Κατανόηση της μεθόδου τριών στροφών στην εξισορρόπηση του ρότορα
Ορισμός: Τι είναι η μέθοδος τριών δρομολογίων;
Το μέθοδος τριών κύκλων είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη διαδικασία για δύο επιπέδων (δυναμική) εξισορρόπηση. Καθορίζει το βάρη διόρθωσης χρειάζεται σε δύο επίπεδα διόρθωσης χρησιμοποιώντας ακριβώς τρεις μετρήσεις: μία αρχική εκτέλεση για τον καθορισμό της γραμμής βάσης ανισορροπία κατάσταση, ακολουθούμενη από δύο διαδοχικές δοκιμαστικό βάρος τρεξίματα (μία για κάθε επίπεδο διόρθωσης).
Αυτή η μέθοδος παρέχει μια βέλτιστη ισορροπία μεταξύ ακρίβειας και απόδοσης, απαιτώντας λιγότερες εκκινήσεις και διακοπές λειτουργίας της μηχανής από την μέθοδος τεσσάρων κύκλων παρέχοντας παράλληλα επαρκή δεδομένα για τον υπολογισμό αποτελεσματικών διορθώσεων για τις περισσότερες βιομηχανικές εξισορρόπηση εφαρμογές.
Η διαδικασία τριών κύκλων: Βήμα προς βήμα
Η διαδικασία ακολουθεί μια απλή, συστηματική ακολουθία:
Εκτέλεση 1: Αρχική μέτρηση γραμμής βάσης
Το μηχάνημα λειτουργεί με την ταχύτητα εξισορρόπησης στην μη ισορροπημένη, όπως ακριβώς ήταν. Δονήσεις λαμβάνονται μετρήσεις και στις δύο θέσεις ρουλεμάν (που ορίζονται ως Ρουλεμάν 1 και Ρουλεμάν 2), καταγράφοντας και τα δύο πλάτος και γωνία φάσης. Αυτές οι μετρήσεις αντιπροσωπεύουν τα διανύσματα δόνησης που προκαλούνται από την αρχική κατανομή ανισορροπίας.
- Μέτρηση στο ρουλεμάν 1: Πλάτος A₁, Φάση θ₁
- Μέτρηση στο ρουλεμάν 2: Πλάτος A₂, Φάση θ₂
- Σκοπός: Καθορίζει την βασική συνθήκη δόνησης (O₁ και O₂) που πρέπει να διορθωθεί
Εκτέλεση 2: Δοκιμαστικό βάρος στο επίπεδο διόρθωσης 1
Το μηχάνημα σταματά και ένα γνωστό δοκιμαστικό βάρος (T₁) τοποθετείται προσωρινά σε μια ακριβώς σημειωμένη γωνιακή θέση στο πρώτο επίπεδο διόρθωσης (συνήθως κοντά στο Ρουλεμάν 1). Το μηχάνημα επανεκκινείται με την ίδια ταχύτητα και η δόνηση μετριέται ξανά και στα δύο ρουλεμάν.
- Προσθέτω: Δοκιμαστικό βάρος T₁ υπό γωνία α₁ στο Επίπεδο 1
- Μέτρηση στο ρουλεμάν 1: Νέο διάνυσμα δόνησης (O₁ + επίδραση του T₁)
- Μέτρηση στο ρουλεμάν 2: Νέο διάνυσμα δόνησης (O₂ + επίδραση του T₁)
- Σκοπός: Καθορίζει πώς ένα βάρος στο Επίπεδο 1 επηρεάζει τους κραδασμούς και στα δύο ρουλεμάν
Το όργανο εξισορρόπησης υπολογίζει το συντελεστές επιρροής για το Επίπεδο 1 με αφαίρεση διανύσματος των αρχικών μετρήσεων από αυτές τις νέες μετρήσεις.
Εκτέλεση 3: Δοκιμαστικό βάρος στο επίπεδο διόρθωσης 2
Το πρώτο δοκιμαστικό βάρος αφαιρείται και ένα δεύτερο δοκιμαστικό βάρος (T₂) προσαρτάται σε μια σημειωμένη θέση στο δεύτερο επίπεδο διόρθωσης (συνήθως κοντά στο Ρουλεμάν 2). Πραγματοποιείται μια ακόμη μέτρηση, καταγράφοντας και πάλι τους κραδασμούς και στα δύο ρουλεμάν.
