Kodu → Tasakaalustamise teooria ja standardid
Rootori tasakaalustamise teooria: ISO normid, G klassid, valemid ja arvutused
Kõik, mida standardid tegelikult ütlevad, koos matemaatikaga: mis on tasakaalustamatus lihtsates sõnades, tsentrifugaaljõu valem, staatiline vs dünaamiline tasakaalustamatus, RMS vibratsioonikiirus, ISO 10816 vibratsioonitsoonid (sealhulgas pumbad), ISO 1940 / ISO 21940-11 tasakaalustuskvaliteedi klassid koos lubatud jääktasakaalustamatuse arvutusega, mm/s ↔ dB teisendus, omavõnkesagedused ja resonants — ning kuidas kõik see näeb välja reaalse välise tasakaalustamise seade.
- Rootori tasakaalustamatus lihtsalt öeldes
- Tasakaalustamatusest tulenev tsentrifugaaljõud
- Staatiline vs dünaamiline tasakaalustamatus
- Kuidas tasakaalustamatus lühendab laagri eluiga
- RMS vibratsioonikiirus — mis see on
- ISO 10816 vibratsiooninormid (sh pumbad)
- G klasside tabel (ISO 1940 / 21940-11)
- Lubatud jääktasakaalustamatus: arvutus
- Omavõnkesagedus ja resonants
- mm/s teisendamine dB-ks
- KKK
1. Mis on rootori tasakaalustamatus lihtsalt öeldes
Ideaaljuhul on rootori mass jaotunud nii, et selle massikese asub täpselt pöörlemisteljel. Tegelikkuses ei ole see kunagi täpselt nii: valuau, masintöötluse tolerantsid, keevitatud remondid, kulunud või vahetatud terad, kogunenud mustus, sulguripesas olev shpoonk — kõik nihutavad mõned grammid ühele küljele. See massinihe on tasakaalustamatus.
Kuni rootor seisab, on tasakaalustamatus nähtamatu. Niipea kui see hakkab pöörlema, sunnitakse nihkunud mass ringjoonel liikuma ja Newtoni seaduste järgi tõmbab see võlli väljapoole — üks kord pöörde kohta, alati „raske koha” suunas. Laagrid saavad pöörleva jõu; korpus saab vibratsiooni täpselt pöörlemissagedusel (see komponenti 1×). See üks lause selgitab enamikku sellest, mida tasakaalustusseade teeb: see mõõdab, kui suur on üks-kord-pöörde-kohta tõmme (amplituud) ja kuhu raske koht osutab (faas).
Tasakaalustamatust mõõdetakse massina korrutatuna raadiusega:
U — tasakaalustamatus [g·mm]; m — nihkunud mass [g]; r — raadius, kus see asub [mm]. 10 g 100 mm juures = 1000 g·mm — täpselt sama kahjulik kui 20 g 50 mm juures.
U jagamine rootori massiga annab specific unbalance e = U/M [g·mm/kg = µm] — mis pole midagi muud kui massikeskme ja pöörlemistelje vaheline kaugus. See väike suurus on sillaks ISO klassidele peatükk 7: „hästi tasakaalustatud” tööstusrootori massikese asub tavaliselt mõnekümne mikronit teljest.
2. Tsentrifugaaljõud tasakaalustamatusest — valem ja arvutatud numbrid
Pöörlev tõmme, mida tasakaalustamatus loob, on tavaline tsentrifugaaljõud:
F — jõud [N]; m — tasakaalustamatuse mass [kg]; r — raadius [m]; U — tasakaalustamatus [kg·m]; ω — nurkkiirus [rad/s]; n — rootori kiirus [p/min].
