Paari tasakaalutuse mõistmine
Paaristasakaalustamatus on eriline vorm dünaamiline tasakaalustamatus milles rootor kannab kahte võrdset tasakaalustamatus massid, mis on paigutatud üksteisest 180° kaugusel, kahes eraldi parandustasandid. Kui rootor pöörleb, moodustavad need kaks vastandlikku tsentrifugaaljõudu pöördemomendi - “paari” -, mis püüab rootorit väänata, mistõttu see kõigub või kiikub oma raskuskeskme ümber. Puhta paarilise tasakaalustamatuse iseloomulikuks tunnuseks on see, et raskuskese jääb ikka veel kell pöörlemistelg, nii et rootor on staatiliselt tasakaalustatud: noaterale asetatuna ei veereks see raskele kohale. Seda seisundit saab tuvastada ainult siis, kui rootor pöörleb, ja seda saab korrigeerida ainult kahes erinevas tasapinnas asuvate raskustega.
1. Definitsioon: Mis on paaride tasakaalutus?
Sõna “paar” on laenatud mehaanikast, kus see tähistab paari võrdseid, vastandlikke, paralleelseid jõude, mis on üksteisest kauguselt eraldatud - süsteem, mis tekitab puhta pöörlemise, ilma netotranslatsioonita. Just see juhtub siin. Iga keskpunktist väljas olev mass tekitab tsentrifugaaljõud kuna rootor pöörleb; kuna need kaks on võrdsed ja vastassuunalised, kuid aksiaalselt eraldatud, tühistavad nad netovõimena, kuid liidavad end momendina. Rootor ei tunne oma keskpunktis külgsuunalist tõukejõudu, kuid ta tunneb järeleandmatut kiikumismomenti, mis pöördub kaks korda ühe pöörde jooksul.
2. Paari tasakaalutuse visualiseerimine
Kujutage ette pikka, õhukest rootorit. Asetage vasaku otsa ülaossa (0°) 10 g raskus, seejärel asetage teine 10 g raskus parema otsa alumisse ossa (180°):
- Kontrollige seda staatiline tasakaal ja see näib olevat täiesti tasakaalus - kaks raskust tühistuvad ja raskuskese asub telje peal.
- Keerake seda ja vasakpoolne raskus tõmbab vasakpoolset otsa üles, samas kui parempoolne raskus tõmbab parempoolset otsa alla. Tulemuseks on võimas kiikumine või kiikepaaride liikumine.
See seisund tekitab kõrge vibratsioon 1× ulatuses töökiirus, ja - mis on diagnoosimise seisukohalt otsustava tähtsusega - faas kahe laagri lugemised on omavahel ligikaudu 180° erinevas faasis, sest mõlemad otsad liiguvad igal hetkel vastassuunas.
3. Paar vs. staatiline vs. dünaamiline tasakaalutus
Õige korrektsiooni valimisel on oluline mõista, kuidas need kolm klassi on omavahel seotud:
| Tüüp | Massi kirjeldus | Gravitatsioonikeskus | Laagri faasi suhe | Parandus |
|---|---|---|---|---|
| Staatiline tasakaalustamatus | Üksik raske koht | Nihkumine teljest | Faasisisene | Üks kaal, üks lennuk |
| Paaristasakaalustamatus | Kaks võrdset, vastandlikku rasket punkti kahes tasapinnas. | Teljel | 180° väljapoole faasi | Kaks kaalu, kaks tasapinda |
| Dünaamiline tasakaalustamatus | Staatilise ja paarisfunktsiooni kombinatsioon | Offset ja kallutatud | Mõni vahepealne nurk | Kaks kaalu, kaks tasapinda |
Dünaamiline tasakaalustamatus on kõige tavalisem seisund reaalsete rootorite puhul ja see on lihtsalt staatiline ja paariline tasakaalustamatus, mis esinevad koos; selle korrigeerimine nõuab seega mõõtmist ja kaalu paigutamist vähemalt kahel eraldi tasandil. Kasulikuks vihjeks on faasivõrdlus: peaaegu faasisuunalised laagrid viitavad domineerivale staatilisele komponendile, samas kui peaaegu 180° jagunemine viitab domineerivale paarile.
4. Paari tasakaalustamatuse korrigeerimine
Paari eemaldamiseks on tasakaalustusmasin või analüsaator arvutab kahe korrigeerimiskaalu suuruse ja nurgapealse asukoha:
- Üks korrektsioonikaal läheb esimesse tasandisse, et sealsele jõule vastu seista.
- Teine läheb teise tasandisse, et vastanduda võrdsele, vastupidisele jõule teises otsas.
Kui mõlemad jõud on neutraliseeritud, kaob väändemoment ja rootor töötab sujuvalt. Pange tähele, et mida kaugemal asuvad kaks tasandit üksteisest, seda väiksem võib olla iga kaal sama korrigeeriva momendi saavutamiseks - pikk hoovajõgi, väiksem mass -, mistõttu on tasandite maksimaalne eraldatus hea tava. Kokkupandud masina puhul tehakse see kahe tasapinna korrigeerimine ilma demonteerimata, kasutades kaasaskantavat kahe kanaliga mõõteriista, nagu näiteks Balanset-1A, mis mõõdab 1× amplituudi ja faasi igas laagris, tuletab rootori mõjukoefitsiendid alates proovikaal käivitada ja lahendab mõlemad kaalud korraga. Töö lõpeb kontrollimisega jääktasakaalustamatus vastu ISO 21940-11 tasakaalu klass.
5. Miks paaride tasakaalustamatus on lihtne puududa
Kuna paaris tasakaalustamata rootor läbib staatilise (ühe tasandi) kontrolli, võib ainult staatilisele katsele tuginedes kahjustav defekt jääda avastamata. Ainult pöörlemismõõtmine, mis loeb mõlemat laagrit - ja võrdleb nende faasi - paljastab kiigepaari. See on peamine põhjus, miks kahe tasapinna tasakaalustamine on olemas ja miks enamik üldotstarbelisi tööstuslikke rootoreid, alates mootorite armatuuridest kuni ajamitelgedeni, tasakaalustatakse pigem dünaamiliselt kui staatiliselt.