- Αφαιρώ: Δοκιμαστικό βάρος T₁ από το Επίπεδο 1
- Προσθέτω: Δοκιμαστικό βάρος T₂ υπό γωνία α₂ στο Επίπεδο 2
- Μέτρηση στο ρουλεμάν 1: Νέο διάνυσμα δόνησης (O₁ + επίδραση του T₂)
- Μέτρηση στο ρουλεμάν 2: Νέο διάνυσμα δόνησης (O₂ + επίδραση του T₂)
- Σκοπός: Καθορίζει πώς ένα βάρος στο Επίπεδο 2 επηρεάζει τους κραδασμούς και στα δύο ρουλεμάν
Το όργανο διαθέτει πλέον ένα πλήρες σύνολο τεσσάρων συντελεστών επιρροής που περιγράφουν πώς κάθε επίπεδο επηρεάζει κάθε ρουλεμάν.
Υπολογισμός των διορθωτικών βαρών
Αφού ολοκληρωθούν οι τρεις εκτελέσεις, το λογισμικό εξισορρόπησης εκτελεί διανυσματικά μαθηματικά για να λύσουμε τα διορθωτικά βάρη:
Ο Πίνακας Συντελεστών Επιρροής
Από τις τρεις μετρήσεις, προσδιορίζονται τέσσερις συντελεστές:
- α₁₁: Πώς το Επίπεδο 1 επηρεάζει το Διέδρανο 1 (κύριο αποτέλεσμα)
- α₁₂: Πώς το Επίπεδο 2 επηρεάζει το Ρουλεμάν 1 (διασταυρούμενη ζεύξη)
- α₂₁: Πώς το Επίπεδο 1 επηρεάζει το Ρουλεμάν 2 (διασταυρούμενη σύζευξη)
- α₂₂: Πώς το Επίπεδο 2 επηρεάζει το Διέδρανο 2 (κύριο αποτέλεσμα)
Επίλυση του Συστήματος
Το όργανο λύνει δύο ταυτόχρονες εξισώσεις για να βρει το W₁ (διόρθωση για το Επίπεδο 1) και το W₂ (διόρθωση για το Επίπεδο 2):
- α₁₁ · W₁ + α₁₂ · W₂ = -O₁ (για ακύρωση της δόνησης στο Ρουλεμάν 1)
- α₂₁ · W₁ + α₂₂ · W₂ = -O₂ (για ακύρωση της δόνησης στο Ρουλεμάν 2)
Η λύση παρέχει τόσο τη μάζα όσο και τη γωνιακή θέση που απαιτούνται για κάθε διορθωτικό βάρος.
Τελικά βήματα
- Αφαιρέστε και τα δύο δοκιμαστικά βάρη
- Εγκαταστήστε τα υπολογισμένα μόνιμα βάρη διόρθωσης και στα δύο επίπεδα
- Εκτελέστε μια δοκιμαστική λειτουργία επαλήθευσης για να επιβεβαιώσετε ότι οι κραδασμοί έχουν μειωθεί σε αποδεκτά επίπεδα
- Εάν είναι απαραίτητο, εκτελέστε μια εξισορρόπηση trim για να βελτιώσετε τα αποτελέσματα
Πλεονεκτήματα της μεθόδου τριών δρομολογίων
Η μέθοδος τριών στροφών έχει γίνει το βιομηχανικό πρότυπο για την εξισορρόπηση δύο επιπέδων λόγω αρκετών βασικών πλεονεκτημάτων:
1. Βέλτιστη Απόδοση
Τρεις εκτελέσεις αντιπροσωπεύουν το ελάχιστο που απαιτείται για τον καθορισμό τεσσάρων συντελεστών επιρροής (μία αρχική συνθήκη συν μία δοκιμαστική εκτέλεση ανά επίπεδο). Αυτό ελαχιστοποιεί τον χρόνο διακοπής λειτουργίας του μηχανήματος, παρέχοντας παράλληλα πλήρη χαρακτηρισμό του συστήματος.
2. Αποδεδειγμένη αξιοπιστία
Δεκαετίες εμπειρίας στο πεδίο καταδεικνύουν ότι τρεις δοκιμές παρέχουν επαρκή δεδομένα για αξιόπιστη εξισορρόπηση στη συντριπτική πλειονότητα των βιομηχανικών εφαρμογών.
