Rootor on keha, mis pöörleb ümber mingi telje ja mida hoiavad toetuspinnad. Rootori laagripinnad edastavad koormusi tugedele valtsimis- või liuglaagrite kaudu. Laagripinnad on kandepinnad või neid asendavad pinnad.
Joonis 1 Rootor ja sellele mõjuvad tsentrifugaaljõud.
Täiuslikult tasakaalustatud rootori puhul on selle mass jaotatud sümmeetriliselt pöörlemistelje ümber, st rootori mis tahes element saab sobitada teise sümmeetriliselt pöörlemistelje ümber paikneva elemendiga. Tasakaalustatud rootori puhul tasakaalustab mis tahes rootorelemendile mõjuvat tsentrifugaaljõudu sümmeetrilisele elemendile mõjuv tsentrifugaaljõud. Näiteks mõjuvad tsentrifugaaljõud F1 ja F2, mis on võrdse suurusega ja vastassuunalised, elementidele 1 ja 2 (joonisel 1 roheliselt tähistatud). see kehtib kõigi sümmeetriliste rootorelementide puhul ja seega on rootorile mõjuv tsentrifugaaljõud kokku 0 ja rootor on tasakaalustatud.
Kui aga rootori sümmeetria on rikutud (asümmeetriline element on joonisel 1 märgitud punase värviga), siis mõjub rootorile tasakaalustamata tsentrifugaaljõud F3.Pöörlemisel muutub selle jõu suund koos rootori pöörlemisega. Sellest jõust tulenev dünaamiline koormus kandub üle laagritele, mille tulemuseks on kiirendatud kulumine.
Lisaks sellele toimub selle muutuva suunajõu mõjul tugede ja vundamendi, millele rootor on kinnitatud, tsükliline deformatsioon, st tekib vibratsioon. Rootori tasakaalustamatuse ja sellega kaasneva vibratsiooni kõrvaldamiseks tuleb paigaldada tasakaalustusmassid, et taastada rootori sümmeetria.
Rootori tasakaalustamine on operatsioon tasakaalustamatuse korrigeerimiseks tasakaalustusmasside lisamise teel.
Tasakaalustamise ülesanne on leida ühe või mitme tasakaalustava massi suurus ja asukoht (nurk).
Rootorite tüübid ja tasakaalustamatuse tüübid.
Võttes arvesse rootori materjali tugevust ja sellele mõjuvate tsentrifugaaljõudude suurust, võib rootorid jagada kahte liiki - jäigad ja paindlikud rootorid.
Jäigad rootorid deformeeruvad töörežiimidel tsentrifugaaljõu mõjul vähe ja selle deformatsiooni mõju arvutustes võib tähelepanuta jätta.
Paindlike rootorite deformatsiooni ei saa enam tähelepanuta jätta. Paindlike rootorite deformatsioon raskendab tasakaalustamisprobleemi lahendamist ja nõuab teiste matemaatiliste mudelite rakendamist võrreldes jäikade rootorite tasakaalustamise probleemiga.Tuleb märkida, et sama rootor võib madalatel pööretel käituda jäigana ja kõrgetel pööretel paindlikuna. Järgnevalt käsitleme ainult jäikade rootorite tasakaalustamist.
Sõltuvalt tasakaalustamata masside jaotumisest piki rootori pikkust võib eristada kahte tüüpi tasakaalustamatust - staatilist ja dünaamilist (hetkelist). Vastavalt sellele nimetatakse staatilist ja dünaamilist rootori tasakaalustamist. Staatiline rootori tasakaalustamatus tekib ilma rootori pöörlemiseta, st staatikas, kui rootor on raskuspunktiga allapoole pööratud. Näide staatilise tasakaalustamatusega rootori kohta on esitatud joonisel 2.
Joonis 2 Rootori staatiline tasakaalustamatus.
Gravitatsiooni mõjul pöördub "raske punkt" allapoole.
Dünaamiline tasakaalustamatus tekib ainult siis, kui rootor pöörleb.