Osa, mida inimesed alahindavad, on ruut ω-st. Võtke tagasihoidlik tasakaalustamatus 100 g·mm (10 g 10 mm juures, või 1 g 100 mm juures) ja vaadake, mida kiirus sellega teeb:
| Rootori kiirus | ω | Tsentrifugaaljõud 100 g·mm-st | Ekvivalentne staatiline raskus |
|---|---|---|---|
| 500 p/min | 52.4 rad/s | 0,27 N | ~28 g |
| 1500 p/min | 157 rad/s | 2,5 N | ~0,25 kg |
| 3000 p/min | 314 rad/s | 9,9 N | ~1 kg |
| 6000 p/min | 628 rad/s | 39,4 N | ~4 kg |
| 12 000 p/min | 1,257 rad/s | 158 N | ~16 kg |
Rohkem tööstuslik näide: remonditöökoda keevitab uue haamri kronsteini mulcheri trumlile ja jätab selle 50 g raskemaks 200 mm raadiuse juures — see on U = 10 000 g·mm. Töökiirusel 1500 p/min kannavad trumli laagrid nüüd täiendavat pöörlevat jõudu F = 0.01 kg·m × 157² ≈ 246 N ≈ 25 kg — tsemendikott, mis kõigub ümber võlli 25 korda sekundis. 2000 p/min juures tõmbab sama viga ~44 kg-ga.
Kaks praktilist tagajärge järgnevad otseselt ω² seadusest:
- Tolerantsid karmistuvad kiiruse kasvades. Sama jääktasakaalustamatus, mis on kahjutu 500 p/min purustis, on hävitav 12 000 p/min spindlis — täpselt nii on G klassid on ehitatud;
- „See vibreerib ainult täiskiirusel” on oodatav füüsika, mitte mõistatus: poole kiiruse juures on jõud veerandik. (Kui vibratsioon hüppab ebaproportsionaalselt kitsas pöörete vahemikus, on see teine nähtus — resonants.)
3. Staatiline vs dünaamiline tasakaalustamatus — erinevus, mis otsustab ühe või kahe tasandi
Tasakaalustamatus esineb kahes elementaarses vormis, ja erinevus ei ole akadeemiline: see otsustab, kas piisab ühest korrigeerivast raskusest või on vaja kahte tasandit.
- Staatiline tasakaalustamatus — raske koht asub tegelikult ühes aksiaalses asukohas; massikese on nihkunud külgsuunas. Vabadel tugedel veereb seisev rootor iseenesest raske külje alla (sellest ka „staatiline” — selle saab leida ilma pöörlemata). Üks raskus ühel tasandil korrigeerib selle (staatiline / ühe tasapinna tasakaalustamine).
- Moment-/dünaamiline tasakaalustamatus — kaks võrdset rasket kohta rootori vastasotstes, 180° kaugusel. Seisuasendis need tühistavad üksteist: rootor on staatiliselt tasakaalus ja ei veere. Pöörlemisel tõmbab iga ots omas suunas, pool pööret faasist väljas — rootor vappub, vibreerivad toed vastasfaasis. See paari tasakaalutus on tuvastatav ainult pöörlemisel ja korrigeeritav ainult raskustega kahel tasandil. Reaalsed rootorid kannavad segu mõlemast vormist, mistõttu pikad rootorid tasakaalustatakse kahel tasandil ühe kombineeritud arvutusena — täielikku meetodit käsitletakse Dünaamiline tasakaalustamine selgitatud.
| Staatiline tasakaalustamatus | Dünaamiline (paari) tasakaalutus | |
|---|---|---|
| Tuvastatav paigalseisus? | Jah — rootor veereb raske külje alla | Ei — ilmneb ainult pöörlemisel |
| Toe vibratsioon | Mõlemad toed faasis | Toed faasist väljas (rootor „vappub”) |
| Parandus | 1 raskus, 1 tasand | 2 raskust, 2 tasandit, lahendatud koos |
| Rusikareegel | Rotor width < ~1/2 of diameter (in practice 1/3) → one plane usually suffices; longer → two planes (ISO 21940-11) | |
4. Mida tasakaalustamatus laagritele teeb: eluea kuupseadus
Tsentrifugaaljõud peatükk 2 ei kao — see langeb laagritele täiendava pöörleva koormusena, lisanduna kaalu- ja protsessikoormustele, mille jaoks laager dimensioneeriti. Veerelaagri väsimuseluiga järgib klassikalist hindamisvõrrandit:
C — laagri dünaamiline kandevõime; P — tegelikult rakendatud ekvivalentne dünaamiline koormus.
