Mis on N+2 meetod mitmetasandilises tasakaalustamises? • Kaasaskantav tasakaalustaja, vibratsioonianalüsaator "Balanset" purusti, ventilaatorite, multšerite, kombainide kruvide, võllide, tsentrifuugide, turbiinide ja paljude teiste rootorite dünaamiliseks tasakaalustamiseks. Mis on N+2 meetod mitmetasandilises tasakaalustamises? • Kaasaskantav tasakaalustaja, vibratsioonianalüsaator "Balanset" purusti, ventilaatorite, multšerite, kombainide kruvide, võllide, tsentrifuugide, turbiinide ja paljude teiste rootorite dünaamiliseks tasakaalustamiseks.

Mis on N+2 meetod mitmetasandilises tasakaalustamises?

Avaldanud admin saidil

N+2 meetodi mõistmine mitmetasandilises tasakaalustamises

Definitsioon: Mis on N+2 meetod?

The N+2 meetod on edasijõudnud tasakaalustamine protseduur, mida kasutatakse mitme tasapinna tasakaalustamine kohta painduvad rootorid. Nimi kirjeldab mõõtmisstrateegiat: kui N on arv parandustasandid nõutav, meetod kasutab N-i proovikaal jooksud (üks iga tasapinna kohta) pluss 2 täiendavat jooksut – üks esialgne baasjoone mõõtmine ja üks viimane verifitseerimisjooks – kokku N+2 jooksut.

See süstemaatiline lähenemine laiendab põhimõtteid kahe tasapinna tasakaalustamine olukordades, mis nõuavad kolme või enamat korrektsioonitasandit, mis on tavaline kiirete painduvate rootorite puhul, näiteks turbiinide, kompressorite ja pikkade paberimasinate rullide puhul.

Matemaatiline Sihtasutus

N+2 meetod põhineb mõju koefitsiendi meetod, laiendatud mitmele tasapinnale:

Mõju koefitsiendi maatriks

N korrektsioonitasandi ja M mõõtepunktiga rootori puhul (tavaliselt M ≥ N) saab süsteemi kirjeldada mõjutegurite M×N maatriksiga. Iga tegur αᵢⱼ kirjeldab, kuidas korrektsioonitasandil j olev ühikkaal mõjutab vibratsiooni mõõtepunktis i.

Näiteks 4 korrektsioonitasandi ja 4 mõõtmiskohaga:

  • α₁₁, α₁₂, α₁₃, α₁₄ kirjeldavad, kuidas iga tasapind mõjutab mõõtmiskohta 1
  • α₂₁, α₂2, α23, α₂4 kirjeldavad mõju mõõtmiskohale 2
  • Ja nii edasi asukohtade 3 ja 4 puhul

See loob 4×4 maatriksi, mis nõuab 16 mõjutuskoefitsiendi määramist.

Süsteemi lahendamine

Kui kõik koefitsiendid on teada, lahendab tasakaalustustarkvara M samaaegse vektorvõrrandi süsteemi, et leida N korrektsioonikaalu (W₁, W₂, … Wₙ), mis minimeerivad vibratsioon kõigis M mõõtmispunktides samaaegselt. See nõuab keerukaid vektori matemaatika ja maatriksi inversiooni algoritmid.

N+2 protseduur: samm-sammult

Protseduur järgib süstemaatilist järjestust, mis skaleerub vastavalt korrektsioonitasandite arvule:

1. jooks: esialgne baasjoone mõõtmine

Rootorit käitatakse algses tasakaalustamata olekus tasakaalustuskiirusel. Vibratsiooni amplituud ja faas mõõdetakse kõigis M mõõtmispunktides (tavaliselt iga laagri juures ja mõnikord ka vahepealsetes asendites). Need mõõtmised määravad baasjoone tasakaalutus Vektorid, mida tuleb korrigeerida.

Jooksud 2 kuni N+1: Järjestikused proovijooksud kaalu järgi

Iga korrektsioonitasandi (1-st N-ni) kohta:

  1. Peatage rootor ja kinnitage teadaoleva massiga katseraskus teadaolevasse nurkasendisse ainult selles konkreetses korrektsioonitasandis.
  2. Laske rootoril töötada samal kiirusel ja mõõtke vibratsiooni kõigis M-punktides.
  3. Vibratsiooni muutus (voolumõõtmine miinus algväärtus) näitab, kuidas see konkreetne tasapind mõjutab iga mõõtmiskohta
  4. Enne järgmisele tasapinnale liikumist eemaldage prooviraskus

Pärast kõigi N prooviversiooni sooritamist on tarkvara määranud täieliku M×N mõjuteguri maatriksi.

