Kolmekäigulise meetodi mõistmine rootori tasakaalustamisel
Definitsioon: Mis on kolmeastmeline meetod?
The kolmekäiguline meetod on kõige laialdasemalt kasutatav protseduur kahe tasapinna (dünaamiline) tasakaalustamine. See määrab paranduskaalud vaja kahes parandustasandid kasutades täpselt kolme mõõtmistsüklit: üks esialgne tsükli baasjoone kindlaksmääramiseks tasakaalutus tingimus, millele järgneb kaks järjestikust proovikaal jookseb (üks iga korrektsioonitasandi kohta).
See meetod tagab optimaalse tasakaalu täpsuse ja efektiivsuse vahel, nõudes vähem masina käivitamisi ja seiskamisi kui tavaline neljakäiguline meetod pakkudes samal ajal piisavalt andmeid enamiku tööstusharude efektiivsete paranduste arvutamiseks tasakaalustamine rakendused.
Kolmeastmeline protseduur: samm-sammult
Protseduur toimub lihtsas ja süstemaatilises järjekorras:
1. jooks: esialgne baasjoone mõõtmine
Masinat käitatakse tasakaalustamata, algseisundis tasakaalustuskiirusel. Vibratsioon mõõtmised tehakse mõlemas laagri asukohas (tähistatud kui laager 1 ja laager 2), registreerides mõlemad amplituud ja faasinurk. Need mõõtmised esindavad algse tasakaalustamatuse jaotuse põhjustatud vibratsioonivektoreid.
- Mõõtmine 1. laagri juures: Amplituud A₁, faas θ₁
- Mõõtmine 2. suuna juures: Amplituud A₂, faas θ₂
- Eesmärk: Määrab kindlaks vibratsiooni baastaseme (O₁ ja O₂), mida tuleb korrigeerida
2. jooks: prooviraskus korrektsioonitasandil 1
Masin peatatakse ja teadaolev katseraskus (T₁) kinnitatakse ajutiselt täpselt märgitud nurgaasendisse esimeses korrektsioonitasandis (tavaliselt laagri 1 lähedale). Masin käivitatakse uuesti sama kiirusega ja vibratsiooni mõõdetakse uuesti mõlemal laagril.
- Lisa: Prooviraskus T₁ nurga α₁ all tasapinnal 1
- Mõõtmine 1. laagri juures: Uus vibratsioonivektor (O₁ + T₁ mõju)
- Mõõtmine 2. suuna juures: Uus vibratsioonivektor (O₂ + T₁ mõju)
- Eesmärk: Määrab, kuidas 1. tasandil olev raskus mõjutab vibratsiooni mõlemas laagris
Tasakaalustusvahend arvutab välja mõjukoefitsiendid 1. tasapinna jaoks esialgsete mõõtmiste vektori lahutamise teel nendest uutest mõõtmistest.
3. jooks: prooviraskus korrektsioonitasandil 2
Esimene katseviht eemaldatakse ja teine katseviht (T₂) kinnitatakse märgitud kohale teisel korrektsioonitasandil (tavaliselt laagri 2 lähedale). Tehakse veel üks mõõtmissõit, registreerides taas vibratsiooni mõlemas laagris.
- Eemalda: Proovikaal T₁ 1. tasapinnalt
- Lisa: Proovikaal T₂ nurga α₂ all tasapinnal 2
- Mõõtmine 1. laagri juures: Uus vibratsioonivektor (O₁ + T₂ mõju)
- Mõõtmine 2. suuna juures: Uus vibratsioonivektor (O₂ + T₂ mõju)
- Eesmärk: Määrab, kuidas 2. tasandil olev raskus mõjutab vibratsiooni mõlemas laagris
Nüüd on instrumendil täielik nelja mõjutuskoefitsiendi komplekt, mis kirjeldavad, kuidas iga tasapind mõjutab iga laagrit.