Joonisel 3 on esitatud näide dünaamilise tasakaalustamatusega rootori kohta.
Joonis 3 Rootori dünaamiline tasakaalustamatus.
Jõud Fc1 ja Fc2 tekitavad momendi, mis kaldub rootorit tasakaalust välja viima.
Sellisel juhul asuvad tasakaalustamata võrdsed massid M1 ja M2 eri tasanditel - eri kohtades piki rootori pikkust. Staatilises asendis, st kui rootor ei pöörle, mõjub rootorile ainult raskusjõud ja massid tasakaalustavad üksteist. Dünaamikas, kui rootor pöörleb, hakkavad massidele M1 ja M2 mõjuma tsentrifugaaljõud Fc1 ja Fc2. Need jõud on võrdse suurusega ja vastassuunalised. Kuna need mõjuvad aga eri kohtades piki võlli pikkust ja ei asu ühel ja samal joonel, ei tasakaalusta need jõud üksteist. Jõud Fc1 ja Fc2 tekitavad rootori suhtes rakendatava pöördemomendi. Seetõttu nimetatakse seda tasakaalustamatust ka momendi tasakaalustamatuseks. Sellest tulenevalt mõjuvad laagrite positsioonidele kompenseerimata tsentrifugaaljõud, mis võivad oluliselt ületada arvutatud väärtusi ja vähendada laagrite kasutusiga.
Kuna seda tüüpi tasakaalustamatus tekib ainult dünaamiliselt rootori pöörlemise ajal, nimetatakse seda dünaamiliseks tasakaalustamatuseks. Seda ei saa staatilistes tingimustes korrigeerida "nugade peal" tasakaalustamise või muude sarnaste meetoditega. Dünaamilise tasakaalustamatuse kõrvaldamiseks tuleb paigaldada kaks kompenseerivat raskust, mis tekitavad massidest M1 ja M2 tuleneva momendiga võrdse suuruse ja vastupidise suuna. Kompensatsioonimassid ei pea olema seatud masside M1 ja M2 vastaspooleks ja võrdse suurusega. Peamine on, et need tekitavad momendi, mis kompenseerib täielikult tasakaalustamata momendi.
Üldiselt ei pruugi massid M1 ja M2 olla omavahel võrdsed, nii et tekib staatilise ja dünaamilise tasakaalustamatuse kombinatsioon. Teoreetiliselt on tõestatud, et jäiga rootori puhul on selle tasakaalustamatuse kõrvaldamiseks vajalik ja piisav, et kaks piki rootori pikkust üksteisest eemal asetsevat raskust. Need raskused kompenseerivad nii dünaamilisest tasakaalustamatusest tuleneva pöördemomendi kui ka massi asümmeetriast rootori telje suhtes tuleneva tsentrifugaaljõu (staatiline tasakaalustamatus). Tavaliselt on dünaamiline tasakaalustamatus iseloomulik pikkadele rootoritele, näiteks võllidele, ja staatiline tasakaalustamatus on iseloomulik kitsastele rootoritele. Kui aga kitsas rootor on telje suhtes kallutatud või deformeerunud ("kaheksakujuline"), siis on dünaamilist tasakaalustamatust raske kõrvaldada. (vt joonis 4), sest sellisel juhul on raske paigaldada korrigeerivaid raskusi, mis tekitavad vajaliku kompenseeriva momendi.
Joonis 4 Kitsas rootori dünaamiline tasakaalustamatus.
Jõud F1 ja F2 ei asu samal joonel ja ei kompenseeri teineteist.