Arvutuse faas

Tasakaalustusvahend lahendab maatriksvõrrandid, et arvutada vajalik paranduskaalud (nii mass kui ka nurk) iga N-korrektsioonitasandi jaoks.

Käivitus N+2: Kontrollimiskäivitus

Kõik N arvutatud korrektsioonivihti paigaldatakse püsivalt ja lõplik kontrollkäivitus kinnitab, et vibratsioon on kõigis mõõtmiskohtades vähendatud vastuvõetavale tasemele. Kui tulemused on ebarahuldavad, võib teha trimmi tasakaalustuse või täiendava iteratsiooni.

Näide: Nelja tasapinna tasakaalustamine (N=4)

Pika painduva rootori puhul, mis vajab nelja korrektsioonitasandit:

  • Jooksude koguarv: 4 + 2 = 6 jooksu
  • 1. jooks: Esialgne mõõtmine 4 laagri juures
  • 2. jooks: Prooviraskus 1. tasapinnal, mõõtke kõik 4 laagrit
  • 3. jooks: Prooviraskus 2. tasapinnal, mõõtke kõik 4 laagrit
  • 4. jooks: Prooviraskus 3. tasapinnal, mõõtke kõik 4 laagrit
  • 5. voor: Prooviraskus 4. tasapinnal, mõõtke kõik 4 laagrit
  • 6. voor: Kontrollimine kõigi 4 paranduse installimisega

See genereerib 4×4 maatriksi (16 koefitsienti), mis lahendatakse nelja optimaalse paranduskaalu leidmiseks.

N+2 meetodi eelised

N+2 lähenemisviis pakub mitmetasandilise tasakaalustamise jaoks mitmeid olulisi eeliseid:

1. Süstemaatiline ja terviklik

Iga korrektsioonitasandit testitakse eraldi, mis annab rootori-laagrisüsteemi reaktsiooni täieliku iseloomustuse kõigil tasapindadel ja mõõtmiskohtades.

2. Arvestab keeruka ristseotusega

Paindlikes rootorites võib mis tahes tasapinnal olev raskus oluliselt mõjutada vibratsiooni kõigis laagrite asukohtades. N+2 meetod hõlmab kõiki neid interaktsioone oma ulatusliku koefitsientide maatriksi abil.

3. Matemaatiliselt range

Meetod kasutab väljakujunenud lineaaralgebra tehnikaid (maatriksi inversioon, vähimruutude meetod), mis pakuvad optimaalseid lahendusi, kui süsteem käitub lineaarselt.

4. Paindlik mõõtmisstrateegia

Mõõtekohtade arv (M) võib ületada parandustasandite arvu (N), võimaldades ülemääratud süsteeme, mis suudavad mõõtmismüra juuresolekul pakkuda robustsemaid lahendusi.

5. Komplekssete rootorite tööstusstandard

N+2 meetod on aktsepteeritud standard kiirete turbomootorite ja muude kriitiliste painduvate rootorirakenduste jaoks.

Väljakutsed ja piirangud

Mitme tasapinna tasakaalustamine N+2 meetodi abil tekitab olulisi väljakutseid:

1. Suurem keerukus

Proovisõitude arv kasvab lineaarselt tasapindade arvuga. 6-tasapinnalise tasakaalu jaoks on vaja kokku 8 katset, mis suurendab oluliselt aega, kulusid ja masina kulumist.

2. Mõõtmistäpsuse nõuded

Suurte maatrikssüsteemide lahendamine võimendab mõõtmisvigade mõju. Kvaliteetsed mõõteriistad ja hoolikas tehnika on hädavajalikud.

3. Numbriline stabiilsus

Maatriksi inversioon võib muutuda halvasti tingimuslikuks, kui:

  • Korrektsioonitasandid on liiga lähestikku
  • Mõõtmiskohad ei jäädvusta rootori reaktsiooni piisavalt hästi.
  • Prooviraskused tekitavad ebapiisavaid vibratsioonimuutusi

4. Aeg ja maksumus

Iga täiendav lennuk lisab uue proovisõidu, pikendades seisakuid ja tööjõukulusid. Kriitiliste seadmete puhul tuleb seda tasakaalustada suurepärase tasakaalukvaliteedi eelistega.