3. Εξοικονόμηση χρόνου και κόστους
Σε σύγκριση με τη μέθοδο τεσσάρων κύκλων λειτουργίας, η εξάλειψη μιας δοκιμαστικής λειτουργίας μειώνει τον χρόνο εξισορρόπησης κατά περίπου 20%, γεγονός που μεταφράζεται σε μειωμένο χρόνο διακοπής λειτουργίας και κόστος εργασίας.
4. Απλούστερη εκτέλεση
Λιγότερες εκτελέσεις σημαίνουν λιγότερο χειρισμό των βαρών των δοκιμών, λιγότερες ευκαιρίες για σφάλματα και απλούστερη διαχείριση δεδομένων.
5. Επαρκές για τις περισσότερες εφαρμογές
Για τυπικά βιομηχανικά μηχανήματα με μέτρια φαινόμενα διασταυρούμενης ζεύξης και αποδεκτά ανοχές εξισορρόπησης, τρεις κούρσες αποφέρουν σταθερά επιτυχημένα αποτελέσματα.
Πότε να χρησιμοποιήσετε τη μέθοδο τριών δρομολογήσεων
Η μέθοδος των τριών κύκλων είναι κατάλληλη για:
- Συνήθης Βιομηχανική Εξισορρόπηση: Κινητήρες, ανεμιστήρες, αντλίες, φυσητήρες—η πλειονότητα του περιστρεφόμενου εξοπλισμού
- Μέτριες απαιτήσεις ακρίβειας: Ισορροπία ποιοτικών βαθμών από G 2.5 έως G 16
- Εφαρμογές εξισορρόπησης πεδίου: Ισορροπία επί τόπου όπου η ελαχιστοποίηση του χρόνου διακοπής λειτουργίας είναι σημαντική
- Σταθερά Μηχανικά Συστήματα: Εξοπλισμός με καλή μηχανική κατάσταση και γραμμική απόκριση
- Τυπικές γεωμετρίες ρότορα: Άκαμπτοι ρότορες με τυπικές αναλογίες μήκους προς διάμετρο
Περιορισμοί και πότε δεν πρέπει να χρησιμοποιείται
Η μέθοδος των τριών κύκλων μπορεί να είναι ανεπαρκής σε ορισμένες περιπτώσεις:
Όταν προτιμάται η μέθοδος τεσσάρων δρομολογήσεων
- Απαιτήσεις υψηλής ακρίβειας: Πολύ περιορισμένες ανοχές (G 0,4 έως G 1,0) όπου η πρόσθετη επαλήθευση της γραμμικότητας είναι πολύτιμη
- Ισχυρή διασταυρούμενη σύζευξη: Όταν τα επίπεδα διόρθωσης είναι πολύ κοντά το ένα στο άλλο ή η ακαμψία είναι εξαιρετικά ασύμμετρη
- Άγνωστα χαρακτηριστικά συστήματος: Πρώτη ζυγοστάθμιση ασυνήθιστου ή προσαρμοσμένου εξοπλισμού
- Μηχανήματα Προβλημάτων: Εξοπλισμός που παρουσιάζει σημάδια μη γραμμικής συμπεριφοράς ή μηχανικών προβλημάτων
Πότε το Μονό Επίπεδο Μπορεί να Είναι Αρκετό
- Στενοί ρότορες τύπου δίσκου όπου η δυναμική ανισορροπία είναι ελάχιστη
- Όταν μόνο μία θέση ρουλεμάν παρουσιάζει σημαντικούς κραδασμούς
Σύγκριση με άλλες μεθόδους
Μέθοδος τριών δρομέων έναντι τεσσάρων δρομέων
| Αποψη | Τρία τρεξίματα | Τετραπλό τρέξιμο |
|---|---|---|
| Αριθμός δρομολογίων | 3 (αρχικές + 2 δοκιμές) | 4 (αρχικές + 2 δοκιμές + συνδυασμένες) |
| Απαιτούμενος χρόνος | Κοντύτερος | ~20% μακρύτερο |
| Έλεγχος Γραμμικότητας | Οχι | Ναι (Επαληθεύεται η εκτέλεση 4) |
| Τυπικές εφαρμογές | Συνήθης βιομηχανική εργασία | Εξοπλισμός υψηλής ακρίβειας, κρίσιμος |
| Ακρίβεια | Καλή | Εξοχος |
| Περίπλοκο | Χαμηλότερος | Υψηλότερο |
Μέθοδος τριών δρομέων έναντι μεθόδου ενός επιπέδου
Η μέθοδος των τριών κύκλων είναι θεμελιωδώς διαφορετική από εξισορρόπηση ενός επιπέδου, το οποίο χρησιμοποιεί μόνο δύο εκτελέσεις (αρχική συν μία δοκιμή) αλλά μπορεί να διορθώσει μόνο ένα επίπεδο και δεν μπορεί να αντιμετωπίσει ανισορροπία ζευγαριού.