Kuna kitsast rootorist tuleneva pöördemomendi tekitamiseks vajalik käeosa on väike, võib olla vaja suuri korrektsioonikaalusid. Selle tulemuseks on aga ka "indutseeritud tasakaalustamatus", mis tuleneb kitsa rootori deformeerumisest tsentrifugaaljõudude poolt, mis tulenevad paranduskaaludest. (Vt näiteks "Metoodilised juhised jäikade rootorite tasakaalustamiseks (vastavalt ISO 22061-76)". jagu. ROOTOR-TUGISÜSTEEM. )
See on märgatav ventilaatorite kitsaste tiivikute puhul, kus lisaks jõu tasakaalustamatusele on aktiivne ka aerodünaamiline tasakaalustamatus. Ja tuleb mõista, et aerodünaamiline tasakaalustamatus ehk aerodünaamiline jõud on otseselt proportsionaalne rootori nurkkiirusega ja selle kompenseerimiseks kasutatakse korrigeeriva massi tsentrifugaaljõudu, mis on proportsionaalne nurkkiiruse ruuduga. Seetõttu saab tasakaalustav mõju toimuda ainult teatud tasakaalustamissagedusel. Teistel pöörlemissagedustel tekib täiendav viga.
Sama võib öelda elektromagnetiliste jõudude kohta elektrimootoris, mis on samuti proportsionaalsed nurkkiirusega. Seega ei ole võimalik kõiki vibratsiooni põhjuseid masinas tasakaalustamise teel kõrvaldada.
Mehhanismide vibratsioon.
Vibratsioon on mehhanismi konstruktsiooni reaktsioon tsüklilise ergutava jõu mõjule. See jõud võib olla erineva iseloomuga.
Tasakaalustamata rootorist tulenev tsentrifugaaljõud on kompenseerimata jõud, mis mõjub "raskele punktile". Just seda jõudu ja sellest põhjustatud vibratsiooni saab kõrvaldada rootori tasakaalustamisega.
"Geomeetrilist laadi" vastastikmõjusid, mis tulenevad vastandatavate osade tootmis- ja kokkupanekuvigadest. Need jõud võivad tekkida näiteks võllihõlmade ebapöörasusest, hammasrataste hammaste profiilide vigadest, laagrite jooksuradade lainelisusest, vastassuunaliste võllide valest paigutusest jne. Hõlmikute ebaringse kuju korral nihkub võlli telg sõltuvalt võlli pöördenurgast. Kuigi see vibratsioon esineb ka rootori pöörlemiskiirusel, on seda tasakaalustamise abil peaaegu võimatu kõrvaldada.
Ventilaatorite tiivikute ja muude tiivikumehhanismide pöörlemisest tulenevad aerodünaamilised jõud. hüdrodünaamilised jõud, mis tulenevad hüdropumpade, turbiinide jne. tiivikute pöörlemisest.
Elektromagnetilised jõud, mis tulenevad elektrimasinate töötamisest, nt ebasümmeetrilised rootori mähised, lühendatud mähised jne.
Vibratsiooni suurus (nt selle amplituud Av) ei sõltu mitte ainult mehhanismi suhtes mõjuvast ergutusvahendist Fv ringisagedusega ω, vaid ka mehhanismi jäikusest k, selle massist m ning summutustegurist C. See sõltub mitte ainult mehhanismist, vaid ka mehhanismi jäikusest k, selle massist m ja summutustegurist C. See sõltub ka mehhanismi jäikusest k, selle massist m ja summutustegurist C.
Vibratsiooni ja tasakaalumehhanismide mõõtmiseks saab kasutada eri tüüpi andureid, sealhulgas:
absoluutsed vibratsiooniandurid, mis on ette nähtud vibratsioonikiirenduse (kiirendusandurid) ja vibratsioonikiiruse mõõtmiseks;
suhtelise vibratsiooni andurid - pöörisvoolu- või mahtuvusandurid, mis on ette nähtud vibratsiooni nihkumise mõõtmiseks. Mõnel juhul (kui mehhanismi konstruktsioon seda võimaldab) võib selle vibratsioonikoormuse hindamiseks kasutada ka jõuandureid. Eelkõige kasutatakse neid laialdaselt kõvasti laagritega tasakaalustusmasinate tugede vibratsioonikoormuse mõõtmiseks.