5. Nõuab täiustatud tarkvara

N×N keerukate vektorvõrrandite süsteemide lahendamine on käsitsi arvutamisest kaugemale ulatuv ülesanne. Hädavajalik on spetsiaalne mitmetasandiliste funktsioonidega tasakaalustustarkvara.

Millal kasutada N+2 meetodit

N+2 meetod sobib järgmistel juhtudel:

  • Paindlik rootori töö: Rootor töötab oma esimese (ja võib-olla ka teise või kolmanda) kohal. kriitiline kiirus
  • Pikad peenikesed rootorid: Suur pikkuse ja läbimõõdu suhe, mis läbib märkimisväärset painutust
  • Kahe tasapinna ebapiisav: Varasemad kahe tasapinna tasakaalustamise katsed ei andnud vastuvõetavaid tulemusi.
  • Mitu kriitilist kiirust: Rootor peab töötamise ajal läbima mitu kriitilist kiirust
  • Kõrge väärtusega seadmed: Kriitilised turbiinid, kompressorid või generaatorid, mille puhul on õigustatud investeering terviklikku tasakaalustamisse
  • Tugev vibratsioon vahepealsetes kohtades: Vibratsioon on otsalaagrite vahelistes kohtades liigne, mis viitab tasakaalustamatusele laagrite keskel.

Alternatiiv: modaalne tasakaalustamine

Väga painduvate rootorite puhul, modaalne tasakaalustamine võib olla tavapärasest N+2 meetodist efektiivsem. Moodne tasakaalustamine on suunatud pigem konkreetsetele vibratsioonirežiimidele kui kindlatele kiirustele, saavutades potentsiaalselt paremaid tulemusi vähemate katsetustega. See aga nõuab veelgi keerukamat analüüsi ja rootori dünaamika mõistmist.

N+2 meetodi edukuse parimad tavad

Planeerimisetapp

  • Valige hoolikalt N-korrektsioonitasandi asukohad – laia vahega, ligipääsetavad ja ideaaljuhul rootori režiimi kujule vastavad asukohad.
  • Tuvastage M ≥ N mõõtmiskohta, mis adekvaatselt tabavad rootori vibratsiooniomadusi.
  • Planeeri termilise stabiliseerumise aega jooksude vahel
  • Valmistage ette prooviraskused ja paigaldusdetailid

Täitmisetapp

  • Säilitage absoluutselt ühtlased töötingimused (kiirus, temperatuur, koormus) kõigi N+2 katsete jooksul
  • Kasutage piisavalt suuri katseraskusi, et saada selgeid ja mõõdetavaid reaktsioone (vibratsiooni muutus 25–50%).
  • Müra vähendamiseks tehke mitu mõõtmist jooksu kohta ja arvutage nende keskmine väärtus
  • Dokumenteerige hoolikalt katsevihtide massid, nurgad ja raadiused
  • Kontrollige faasimõõtmise kvaliteeti – faasivead suurenevad suurtes maatrikslahendustes

Analüüsifaas

  • Vaadake mõjukoefitsiendi maatriks üle anomaaliate või ootamatute mustrite suhtes
  • Kontrollige maatriksi tingimusnumbrit – kõrged väärtused näitavad numbrilist ebastabiilsust
  • Kontrollige, et arvutatud korrektsioonid oleksid mõistlikud (mitte liiga suured ega väikesed)
  • Enne paranduste paigaldamist kaaluge oodatava lõpptulemuse simulatsiooni

Integreerimine teiste tehnikatega

N+2 meetodit saab kombineerida teiste lähenemisviisidega:

  • Kiiruse astmeline tasakaalustamine: Tasakaalu optimeerimiseks kogu töövahemikus tehke N+2 mõõtmist mitmel kiirusel
  • Hübriidmodaalne-tavapärane: Kasutage korrektsioonitasandi valiku teavitamiseks modaalanalüüsi ja seejärel rakendage N+2 meetodit.
  • Iteratiivne täpsustamine: Tehke N+2 tasakaalustamine ja seejärel kasutage trimmi tasakaalustamiseks seatud vähendatud mõjutegurit

← Tagasi põhiindeksi juurde

Kategooriad:
WhatsApp