Paranduskaalude arvutamine
Pärast kolme katsetsükli lõppu teeb tasakaalustustarkvara järgmist: vektori matemaatika paranduskaalude lahendamiseks:
Mõju koefitsiendi maatriks
Kolme mõõtmistulemuse põhjal määratakse neli koefitsienti:
- α₁₁: Kuidas 1. tasapind mõjutab 1. laagrit (esmane mõju)
- α₁₂: Kuidas tasand 2 mõjutab laagrit 1 (ristühendus)
- α₂₁: Kuidas 1. tasapind mõjutab 2. laagrit (ristsidumine)
- α₂₂: Kuidas 2. tasapind mõjutab 2. laagrit (esmane mõju)
Süsteemi lahendamine
Instrument lahendab kaks samaaegset võrrandit, et leida W₁ (parandus 1. tasapinna jaoks) ja W₂ (parandus 2. tasapinna jaoks):
- α₁₁ · W₁ + α₁₂ · W₂ = -O₁ (laagri 1 vibratsiooni summutamiseks)
- α₂₁ · W₁ + α₂₂ · W₂ = -O₂ (laagri 2 vibratsiooni summutamiseks)
Lahendus annab iga korrektsiooniraskuse jaoks vajaliku massi ja nurkasendi.
Viimased sammud
- Eemaldage mõlemad proovikaalud
- Paigaldage arvutatud püsivad korrektsiooniraskused mõlemasse tasapinda
- Tehke kontrollkäivitus, et kinnitada vibratsiooni vähenemist vastuvõetavale tasemele.
- Vajadusel tehke tulemuste täpsustamiseks trimmi tasakaalustus
Kolmekordse meetodi eelised
Kolmeastmeline meetod on saanud kahe tasapinnalise tasakaalustamise tööstusstandardiks tänu mitmele olulisele eelisele:
1. Optimaalne efektiivsus
Kolm katset on miinimum, mis on vajalik nelja mõjuteguri (üks algtingimus pluss üks proovikatsetus tasapinna kohta) määramiseks. See minimeerib masina seisakuid, pakkudes samal ajal täielikku süsteemi iseloomustust.
2. Tõestatud töökindlus
Aastakümnete pikkune kogemus näitab, et kolm katset annavad piisavalt andmeid usaldusväärse tasakaalustamise jaoks enamikus tööstuslikes rakendustes.
3. Aja ja kulude kokkuhoid
Võrreldes nelja proovitsükli meetodiga vähendab ühe proovitsükli eemaldamine tasakaalustamisaega ligikaudu 20% võrra, mis tähendab lühemaid seisakuid ja tööjõukulusid.
4. Lihtsam teostus
Vähem katsetusi tähendab vähemat kaalude käsitlemist, vähem veavõimalusi ja lihtsamat andmehaldust.
5. Piisav enamiku rakenduste jaoks
Tüüpiliste tööstusmasinate puhul, millel on mõõdukad ristsidestusefektid ja vastuvõetav tasakaalustustolerantsid, kolm jooksu annavad järjepidevalt edukaid tulemusi.
Millal kasutada kolmeastmelist meetodit
Kolmeastmeline meetod sobib järgmistel juhtudel:
- Rutiinne tööstuslik tasakaalustamine: Mootorid, ventilaatorid, pumbad, puhurid – enamik pöörlevatest seadmetest
- Mõõdukad täpsusnõuded: Tasakaalustatud kvaliteediklassid alates G 2,5 kuni G 16
- Välja tasakaalustamise rakendused: Kohapealne tasakaalustamine kus seisakuaja minimeerimine on oluline
- Stabiilsed mehaanilised süsteemid: Hea mehaanilise seisukorra ja lineaarse reageerimisvõimega seadmed
- Standardsed rootori geomeetriad: Jäigad rootorid tüüpiliste pikkuse ja läbimõõdu suhetega
Piirangud ja millal mitte kasutada
Kolmeastmeline meetod võib teatud olukordades olla ebapiisav:
Kui eelistatakse neljaastmelist meetodit
- Kõrge täpsusega nõuded: Väga kitsad tolerantsid (G 0,4 kuni G 1,0), mille puhul on oluline täiendav lineaarsuse kontrollimine
- Tugev ristsidestus: Kui korrektsioonitasandid on üksteisele väga lähedal või jäikus on väga asümmeetriline