Βέλτιστες πρακτικές για την επιτυχία της μεθόδου τριών εκτελέσεων
Επιλογή Δοκιμαστικού Βάρους
- Επιλέξτε δοκιμαστικά βάρη που παράγουν αλλαγή 25-50% στο πλάτος της δόνησης
- Πολύ μικρό: Χαμηλός λόγος σήματος προς θόρυβο και σφάλματα υπολογισμού
- Πολύ μεγάλο: Κίνδυνος μη γραμμικής απόκρισης ή μη ασφαλών επιπέδων κραδασμών
- Χρησιμοποιήστε παρόμοια μεγέθη και για τα δύο επίπεδα για να διατηρήσετε σταθερή ποιότητα μέτρησης
Λειτουργική Συνέπεια
- Διατηρήστε ακριβώς την ίδια ταχύτητα και για τις τρεις διαδρομές
- Επιτρέψτε τη θερμική σταθεροποίηση μεταξύ των κύκλων λειτουργίας, εάν είναι απαραίτητο
- Διασφάλιση σταθερών συνθηκών διεργασίας (ροή, πίεση, θερμοκρασία)
- Χρησιμοποιήστε πανομοιότυπες θέσεις αισθητήρων και μεθόδους τοποθέτησης
Ποιότητα Δεδομένων
- Λάβετε πολλαπλές μετρήσεις ανά διαδρομή και υπολογίστε τον μέσο όρο τους.
- Επαληθεύστε ότι οι μετρήσεις φάσης είναι συνεπείς και αξιόπιστες
- Ελέγξτε ότι τα βάρη των δοκιμών παράγουν σαφώς μετρήσιμες αλλαγές
- Αναζητήστε ανωμαλίες που μπορεί να υποδηλώνουν σφάλματα μέτρησης
Ακρίβεια εγκατάστασης
- Σημειώστε προσεκτικά και επαληθεύστε τις γωνιακές θέσεις του δοκιμαστικού βάρους
- Βεβαιωθείτε ότι τα δοκιμαστικά βάρη είναι σταθερά στερεωμένα και δεν θα μετακινηθούν κατά τη διάρκεια των δοκιμών
- Εγκαταστήστε τα τελικά βάρη διόρθωσης με την ίδια προσοχή και ακρίβεια
- Ελέγξτε ξανά τις μάζες και τις γωνίες πριν από την τελική εκτέλεση
Αντιμετώπιση συνηθισμένων προβλημάτων
Κακά αποτελέσματα μετά τη διόρθωση
Πιθανές αιτίες:
- Διορθωτικά βάρη τοποθετημένα σε λάθος γωνίες ή με λάθος μάζες
- Οι συνθήκες λειτουργίας άλλαξαν μεταξύ των δοκιμαστικών λειτουργιών και της εγκατάστασης διόρθωσης
- Μηχανικά προβλήματα (χαλαρότητα, κακή ευθυγράμμιση) που δεν αντιμετωπίστηκαν πριν από την ζυγοστάθμιση
- Μη γραμμική απόκριση συστήματος
Τα δοκιμαστικά βάρη παράγουν μικρή απόκριση
Λύσεις:
- Χρησιμοποιήστε μεγαλύτερα δοκιμαστικά βάρη ή τοποθετήστε τα σε μεγαλύτερη ακτίνα
- Ελέγξτε την τοποθέτηση του αισθητήρα και την ποιότητα του σήματος
- Βεβαιωθείτε ότι η ταχύτητα λειτουργίας είναι σωστή
- Λάβετε υπόψη εάν το σύστημα έχει πολύ υψηλή απόσβεση ή πολύ χαμηλή ευαισθησία απόκρισης.
Ασυνεπείς μετρήσεις
Λύσεις:
- Αφήστε περισσότερο χρόνο για θερμική και μηχανική σταθεροποίηση
- Βελτιώστε την τοποθέτηση του αισθητήρα (χρησιμοποιήστε καρφιά αντί για μαγνήτες)
- Απομόνωση από εξωτερικές πηγές κραδασμών
- Αντιμετώπιση μηχανικών προβλημάτων που προκαλούν μεταβλητή συμπεριφορά
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 