Kuna koormus sisaldub kuubis (või hullem), tagasihoidlikuna näivad tasakaalustamatuse jõud muutuvad dramaatiliseks elueakaotuseks:
| Lisandunud dünaamiline koormus tasakaalustamatusest | Allesjäänud laagri eluiga (kuul, p = 3) |
|---|---|
| +10 % | ≈ 75 % |
| +26 % | ≈ 50 % |
| +50 % | ≈ 30 % |
| +100 % (koormus kahekordistus) | ≈ 12 % |
Ülaltoodud mulcheri näites lisas unustatud 50 g 200 mm juures ~250 N pöörlevat koormust. Trumlilaagrile, mis on koormatud näiteks 1 kN-ga, on see +25% — eluiga langeb ligikaudu poole võrra ühe hooletu remondi tõttu. Ja laagrid on vaid esimene ohver; sama vappumine lõdvendab polte, avab mõrasid keevisõmblustes ja korpustes, kulutab sidestisi ja rihmasid ning hägustab tööpinkide masintöötluse viimistlust. See ahel — tasakaalustamatus → jõud → väsimus — on põhjus, miks tasakaalustamine on hooldus, mitte kosmeetika.
5. RMS vibratsioonikiirus: mida tegelikult mõõdetakse
Vibratsiooni saab kirjeldada nihke (µm), kiiruse (mm/s) või kiirenduse (m/s²) kaudu. Masina seisundi standardid otsustasid vibratsioonikiirus, sest see kaalub hävitavat keskmise sageduse vahemikku kõige ühtlasemalt — ja konkreetselt selle RMS-väärtus (ruutkeskmine):
RMS on signaali „energiakeskmine” mõõtmisakna üle — suurus, millele ISO 10816/20816 piirid viitavad.
Miks RMS, mitte tipp? Reaalne vibratsioonisignaal on kokteil: 1× tasakaalustamatuse siinus pluss harmoonilised, laagrimüra ja juhuslikud piigid. Tipud hüplevad; RMS integreerib signaali tegeliku energiasisu ja kordub usaldusväärselt mõõtmisest mõõtmiseni — see on see, mida on vaja normi või „enne”-väärtusega võrdlemiseks. (Tipuväärtused on ikka olulised löögianalüüsis; tasakaalustamisel ja seisundihindamisel valitseb RMS.)
Kuidas seda praktikas mõõdetakse: kiirendusandur laagrikorpusel (radiaalsuund, magnetkinnitus puhtal tasasel pinnal), signaal integreeritakse kiiruseks, ribalaius piiratud standardse 10–1000 Hz vahemikuga, RMS arvutatakse mõnekümne keskmistatud pöörde üle. Balanset-1A vibromeetri ekraanil näete kõrvuti kolme olulist numbrit: üldine RMS (kõik põhjused kokku), see komponenti 1× (osa, mida tasakaalustamine saab eemaldada — koos oma faasiga), ja RPM. Kui üldnäit on 6 mm/s, kuid 1× osa on ainult 1 mm/s, ei paranda tasakaalustamine seda masinat — midagi muud kui tasakaalustamatus raputab seda.