Seega on vibratsioon masina reaktsioon väliste jõudude mõjule. Vibratsiooni suurus ei sõltu mitte ainult mehhanismi suhtes toimiva jõu suurusest, vaid ka mehhanismi konstruktsiooni jäikusest. Üks ja sama jõud võib põhjustada erinevaid vibratsioone. Kõva laagriga masina puhul võib laagritele mõjuda märkimisväärne dünaamiline koormus, isegi kui vibratsioon on väike. Seetõttu kasutatakse kõvalaagermasinate tasakaalustamisel pigem jõu kui vibratsiooniandureid (vibratsioonikiirendusmõõturid).
Vibratsiooniandureid kasutatakse suhteliselt nõtkete tugedega mehhanismidel, kui tasakaalustamata tsentrifugaaljõudude toime põhjustab tugede märgatavat deformatsiooni ja vibratsiooni. Jõuandureid kasutatakse jäikade tugede puhul, kui isegi tasakaalustamatusest tingitud märkimisväärsed jõud ei põhjusta märkimisväärset vibratsiooni.
Resonants on tegur, mis takistab tasakaalustamist.
Varem mainisime, et rootorid jagunevad jäigaks ja paindlikuks. Rootori jäikust või paindlikkust ei tohi segi ajada nende tugede (vundament) jäikuse või liikuvusega, millele rootor on paigaldatud. Rootor loetakse jäigaks, kui selle deformatsioon (paindumine) tsentrifugaaljõudude mõjul on tähelepanuta jäetav. Paindliku rootori deformatsioon on suhteliselt suur ja seda ei saa tähelepanuta jätta.
Käesolevas artiklis käsitleme ainult jäikade rootorite tasakaalustamist. Jäik (mitte deformeeruv) rootor võib omakorda olla paigaldatud jäigale või liikuvale (painduvale) toele. On selge, et see tugede jäikus/vedruvus on samuti suhteline, sõltuvalt rootori kiirusest ja sellest tulenevate tsentrifugaaljõudude suurusest. Tingimuslikuks piiriks on rootori tugede omavõngete sagedus.
Mehaaniliste süsteemide puhul määravad omaalgsete võnkumiste kuju ja sageduse mehaanilise süsteemi elementide mass ja elastsus. See tähendab, et omaalgsete võnkumiste sagedus on mehaanilise süsteemi sisemine omadus ja ei sõltu välistest jõududest. Tasakaalust kõrvale kaldudes kipuvad kandurid tänu elastsusele tasakaaluasendisse tagasi pöörduma. Kuid massiivse rootori inertsuse tõttu on see protsess summutatud võnkumiste iseloomuga. Need võnkumised on rootori-tugede süsteemi loomulikud võnkumised. Nende sagedus sõltub rootori massi ja tugede elastsuse suhtest.
Kui rootor hakkab pöörlema ja selle pöörlemissagedus läheneb omavõngete sagedusele, suureneb vibratsiooni amplituud järsult, mis võib viia konstruktsiooni hävitamiseni.
Tekib mehaanilise resonantsi nähtus. Resonantsi piirkonnas võib pöörlemiskiiruse muutmine 100 pööret minutis põhjustada vibratsiooni suurenemist kümneid kordi. Samal ajal (resonantspiirkonnas) muutub vibratsiooni faas 180° võrra.
Joonis 5 Mehaanilise süsteemi võnkumiste amplituudi ja faasi muutumine välise jõu sageduse muutumisel.
Kui mehhanismi konstruktsioon ei ole õnnestunud ja rootori töösagedus on lähedane loodusvibratsiooni sagedusele, siis muutub mehhanismi toimimine lubamatult suure vibratsiooni tõttu võimatuks. Tavapäraselt ei ole see võimalik, sest isegi väike kiiruse muutus põhjustab vibratsiooniparameetrite drastilise muutuse. Resonantsi piirkonnas tasakaalustamiseks kasutatakse erimeetodeid, mida käesolevas artiklis ei käsitleta.
