|---|
| Statische Unwucht | Einzelne Unwuchtstelle | Versatz zur Achse | In-phase | Ein Gewicht, eine Ebene |
| Ungleichgewicht in der Beziehung | Zwei gleich große, entgegengesetzt gerichtete Unwuchtstellen in zwei Ebenen | On the axis | um 180° phasenverschoben | Zwei Gewichte, zwei Ebenen |
| Dynamische Unwucht | Kombination aus statischer Unwucht und Momentenunwucht | Versetzt und geneigt | Ein mittlerer Winkel | Zwei Gewichte, zwei Ebenen |
Dynamische Unwucht ist der häufigste Zustand bei realen Rotoren und entsteht einfach durch das gleichzeitige Auftreten von statischer Unwucht und Momentenunwucht; ihre Korrektur erfordert daher Messungen und die Anbringung von Ausgleichsgewichten in mindestens zwei getrennten Ebenen. Ein nützlicher Anhaltspunkt vor Ort ist der Phasenvergleich: Lager, die nahezu in Phase liegen, deuten auf eine vorherrschende statische Komponente hin, während eine Phasenverschiebung von nahezu 180° auf eine vorherrschende Momentenunwucht hindeutet.
4. Korrektur der Momentenunwucht
Um eine Momentenunwucht zu beseitigen, muss man Auswuchtmaschine Der Analysator berechnet die Größe und die Winkelposition von zwei Korrekturgewichten:
- One Korrekturgewicht geht in die erste Ebene, um der dortigen Kraft entgegenzuwirken.
- Ein zweites Gewicht geht in die zweite Ebene, um der gleich großen, entgegengesetzten Kraft am anderen Ende entgegenzuwirken.
Sind beide Kräfte neutralisiert, verschwindet das Drehmoment und der Rotor läuft gleichmäßig. Beachten Sie: Je weiter die beiden Ebenen voneinander entfernt sind, desto geringer kann jedes Gewicht bei gleichem Korrekturmoment sein – langer Hebelarm, geringere Masse –, weshalb es empfehlenswert ist, den Abstand zwischen den Ebenen so groß wie möglich zu halten. An einer montierten Maschine wird diese Zweiflächenkorrektur ohne Demontage mithilfe eines tragbaren Zweikanalgeräts wie dem Balanset-1A, das die 1×-Amplitude und -Phase an jedem Lager misst, leitet daraus die Einflusskoeffizienten von einer trial-weight ausgeführt und berechnet beide Gewichte gleichzeitig. Der Auftrag wird mit der Überprüfung der Restunwucht gegen eine ISO 21940-11 balance grade.
5. Warum Momentenunwucht (Paarunwucht) leicht übersehen wird
Da ein Rotor mit Momentenunwucht (Paarunwucht) bei einer statischen (Einebenen-)Prüfung den Test besteht, kann ein ausschließlich auf statischen Tests basierendes Verfahren dazu führen, dass ein schädlicher Defekt unentdeckt bleibt. Nur eine Messung im Drehbetrieb, bei der beide Lager erfasst werden – und deren Phasenlage verglichen wird –, deckt die Momentenunwucht auf. Dies ist der wesentliche Grund dafür, dass Zwei-Ebenen-Auswuchten ... und warum die meisten industriellen Allzweckrotoren, von Motorankern bis hin zu Antriebswellen, dynamisch statt statisch ausgewuchtet werden.