6. Vibratsiooninormid vastavalt ISO 10816 / 20816 — sealhulgas pumbad
ISO 10816 (mis nüüd konsolideeritakse ISO 20816-ks) vastab operaatori küsimusele: „kas selline vibratsioon on aktsepteeritav?” See hindab kokkupandud masinat RMS vibratsioonikiiruse järgi, mõõdetuna mittepöörlevatel osadel (laagrikorpustel), ja jaotab tulemuse neljaks tsooniks:
| Tsoon | Tähendus | Tüüpiline juhis (keskmised masinad) |
|---|---|---|
| A | Uue masina seisund | kuni ~1,4 mm/s |
| B | Vastuvõetav piiranguteta pikaajaliseks kasutamiseks | 1,4–2,8 mm/s |
| C | Ebarahuldav pikaajaliseks tööks — kavandage korrigeerimine | 2,8 – 4,5 mm/s |
| D | Vibratsioon põhjustab kahjustusi — tegutsege kohe | üle 4,5 mm/s |
Konkreetselt pumpade jaoks (ISO 10816-3 Grupp 2: masinad 15–300 kW, ja ISO 10816-7 rootordünaamiliste pumpade jaoks), tsoonipiirid sõltuvad vundamenditüübist — jäik või paindlik:
| Pump paigaldatud… | Tsooni A/B piir | Tsooni B/C piir | Tsooni C/D piir |
|---|---|---|---|
| Jäigad toed (süstitud alusplaat) | 1,4 mm/s | 2,8 mm/s | 4,5 mm/s |
| Paindlikud toed (raam, vedrukinnitused) | 2,3 mm/s | 4,5 mm/s | 7,1 mm/s |
Suuremad masinad (>300 kW, ISO 10816-3 Grupp 1) saavad proportsionaalselt pehmemad piirid (2,3 / 4,5 / 7,1 mm/s jäik, 3,5 / 7,1 / 11 mm/s paindlik). Kontrollige alati masina tootja enda piiri, kui see on määratud — see tühistab üldise tabeli.
Kolm välitöö reeglit, mis muudavad tabelid kasulikuks, mitte akadeemiliseks:
- Mõõtke laagritel, kolmes suunas kus võimalik (horisontaalne, vertikaalne, aksiaalne) — norm kehtib kõrgeima näidu kohta;
- Hinnake trendi, mitte ainult absoluutväärtust. Pump, mis on aastaid näidanud 1,8 mm/s ja nüüd näitab 3,4 mm/s, väärib tähelepanu, isegi kui see on ikka veel „aktsepteeritav”;
- Põllumajandus- ja liikurmasinaid hinnatakse leebemalt — mulcherid ja niidukid oma olemuselt paindlikel raamidel loetakse korras olevaks kuni ~7 mm/s-ni; pumbaklassi numbrite taga ajamine on seal raisatud vaev (üksikasjad tolerantside peatükk).
7. Tasakaalustuskvaliteedi klassid G — ISO 1940 / ISO 21940-11 tabel
Kui ISO 10816 hindab töötavat masinat, siis ISO 1940-1 (asendatud ISO 21940-11-ga, sisu sisuliselt muutumatu) hindab rootor ise: kui palju jääktasakaalustamatust võib pärast tasakaalustamist alles jääda. Tolerants on väljendatud kui tasakaalu kvaliteediklass G, defineeritud kui eritasakaalustamatuse ja nurkkiiruse korrutis:
e_per — lubatud eritasakaalustamatus (massikeskme nihe) [mm]; ω — nurkkiirus [rad/s]. Korrutis on kiirus — seepärast kannavadki klassid mm/s ühikuid.