Võimalik on määrata mehhanismi omavõnkumissagedus rannikulähedasel (rootori pöörlemise väljalülitamisel) või löögimeetodil koos sellele järgneva süsteemi löögile reageerimise spektraalanalüüsiga.
Mehhanismide puhul, mille pöörlemissagedus on resonantssagedusest kõrgem, st mis töötavad resonantsrežiimis, loetakse toed liikuvateks ja mõõtmiseks kasutatakse vibratsiooniandureid, peamiselt vibroakeleromeetreid, mis mõõdavad konstruktsioonielementide kiirendust. Eelresonantsrežiimil töötavate mehhanismide puhul loetakse toed jäigaks. Sel juhul kasutatakse jõuandureid.
Mehaanilise süsteemi lineaarsed ja mittelineaarsed mudelid. Mitte-lineaarsus on tegur, mis takistab tasakaalustamist
Jäikade rootorite tasakaalustamisel kasutatakse tasakaalustamisarvutuste tegemiseks matemaatilisi mudeleid, mida nimetatakse lineaarseteks mudeliteks. Lineaarne mudel tähendab, et sellises mudelis on üks suurus proportsionaalne (lineaarne) teise suurusega. Näiteks kui rootori kompenseerimata massi kahekordistatakse, siis kahekordistub ka vibratsiooni väärtus. Jäikade rootorite puhul võib kasutada lineaarset mudelit, kuna need ei deformeeru.
Paindlike rootorite puhul ei saa enam kasutada lineaarset mudelit. Kui painduva rootori puhul suureneb raskuspunkti mass pöörlemise ajal, tekib täiendav deformatsioon ja lisaks massile suureneb ka raskuspunkti asukoha raadius. Seetõttu suureneb vibratsioon painduva rootori puhul rohkem kui kaks korda ja tavalised arvutusmeetodid ei toimi.
Samuti tugede elastsuse muutumine nende suurte deformatsioonide korral, näiteks kui väikeste deformatsioonide korral töötavad mõned konstruktsioonielemendid ja suurte deformatsioonide korral teised konstruktsioonielemendid. Seetõttu ei saa tasakaalustada mehhanisme, mis ei ole fikseeritud vundamendile, vaid näiteks lihtsalt põrandale asetatud. Oluliste vibratsioonide korral võib tasakaalustamatuse jõud tõmmata mehhanismi põrandalt ära, muutes seeläbi oluliselt süsteemi jäikusomadusi. Mootori jalad peavad olema kindlalt kinnitatud, poldi kinnitused peavad olema pingutatud, seibide paksus peab tagama piisava paigaldusjäikuse jne. Kui laagrid on katki, võivad tekkida märkimisväärsed võlli nihked ja löögid, mille tulemuseks on samuti halb lineaarsus ja võimetus teostada kvaliteetset tasakaalustamist.
Tasakaalustusseadmed ja tasakaalustusmasinad
Nagu eespool märgitud, on tasakaalustamine protsess, mille käigus viiakse peamine keskne inertsustelg vastavusse rootori pöörlemisteljega.
Seda protsessi saab teostada kahe meetodi abil.
Esimene meetod hõlmab rootori kandurite töötlemist nii, et kandurite keskpunkte läbiv telg ristub rootori peamise keskteljega. Sellist meetodit kasutatakse praktikas harva ja seda käesolevas artiklis üksikasjalikult ei käsitleta.
Teine (kõige tavalisem) meetod hõlmab rootorile korrektsioonikaalide teisaldamist, paigaldamist või eemaldamist, mis paigutatakse nii, et rootori inertsustelg oleks võimalikult lähedal selle pöörlemisteljele.
Tasakaalustamise käigus võib korrektsioonikaalu liigutada, lisada või eemaldada mitmesuguste tehnoloogiliste toimingute abil, sealhulgas: puurimine, freesimine, pindamine, keevitamine, kruvimine või lahti kruvimine, laser- või elektronkiirega põletamine, elektrolüüs, elektromagnetiline pindamine jne.