- Tundmatu süsteemi omadused: Ebatavaliste või kohandatud seadmete esmane tasakaalustamine
- Probleemsed masinad: Seadmed, mis näitavad mittelineaarse käitumise või mehaaniliste probleemide märke
Millal ühest tasapinnast võib piisata
- Kitsad ketastüüpi rootorid, kus dünaamiline tasakaalustamatus on minimaalne
- Kui ainult ühes laagri asukohas on märgatav vibratsioon
Võrdlus teiste meetoditega
Kolme- ja neljajooksu meetod
| Aspekt | Kolme jooksu | Neljajooksuline |
|---|---|---|
| Jooksude arv | 3 (esialgne + 2 katset) | 4 (esialgne + 2 katset + kokku) |
| Nõutav aeg | Lühem | ~20% pikem |
| Lineaarsuse kontroll | Ei | Jah (4. käik kinnitab) |
| Tüüpilised rakendused | Rutiinne tööstuslik töö | Ülitäpsed ja kriitilise tähtsusega seadmed |
| Täpsus | Hea | Suurepärane |
| Keerukus | Alumine | Kõrgem |
Kolmekäiguline vs. ühetasandiline meetod
Kolmekäiguline meetod erineb põhimõtteliselt sellest, ühe tasapinna tasakaalustamine, mis kasutab ainult kahte jooksu (esialgne pluss üks katse), kuid saab korrigeerida ainult ühte tasapinda ja ei saa aadressi paari tasakaalutus.
Kolmekordse meetodi edukuse parimad tavad
Proovikaalu valik
- Valige katseraskused, mis tekitavad vibratsiooni amplituudi muutuse 25–50%.
- Liiga väike: halb signaali-müra suhe ja arvutusvead
- Liiga suur: Mittelineaarse reaktsiooni või ohtlike vibratsioonitasemete oht
- Ühtlase mõõtmiskvaliteedi säilitamiseks kasutage mõlema tasapinna jaoks sarnaseid suurusi
Tegevuse järjepidevus
- Säilita kõigi kolme sõidu ajal täpselt sama kiirus
- Vajadusel laske jooksude vahel termilist stabiliseerumist
- Tagage ühtlased protsessitingimused (vool, rõhk, temperatuur)
- Kasutage identseid andurite asukohti ja kinnitusmeetodeid
Andmete kvaliteet
- Tehke mitu mõõtmist jooksu kohta ja arvutage nende keskmine väärtus
- Veenduge, et faasimõõtmised on järjepidevad ja usaldusväärsed
- Kontrollige, et proovikaalud tekitaksid selgelt mõõdetavaid muutusi
- Otsige anomaaliaid, mis võivad viidata mõõtmisvigadele
Paigaldustäpsus
- Märkige ja kontrollige hoolikalt prooviraskuste nurkade asukohti
- Veenduge, et prooviraskused oleksid kindlalt kinnitatud ja jooksude ajal ei nihkuks
- Paigaldage lõplikud korrektsiooniraskused sama hoolikalt ja täpselt
- Enne viimast katset kontrollige massi ja nurki üle
Levinud probleemide tõrkeotsing
Halvad tulemused pärast korrigeerimist
Võimalikud põhjused:
- Vale nurga all või valede massidega paigaldatud korrektsioonraskused
- Töötingimused muutusid proovikäivituste ja paranduspaigalduse vahel
- Mehaaniliste probleemidega (lõtvus, joondusviga) ei tegeleta enne tasakaalustamist
- Mittelineaarne süsteemi reaktsioon
Proovikaalud annavad väikese vastuse
Lahendused:
- Kasutage suuremaid prooviraskusi või asetage need suurema raadiusega
- Kontrollige anduri paigaldust ja signaali kvaliteeti
- Veenduge, et töökiirus on õige
- Mõelge, kas süsteemil on väga kõrge sumbuvus või väga madal reageerimistundlikkus
Ebajärjekindlad mõõtmised
Lahendused:
- Andke termiliseks ja mehaaniliseks stabiliseerumiseks rohkem aega
- Täiustage andurite kinnitust (kasutage magnetite asemel naaste)
- Isoleerige välistest vibratsiooniallikatest
- Lahendage mehaanilised probleemid, mis põhjustavad muutuvat käitumist