Selle definitsiooni elegants: üks G number katab kõik kiirused. Rootoril, mis on tasakaalustatud G 6.3-le, on massikese teljele piisavalt lähedal, et tasakaalustamatusest tulenev kiirus on 6,3 mm/s — sõltumata pööretest. Kiirem rootor → ω suurem → lubatud nihe e_per proportsionaalselt väiksem. Standardsed klassid ja nende tavapärased rakendused:
| Hinne | Tüüpilised rootoritüübid (vastavalt ISO 21940-11) |
|---|---|
| G 40 | Autorattad, veljed, aeglaste sõidukite veovõllid |
| G 16 | Kardaan-/veovõllid, põllumajandusmasinate rootorid, purustite osad, üksikud mootoriosad |
| G 6.3 | Tööstuslik vaikeväärtus: ventilaatorid, puhurid, pumbad, tavalised elektrimootorid, masinaosad, trumlid, rihmarattad, hooratased, tsentrifuugid |
| G 2.5 | Gaasi- ja auruturbiinid, jäigad turbogeneraatori rootorid, tööpinkide ajamid, keskmise/suure suurusega elektrimootorid erinõuetega |
| G 1 | Lihvimismasinate ajamid, lindilõõtsad ja grammofoni ajamid, väikesed täppisarmatuurid |
| G 0.4 | Täppislihvimisspindlid, güroskoobid |
Mida klass füüsiliselt tähendab, on kõige lihtsam tunnetada e_per kaudu. 3000 p/min juures (ω = 314 rad/s) lubab klass G 6.3 e_per = 6,3 / 314 = 0.02 mm = 20 µm: „normaalselt tasakaalustatud” 3000 p/min rootori massikese asub oma telje suhtes kahe sajandiku millimeetri piires. G 1 samal kiirusel lubab vaid 3 µm. Just seepärast käsitletakse tasakaalustamise tööriistu, telgi ja isegi tahhomeetri märgi asendit sellise pedantsusega — nende nihete juures on kõik oluline.
8. Lubatud jääktasakaalustamatus: ISO 1940 arvutus samm-sammult
Praktiline küsimus, millega iga töö lõpeb: „kui palju grammmillimeetreid võib alles jääda?” Klassi definitsioonist vastab sellele üks valem:
G — klass [mm/s]; M — rootori mass [kg]; n — töökiirus [p/min]. Konstant 9549 = 1000 × 60/2π teisendab ühikuid. Kahetasandilise tasakaalustamise korral jagatakse tulemus tasandite vahel — sümmeetriliste rootorite puhul tavaliselt 50/50.
-
Valige klass
Ülaltoodud ISO 21940-11 rakendustabelist — nt tööstusliku ventilaatori tiivik → G 6.3.
-
Sisestage mass ja töökiirus
Ventilaatori rootor M = 80 kg, n = 3000 p/min: U_per = 9549 × 6,3 × 80 / 3000 = ≈ 1 604 g·mm kokku.
-
Jagatud korrigeerimistasandite vahel
Sümmeetriline rootor, kaks tasandit → ≈ 802 g·mm tasandi kohta. (Sama rootor, tasakaalustatud põllumajandusklassile G 16, lubaks ≈ 2037 g·mm tasandi kohta — klassid skaleeruvad lineaarselt.)
-
Teisendage grammideks oma raadiusel
Korrigeerimisraadius 250 mm → jääv raske koht peab olema alla 802 / 250 ≈ 3,2 g tasandi kohta. See on number, mida võrrelda sellega, mida seade pärast viimistluskäiku näitab.
Seda ei ole vaja masina juures käsitsi teha: sama kalkulaator on sisse ehitatud Balanset tarkvarasse — sisestage mass, kiirus ja klass, ning tolerants ilmub tulemuste aknas mõõdetud jääktasakaalustamatuse kõrvale. Tasuta veebiversioon on siin: ISO 21940-11 jääktasakaalustamatuse kalkulaator.
Seade teeb need arvutused teie eest
Balanset-1A mõõdab kahte kanalit + faasi, arvutab korrigeerivad massid mõjukoefitsientide meetodil, kontrollib tulemust vastavalt ISO 21940-11 tolerantsidele ja trükib aruande — €1,975, tarkvarauuendused eluaegselt tasuta. Selle lehe teooria on täpselt see, mida selle ekraanid rakendavad.