Tasakaalustamisprotsessi saab teostada kahel viisil:
- kokkupandud rootorite tasakaalustamine (oma laagrites), kasutades tasakaalustusmasinaid;
- rootorite tasakaalustamine tasakaalustusmasinatel. Rootorite tasakaalustamiseks oma laagrites kasutatakse tavaliselt spetsiaalseid tasakaalustamisseadmeid (komplekte), mis võimaldavad mõõta tasakaalustatud rootori vibratsiooni selle pöörlemissagedusel vektorina, st mõõta nii vibratsiooni amplituudi kui ka faasi. Praegu valmistatakse eespool nimetatud seadmeid mikroprotsessoritehnoloogia alusel ja need võimaldavad (lisaks vibratsiooni mõõtmisele ja analüüsile) automaatselt välja arvutada nende korrigeerivate raskuste parameetrid, mis tuleks paigaldada rootorile selle tasakaalustamatuse kompenseerimiseks.
Nende seadmete hulka kuuluvad:
- arvutil või tööstuslikul kontrolleril põhinev mõõte- ja arvutusüksus;
- Kaks (või rohkem) vibratsiooniandurit;
- Faasinurga andur;
- tarvikud andurite paigaldamiseks kohapeal;
- spetsialiseeritud tarkvara, mis on mõeldud rootori vibratsiooniparameetrite mõõtmise täielikuks tsükliks ühes, kahes või mitmes korrigeerimistasandis.
Praegu on kõige levinumad kahte tüüpi tasakaalustusmasinad:
- Pehme laagriga masinad (pehmete tugedega);
- Kõvade laagritega masinad (jäikade tugedega).
Pehmete laagritega masinatel on suhteliselt painduvad toed, mis põhinevad näiteks lamedatel vedrudel. Nende tugede omavõngete sagedus on tavaliselt 2-3 korda madalam kui neile paigaldatud tasakaalustava rootori pöörlemissagedus. Masina eelresonantsete tugede vibratsiooni mõõtmisel kasutatakse tavaliselt vibratsiooniandureid (kiirendusmõõturid, vibratsioonikiiruse andurid jne).
Eelresonantsi tasakaalustusmasinates kasutatakse suhteliselt jäiku tugesid, mille vibratsiooni omastussagedus peaks olema 2-3 korda suurem kui tasakaalustatava rootori pöörlemissagedus. Eelresonantsi masina tugede vibratsioonikoormuse mõõtmiseks kasutatakse tavaliselt jõuandureid.
Eelresonantsi tasakaalustusmasinate eeliseks on see, et nende abil saab tasakaalustamist teostada suhteliselt madalatel rootori pöörlemiskiirustel (kuni 400-500 pööret minutis), mis lihtsustab oluliselt masina ja selle aluse konstruktsiooni ning suurendab tasakaalustamise tootlikkust ja ohutust.
Jäikade rootorite tasakaalustamine
Oluline!
- Tasakaalustamine kõrvaldab ainult rootori massi ebasümmeetrilisest jaotumisest põhjustatud vibratsiooni selle pöörlemistelje suhtes. Muid vibratsiooniliike tasakaalustamine ei kõrvalda!
- Tehnilised mehhanismid, mille konstruktsioon tagab resonantside puudumise töösagedusel, mis on usaldusväärselt kinnitatud vundamendile, paigaldatud töökorras laagritesse, kuuluvad tasakaalustamisele.
- Defektne masin tuleb enne tasakaalustamist parandada. Vastasel juhul ei ole kvaliteetne tasakaalustamine võimalik.
Tasakaalustamine ei asenda remonti!
Tasakaalustamise põhiülesanne on leida tasakaalustavate tsentrifugaaljõudude suhtes olevate kompenseerivate raskuste mass ja asukoht.
Nagu eespool mainitud, on jäikade rootorite puhul üldiselt vajalik ja piisav kahe kompenseeriva raskuse paigaldamine. Sellega kõrvaldatakse nii rootori staatiline kui ka dünaamiline tasakaalustamatus. Üldine skeem vibratsiooni mõõtmiseks tasakaalustamise ajal on järgmine.
