Korrektsioonitasandi mõistmine
A parandustasand — mida nimetatakse ka tasakaalustavaks tasapinnaks — on mis tahes tasapind, mis on risti rootor võlli teljega, kus tasakaalustamine on võimalik teha parandusi. Lihtsamalt öeldes on tegemist kohaga rootoril, kus saab massi lisada (keevitamise, poltide kinnitamise või epoksüüdi abil) või eemaldada (puuri, lihvimise või freesimise abil), et tühistada tasakaalustamatus tingimus. Õigete korrigeerimistasapindade valik on üks esimesi ja olulisemaid otsuseid igas tasakaalustustöös, sest iga korrektsioonikaal analüsaatori hiljem määratud korrektsiooni saab teha ainult seal, kus kasutatav tasand on olemas.
1. Definitsioon: Mis on korrektsioonitasand?
Korrektsioonitasand on tasakaalustamisprotsessi tööpind. Tasakaalustamatus ise on jaotunud üle kogu rootori massi, kuid korrektsioone ei saa teha „õhus“ telje suunas – need peavad langema osa tegelikule, juurdepääsetavale pinnale. Tasand määrab selle pinna telje suunalise asukoha; selle ümber asuv nurkpositsioon on koht, kus faas mõõtmine näitab, kus asub raskem (või kergem) koht.
Kaks nõuet on tingimusteta. Tasand peab olema füüsiliselt ligipääsetav nii, et puur, lihvija või keevitaja sellele ulatuks, ning see peab olema piisavalt tugev et hoida korrigeerimisraskust kindlalt paigas kogu rootori kasutusaja jooksul. Kiiruse juures lahti tulev raskus muutub uueks – ja ohtlikuks – tasakaalustamatuse allikaks.
2. Kui palju korrigeerimistasandeid on vaja?
Vajalike tasandite arv sõltub olemasoleva tasakaalustamatuse liigist ning sellest, kas rootor käitub töökiirusel jäiga või painduva kehana.
a) Ühe tasapinna tasakaalustamine
Ühest korrigeerimistasandist piisab ainult puhta staatiline tasakaalustamatus, kus raskuskohta võib käsitada kui kitsa, kettakujulise rootori keskele koondunud punkti. Korrektsiooniks on üks mass, mis on paigutatud mõõdetud raskuskohast 180° vastas. Ühe tasapinna tasakaalustamine on iseloomulik lihvketastele, ühe soonega rihmaratastele ja kitsastele ventilaatoritele.
b) Kahe tasapinna tasakaalustamine
Parandamiseks on vaja kahte parandustasandit dünaamiline tasakaalustamatus — tööstuslike rootorite kõige levinum probleem, mis on omakorda staatilise ja paari tasakaalutus. Meetod arvutab iga elemendi jaoks eraldi kaalu ja nurga iga tasandil, ning need kaks korrigeerimist toimivad koos, et kõrvaldada nii staatiline „värin” kui ka paarisvõnkumine. Kahe tasapinna tasakaalustamine See kehtib enamiku mootorite rootorite, pumba tiivikute, mitme soonega rihmarattade ja veovõllide kohta.
c) Mitmetasandiline tasakaalustamine
Rohkem kui kahte tasandit on vaja painduvad rootorid, mis kiiruse mõjul painduvad nii, et ühes kohas tehtud korrigeerimine võib rikkuda tasakaalu teises kohas. Lisatasandid neutraliseerivad rootori paindumismoode selle töökäigu kiiruse lähedal. Mitmetasandiline tasakaalustamine — mida kasutatakse kiiresti pöörlevates gaasiturbiinides, paberimasinate pikkades rullides ja mitmeastmelistes kompressorites — on spetsiifiline ülesanne, mis hõlmab tavaliselt modaalse modelleerimise ja mitmeid kiiresti pöörlevaid katsetusi.
3. Korrektsioonitasandite praktiline valik
Töö seadistamisel kaalub operaator enne kahe tasandi valimist mitut praktilist tegurit:
- Ligipääsetavus: Kas puur, keevitusaparaat või kinnitusvahend jõuab tegelikult kohale, kui masin on sellises seisukorras, nagu see leiti?
- Materjali tugevus: Kas metall on piisavalt paks ja tugev, et seda puurida või et see kannaks keevitatud raskust? Õhukesi ventilaatorilabadeid ei kasutaksite kunagi – kasutaksite paksemat rummu või tagaplaati.
- Tasandite vahekaugus: Kahe tasandi puhul annab tasanditevahelise telgvahe maksimeerimine suurema mõju paari tasakaalutus, mis annab üldjuhul väiksemad ja täpsemad korrektsioonmassid.
- Komponendi terviklikkus: Parandusmeetod ei tohi mingil juhul kahjustada rootori konstruktsioonilist tugevust ega väsimusvastupidavust.
4. Korrektsioonitasandid välitingimustes tasakaalustamisel
Kokkupandud seadmel, mis töötab oma laagritel, on korrigeerimispinnad need kaks pinda, milleni insener saab ilma seadme lahtimonteerimiseta ligi pääseda – sageli on need ventilaatori rummu otsad või tiiviku kaitsekesta nähtavad pinnad. Selline kaasaskantav kahekanaliline mõõteriist nagu Balanset-1A mõõdab iga laagri juures 1× amplituudi ja faasi ning arvutab rootori mõjukoefitsiendid alates proovikaal käivitab ja arvutab seejärel välja iga valitud tasandi vajaliku massi ja nurga. Kuna tasandid on määratud masina füüsiliste võimalustega, tagab nende selge määratlemine enne esimest käivitamist – ning nende nurgaviite salvestamine – tulemusliku korrigeerimise korratavuse ja kontrollitud jääktasakaalustamatus sisukas.
5. Korrektsiooni jagamine fikseeritud nurkasendite vahel
Mõnikord langeb ideaalne korrektsiooninurk kohta, kus metalli ei ole — näiteks kahe ventilaatorilaba vahele. Sel juhul jagatakse vajalik üksikraskus kaheks komponendiks lähimates saadaolevates fikseeritud nurkasendites samas korrektsioonitasandis, tehnikaga, mida nimetatakse jagamiskorrektsioon. Need kaks osaraskust annavad vektoriaalselt kokku sama efekti nagu üks raskus kättesaamatu nurga juures. See ei ole sama mis kahetasandiline tasakaalustamine: kahetasandiline tasakaalustamine jaotab korrektsioonid kahe aksiaalne tasandi vahel, et eemaldada staatiline ja momenttasakaalustamatus, samas kui jagatud korrektsioon on ühe korrektsiooni vektoriaalne lahutamine ühes tasandis, kui nõutud nurk ei ole kättesaadav. Mõlemal juhul on tasandi geomeetria sama oluline kui arvud: hästi valitud ligipääsetavate, üksteisest piisavalt eraldatud tasandite paar hoiab korrektsioonid väikesed, kindlalt kinnitatavad ja hõlpsasti kontrollitavad vastavalt ISO 21940-11 tasakaalu klass.