9. Omavõnkesagedus ja resonants — lõks, millega iga tasakaalustaja kohtub
Igal konstruktsioonil — rootor, toed, raam, vundament — on omasagedused: sagedused, millel see „soovib” pärast koputust võnkuda, määratud jäikuse ja massi järgi (lihtsaima mudeli puhul f_n = (1/2π)·√(k/m)). Kui rootori kiirus läheneb omavõnkesagedusele, saabub üks-kord-pöörde-kohta tasakaalustamatuse jõud sammu konstruktsiooni enda võnkega, iga tõuge lisandub eelmisele. See on resonants: amplituud korrutub (piiratud ainult summutamisega), faas kõigub metsikult, ja lineaarne arvutus, millele tasakaalustamine tugineb, variseb kokku.
Kuidas resonants end tasakaalustamistöö ajal reedab:
- väike pöörete muutus (50–100 p/min) muudab vibratsiooni mitmekordselt;
- faasinäit ei stabiliseeru või hüppab, kui kiirus triivib mõne p/min võrra;
- pärast arvutatud raskuse paigaldamist vibratsioon kasvab — ja järgmine käik nõuab järjest rohkem massi;
- vibratsioon on suurem eemale rootorist kaugemal (redel, kaitsekate, kabiin) kui laagritel — resoneerib konstruktsioonielement, mitte rootor.
Kuidas leida omavõnkesagedust seadmega: RunDown diagramm
Kiireim väline meetod ei vaja lisaseadmeid: viige masin töökiirusele, katkestage ajam ja laske seadmel pidevalt salvestada amplituudi ja faasi, kuni rootor väljasõidul kogu kiirusvahemikus. Balanset tarkvara joonistab mõlemad pöörete suhtes (RunDown diagramm). Selle lugemine võtab ühe pilguheiuse:
- iga amplituuditipp langemise ajal märgib omavõnkesagedust, mida rootor läbis;
- samal kiirusel teeb faasijoon teeb järsu pöörde (~180° nihe üle resonantsi) — klassikaline kinnitus, et see on tõeline resonants, mitte koormuse mõju;
- vaiksed orud tippude vahel on teie ohutud tasakaalustamiskiirused.
Mida selle teadmisega peale hakata:
- Tasakaalustage väljaspool resonantstsoone — tavaliselt selgelt allpool esimest tippu või tippude vahelises orus. Mulcheri praktika: eeltasakaalustage 600–900 p/min juures, seejärel kontrollige töökiirusel;
- Hoidke iga seeria käik samal kiirusel (±100 p/min) — resonantsi lähedal nihutab isegi 2–3 p/min triiv amplituudi ja faasi märgatavalt;
- Katsestendide ja omaehitatud stendide jaoks, kavandage geomeetria teadlikult: pehme (allresonantsi) stend soovib oma omavõnkesagedust 2–3× allpool tasakaalustamiskiirus — vedrustatud toed, mida saab käega nähtavalt õõtsutada, saavutavad täpselt selle;
- Kui töökiirus ise asub resonantsil, on tasakaalustamine palliatiivne — tegelik lahendus on jäikuse või massi muutmine (raami tugevdamine, teistsugused kinnitused), et omavõnkesagedust eemale liigutada.
10. mm/s teisendamine dB-ks (vibratsioonikiiruse tase)
Vibratsiooniandmed tulevad mõnikord detsibellides — vanemad Ida-Euroopa normid, mõned analüsaatorid ja hoonete vibratsiooniaruanded kasutavad logaritmilist skaalat. Teisendus on definitsioon, mitte mõõtmine:
v — mõõdetud RMS kiirus; v₀ — võrdluskiirus. 5·10⁻⁸ m/s on vibratsioonidiagnostika praktikas kasutatav võrdlusväärtus (GOST/vana ISO traditsioon); ISO 1683 loetleb ka 10⁻⁹ m/s mõne akustikakasutuse jaoks — esitage alati võrdlusväärtus, kui viitate dB-le.