Joonis 6 Mõõtepunktide ja kaalude (korrigeerimistasandite) asukohtade valik kahes tasapinnas tasakaalustamisel
Vibratsiooniandurid on paigaldatud laagri tugedele punktide 1 ja 2 juures. Rootorile kinnitatakse pöörlemismärgis, tavaliselt peegeldava teibiga. Lasertahomeetriga kasutatakse pöördemärki rootori kiiruse ja vibratsioonisignaali faasi määramiseks.
Joonis 7. Andurite paigaldamine kahes tasapinnas tasakaalustamisel. 1,2 - vibratsiooniandurid, 3 - marker, 4 - mõõtmisseade, 5 - sülearvuti.
Enamikul juhtudel toimub dünaamiline tasakaalustamine kolme alguse meetodil. Meetod põhineb asjaolul, et rootori peale asetatakse tuntud kaaluga katseraskused järjestikku tasanditel 1 ja 2 ning kaalud ja tasakaalustuskaalude asukoht arvutatakse vibratsiooniparameetrite muutuste tulemuste põhjal.
Kaalude paigaldamise kohta nimetatakse korrigeerimistasandiks. Tavaliselt valitakse korrektsioonitasandid laagritugede piirkonnas, millele rootor paigaldatakse.
Esimesel käivitamisel mõõdetakse esialgset vibratsiooni. Seejärel asetatakse rootori peale ühele laagrile lähemale teadaoleva kaaluga katseraskus. Tehakse teine käivitamine ja mõõdetakse vibratsiooniparameetrid, mis peaksid muutuma katsekaalu paigaldamise tõttu. Seejärel eemaldatakse esimesel tasapinnal olev katsekaal ja paigaldatakse teisele tasapinnale. Tehakse kolmas katsekäik ja mõõdetakse vibratsiooniparameetrid. Katsekaalu eemaldatakse ja tarkvara arvutab automaatselt tasakaaluraskuste massid ja paigaldusnurgad.
Testkaalude paigaldamise eesmärk on kindlaks teha, kuidas süsteem reageerib tasakaalustamatuse muutustele. Kaalud ja katseraskuste asukohad on teada, nii et tarkvara saab arvutada nn mõjukoefitsiendid, mis näitavad, kuidas teadaoleva tasakaalustamatuse lisamine mõjutab vibratsiooniparameetreid. Mõjutegurid on mehaanilise süsteemi enda omadused ja sõltuvad tugede jäikusest ja rootori-tugede süsteemi massist (inertsusest).
Sama tüüpi ja sama konstruktsiooniga mehhanismide puhul on mõju koefitsiendid lähedased. Neid on võimalik salvestada arvuti mällu ja kasutada neid sama tüüpi mehhanismide tasakaalustamiseks ilma katsesõitudeta, mis suurendab oluliselt tasakaalustamise tootlikkust. Pange tähele, et katseraskuste mass tuleks valida nii, et vibratsiooniparameetrid muutuksid katseraskuste paigaldamisel märgatavalt. Vastasel juhul suureneb mõju koefitsientide arvutamise viga ja tasakaalustamise kvaliteet halveneb.
Nagu jooniselt 1 näha, mõjub tsentrifugaaljõud radiaalses suunas, st risti rootori teljega. Seetõttu tuleb vibratsiooniandurid paigaldada nii, et nende tundlikkuseline telg oleks samuti radiaalses suunas. Tavaliselt on vundamendi jäikus horisontaalsuunas väiksem, seega on vibratsioon horisontaalsuunas suurem. Seetõttu tuleks tundlikkuse suurendamiseks paigaldada andurid nii, et nende tundlikkuseline telg oleks samuti horisontaalselt suunatud. Kuigi põhimõttelist erinevust ei ole. Lisaks vibratsioonile radiaalses suunas tuleb jälgida ka vibratsiooni aksiaalses suunas, piki rootori pöörlemistelge. See vibratsioon ei ole tavaliselt tingitud mitte tasakaalustamatusest, vaid muudest põhjustest, mis on peamiselt seotud haakeseadme kaudu ühendatud võllide paigutus- ja joondusviga.
Seda vibratsiooni ei saa kõrvaldada tasakaalustamisega, millisel juhul on vajalik joondamine. Tegelikkuses on sellistel masinatel tavaliselt nii rootori tasakaalustamatus kui ka võlli paigutusviga, mis muudab vibratsiooni kõrvaldamise ülesande palju keerulisemaks. Sellistel juhtudel tuleb masin kõigepealt tsentreerida ja seejärel tasakaalustada. (Kuigi tugeva pöördemomendi tasakaalustamatuse korral tekib vibratsioon ka telgsuunas, mis on tingitud vundamendikonstruktsiooni "väändumisest").
Näiteid väikeste rootorite tasakaalustamiseks mõeldud pinkide kohta oleme arutanud oma teistes artiklites:
Pehme toega tasakaalustav statiiv.
Elektrimootorite rootorite tasakaalustamine.
Lihtsad, kuid tõhusad tasakaalustusseadmed
Tasakaalustusmehhanismide kvaliteedi hindamise kriteeriumid.
Rootorite (mehhanismide) tasakaalustamise kvaliteeti saab hinnata kahel viisil. Esimene meetod hõlmab tasakaalustamisprotsessi käigus tuvastatud jääkebalansside suuruse võrdlemist jääkebalansside tolerantsiga. Need tolerantsid eri rootorklasside jaoks on määratletud standardis ISO 1940-1-2007. Osa 1. Lubatud tasakaalustamatuse määratlus.
Siiski ei saa ettenähtud tolerantside järgimine täielikult tagada mehhanismi töökindlust, mis on seotud selle vibratsiooni miinimumtaseme saavutamisega. See on seletatav asjaoluga, et mehhanismi vibratsiooni suurus ei sõltu mitte ainult selle rootori jääktasakaalustamatusega seotud jõu suurusest, vaid ka mitmetest muudest parameetritest, sealhulgas mehhanismi konstruktsioonielementide jäikusest k, selle massist m, summutustegurist ja pöörlemissagedusest. Seetõttu on mehhanismi dünaamiliste omaduste (sealhulgas selle tasakaalu kvaliteedi) hindamiseks mitmel juhul soovitatav hinnata mehhanismi jääkvibratsiooni taset, mida reguleerivad mitmed standardid.
Kõige levinum standard, mis reguleerib mehhanismide lubatud vibratsioonitasemeid, on ISO 10816-3-2002. Selle abil on võimalik kehtestada mis tahes tüüpi masinate tolerantsid, võttes arvesse nende elektrilise ajami võimsust.
Lisaks sellele universaalsele standardile on välja töötatud mitmeid spetsiifilisi standardeid konkreetsete masinatüüpide jaoks. Näiteks 31350-2007 , ISO 7919-1-2002 jne.
ISO 1940-1-2007. "Vibratsioon. Nõuded jäikade rootorite tasakaalustamise kvaliteedile. Osa 1. Lubatud tasakaalustamatuse määramine".
ISO 10816-3:2009 Eelvaade Mehaaniline vibratsioon - Masina vibratsiooni hindamine mittepöörlevate osade mõõtmise teel - Osa 3: Tööstusmasinad nimivõimsusega üle 15 kW ja nimikiirusega 120 r/min kuni 15 000 r/min kohapeal mõõtmisel."
ISO 14694:2003 "Tööstusventilaatorid - Tasakaalukvaliteedi ja vibratsioonitaseme spetsifikatsioonid",
ISO 7919-1-2002 "Pöörlevate liikumiseta masinate vibratsioon. Mõõtmised pöörlevatel võllidel ja hindamiskriteeriumid. Üldised juhised."