Kasulikud teisendused levinud võrdlusväärtusel v₀ = 5·10⁻⁸ m/s:
| RMS-kiirus | Tase | Kus te sellega kohtute |
|---|---|---|
| 0,5 mm/s | 80 dB | Suurepärane väike masin |
| 1,0 mm/s | 86 dB | Tsoon A, hea seisukord |
| 2,8 mm/s | 95 dB | Tsoon A/B → B/C piirialal |
| 4,5 mm/s | 99 dB | Tsooni C/D piir (keskmised masinad) |
| 7,1 mm/s | 103 dB | Paindliku toe C/D piir |
| 10 mm/s | 106 dB | Tõsine — kahjustuste tsoon |
Kaks pöidlareeglit teevad skaala intuitiivseks: +6 dB = kahekordne kiirus, +20 dB = kümnekordne kiirust. Seega masin, mis läks tasakaalustamise järel 99 dB-lt 86 dB-le, vähendas oma vibratsiooni ~4,5× — logaritmiline skaala surub suured paranemised tagasihoidlikuna näivateks numbriteks, mistõttu on kliendiaruanded selgemad mm/s-des.
11. Korduma kippuvad küsimused
Mis on rootori tasakaalustamatus lihtsalt öeldes?
Tasakaalustamatus tähendab, et rootori massikese ei asu täpselt pöörlemisteljel — mingi lisamass asub ühel küljel. Seisuasendis on see nähtamatu; pöörlemisel tõmbab nihkunud mass võlli väljapoole üks kord pöörde kohta, luues pöörleva tsentrifugaaljõu, mis raputab masinat täpselt pöörlemissagedusel (1× komponent). Seda mõõdetakse massina × raadiusena (g·mm) ja korrigeeritakse raskuste lisamise või eemaldamisega.
Mis on tsentrifugaaljõu valem tasakaalustamatusest?
F = m·r·ω² = U·ω², kus U = m·r on tasakaalustamatus ja ω = 2πn/60 nurkkiirus. Jõud kasvab pöörete ruuduga: 100 g·mm annab ~1 kg pöörlevat jõudu 3000 p/min juures, kuid ~16 kg 12 000 p/min juures. See ruutseadus on põhjus, miks tasakaalustamise tolerantsid kiiruse tõustes karmistuvad.
Mis vahe on staatilisel ja dünaamilisel tasakaalustamisel?
Staatiline tasakaalustamatus on üks efektiivne raske koht: seisev rootor veereb vabadel tugedel raske külje alla, ja üks raskus ühel tasandil korrigeerib selle. Dünaamiline (moment-) tasakaalustamatus on rasked kohad vastaskülgedel, 180° kaugusel: rootor on seisuasendis tasakaalus, kuid vappub pöörlemisel, ning seda saab tuvastada ainult pöörlemise ajal ja korrigeerida raskustega kahel tasandil. Reaalsed rootorid ühendavad mõlemat, mistõttu pikad rootorid tasakaalustatakse kahel tasandil ühe arvutusena.
Kuidas mõjutab tasakaalustamatus laagri teenindusiga?
Tsentrifugaaljõud lisandub laagri dünaamilisele koormusele P, ja veerelaagri eluiga järgib L₁₀ = (C/P)³ kuullaagrite jaoks — koormus sisaldub kuubis. Ligikaudu: +10% koormust ≈ −25% eluiga, +26% ≈ −50%, koormuse kahekordistamine jätab ~12% elueast. Peale laagrite lõdvendab sama pöörlev jõud kinnitusdetaile, levitab mõrasid ja kulutab sidestisi.
Mis on RMS vibratsioonikiirus ja kuidas seda mõõdetakse?
RMS (ruutkeskmine) vibratsioonikiirus on kiirussignaali energiakeskmine mm/s-des — ISO 10816/20816 standardsuurus. Puhta siinuse korral võrdub see 0,707-ga tipust. Seda mõõdetakse kiirendusanduriga laagrikorpusel (radiaalsuunas), signaal integreeritakse kiiruseks 10–1000 Hz ribas ja keskmistatakse üle paljude pöörete; kahekanalised seadmed loevad mõlemat laagrit samaaegselt ning eraldavad ka 1× komponendi, mida tasakaalustamine saab eemaldada.
Millised on ISO 10816 vibratsiooninormid pumpade jaoks?
15–300 kW pumpade jaoks (ISO 10816-3 Grupp 2) on tsoonipiirid 1,4 / 2,8 / 4,5 mm/s RMS jäikadel tugedel ja 2,3 / 4,5 / 7,1 mm/s paindlikel tugedel — tsoon A kuni esimese väärtuseni, tsoon B kuni teiseni (aktsepteeritav pikaajaliselt), tsoon C kuni kolmandani (parandage peagi), tsoon D üle selle (kahjustuse oht). Suuremad masinad saavad proportsionaalselt kõrgemad piirid; tootja määratud piir tühistab üldise tabeli.
Mida tähendavad G tasakaalustuskvaliteedi klassid ISO 1940-s?
Klass G (mm/s-des) võrdub lubatud eritasakaalustamatusega korrutatuna nurkkiirusega: G = e_per·ω. Levinud jaotused: G 40 — autorattad; G 16 — kardaanvõllid ja põllumajandusrootorid; G 6.3 — ventilaatorid, pumbad, tavamootorid ja trumlid (tööstuslik vaikeväärtus); G 2.5 — turbiinid ja tööpingid; G 1–G 0.4 — täppisspindlid. Kuna ω sisaldub definitsioonis, lubab sama klass kiiruse tõustes vähem g·mm-e.
Kuidas arvutada lubatud jääktasakaalustamatust vastavalt ISO 1940-le?
U_per = 9549 · G · M / n, kus G on klass mm/s-des, M on rootori mass kg-des ja n on kiirus p/min — tulemus on g·mm-des, jagatud kahe korrigeerimistasandi vahel (tavaliselt 50/50). Näide: 80 kg ventilaator 3000 p/min juures, G 6.3 → 9549×6.3×80/3000 ≈ 1604 g·mm kokku ≈ 802 g·mm tasandi kohta; 250 mm korrigeerimisraadiuse juures on see umbes 3,2 g. Veebitööriist: ISO 21940-11 kalkulaator lehel vibromera.eu.
Kuidas leida omavõnkesagedust ja vältida resonantsi tasakaalustamisel?
Salvestage väljasõidukäigu (RunDown) diagramm: viige masin kiirusele, katkestage ajam ja logige amplituud ja faas languva pöörete suhtes. Iga amplituuditipp koos järsu faasipöördega märgib omavõnkesagedust; tippude vahelised orud on ohutud tasakaalustamiskiirused. Märgid, et olete resonantsil: 50–100 p/min muutus muudab vibratsiooni mitmekordselt, faas ei stabiliseeru ja arvutatud raskused teevad asja hullemaks. Tasakaalustage väljaspool tsoone või muutke konstruktsiooni jäikust, et resonants eemale liigutada.
Kuidas teisendada mm/s dB-ks vibratsiooni jaoks?
L_v = 20·log₁₀(v/v₀) võrdlusväärtusega v₀ = 5·10⁻⁸ m/s, mida kasutatakse vibratsioonidiagnostika praktikas: 1 mm/s ≈ 86 dB, 4,5 mm/s ≈ 99 dB, 10 mm/s ≈ 106 dB. Pidage meeles, et +6 dB tähendab kahekordset kiirust ja +20 dB tähendab kümnekordset; ja alati esitage võrdlusväärtus, kuna mõned akustikastandardid kasutavad selle asemel 10⁻⁹ m/s.
