Kohapealse tasakaalustamise mõistmine (kohapealne tasakaalustamine)
Kohapealne tasakaalustamine, tuntud ka kui kohapealne tasakaalustamine, on protsess, mille käigus parandatakse tasakaalustamatus ühest rootor kui see töötab oma laagrites ja tugikonstruktsioonil tavapärasel töökiirusel või selle lähedasel kiirusel. Erinevalt töökodas tehtavast tasakaalustamisest, kus rootor eemaldatakse ja paigaldatakse spetsiaalsele tasakaalustusmasin, tehakse kohapealne tasakaalustamine paigalduskohas täielikult kokkupandud masinal. See on praktiline, igapäevane vorm rootori tasakaalustamine hooldus- ja töökindluse meeskondadele, sest see korrigeerib masina tööd selle tegeliku töö käigus.
1. Mõiste: Mis on kohapealne tasakaalustamine?
Selle protsessi käigus kasutatakse tavaliselt kaasaskantavat vibratsioonianalüsaator mõõta amplituud ja faas 1× (jooksukiirus) vibratsiooni, kinnita proovikaal teadaoleva massiga, mõõda uuesti vibratsioonireaktsiooni ja arvuta seejärel vajalik korrektsioonikaal ja selle nurkpaigutus. Kuna rootor püsib oma laagrites, peegeldab tulemus masina tegelikku töötingimust, mitte aga tasakaalustamisstendil saavutatud ideaalset seisundit.
Faasiviide on hädavajalik: analüsaator peab teadma kus kus võll igal hetkel asub, et teisendada vibratsiooni tipp raskuspunkti nurgaks. See viide pärineb tahhomeeter käivitub üks kord ühe pöörde jooksul, tavaliselt ribalt helkurlint.
2. Miks on väljade tasakaalustamine vajalik?
Kuigi töökoja tasakaalustamine on väga täpne, ei saa see arvestada kõigi teguritega, mis mõjutavad masina tasakaalu selle töökeskkonnas. Välitasakaalustamine on vajalik siis, kui tasakaalustamatus on põhjustatud kogu masinakomplekti arvessevõtmisest või seda saab korrigeerida ainult kogu masinakomplekti arvessevõtmise teel. Levinud põhjused on järgmised:
- Sõlme tasakaalustamatus: masina lõplik tasakaalustamatus on kõigi selle pöörlevate osade (tiivik, võll, sidur(rihmiratas, kiilud ja kinnitusdetailid). Kohapealne tasakaalustamine korrigeerib kogu sõlme tasakaalustamatust korraga, sealhulgas ka masina uuesti kokkupanekul tekkinud väikeseid nihkeid.
- Käitustingimuste mõjud: Tasakaalustamatust võivad põhjustada tingimused, mis ilmnevad vaid tavapärase töö käigus, näiteks termiline moonutus rootori, aerodünaamilised jõudvõi hüdraulilised jõud. Neid ei ole võimalik poe tasakaalustusmasinal jäljendada.
- Materjali kuhjumine või kulumine: ventilaatorite, puhurite ja tsentrifuugide puhul toote ebaühtlane kogunemine või ebaühtlane kandma põhjustab aja jooksul tasakaalustamatuse tekkimist. Tasakaalustamine kohapeal on ainus praktiline viis selle probleemi lahendamiseks ilma täieliku kapitaalremondita.
- Eemaldamise ebapraktilisus: väga suurte masinate puhul – suured tööstusventilaatorid, turbiingeneraatorid – on rootori eemaldamine töökodas tasakaalustamiseks äärmiselt kulukas ja aeganõudev. Kohapealne tasakaalustamine on palju ökonoomsem ja kiirem lahendus ning see on aluseks kohapealse tasakaalustamise kriteeriumidele ISO 21940-13.
3. Kohapealse tasakaalustamise protsess (mõjukoefitsiendi meetod)
Kõige levinum meetod kohapealseks tasakaalustamiseks on mõju koefitsiendi meetod, mis järgib loogilist ja korratavat järjekorda:
- Esialgne katse: masinat käitatakse tavapärasel töökiirusel ning mõõdetakse ja registreeritakse esialgse 1× vibratsiooni amplituud ja faas — esialgne tasakaalustamatus vektor — mõõdetakse ja registreeritakse.
- Katsekaalu paigutamine: seade on seiskatud ja teadaoleva massiga katsekaal on kindlalt kinnitatud rootorile teadaolevas nurkpositsioonis.
- Proovikäivitus: seadet käivitatakse uuesti samal kiirusel. Mõõdetakse ja registreeritakse uus vibratsiooni amplituud ja faas (vastusvektor).
- Arvutus: katsekaalu poolt põhjustatud vibratsioonivektori muutus annab tulemuseks mõju koefitsient, mis kirjeldab, kui palju muutub vibratsioon mõõtepunktis antud tasakaalustamatuse korral korrigeerimiskohas. Analüsaator kombineerib selle koefitsiendi algvektoriga — kasutades vektori liitmine — et arvutada vajaliku korrigeerimise täpne mass ja nurk.
- Korrektsioonikaalu paigutamine: Masin peatatakse, prooviraskus eemaldatakse ja arvutatud lõplik korrektsiooniraskus kinnitatakse püsivalt määratud nurga alla.
- Kontrollimine: seadet käivitatakse veel viimast korda, et veenduda, et vibratsioon on langenud vastuvõetavale tasemele vastavalt sellistele standarditele nagu ISO 20816-1, ja et jääktasakaalustamatus jääb valitud lubatud hälbe piiridesse.
Lihtsate rootorite puhul kasutatakse ühe tasapinna tasakaalustamine; pikemad rootorid, millel esineb pöördemomendi komponent, nõuavad kahe tasapinna (dünaamiline) tasakaalustamine. A proovikaalu kalkulaator aitab valida ohutu ja tõhusa algmassi esimeseks katsetamiseks.
4. Välja tasakaalustamine praktikas kaasaskantava analüsaatori abil
Tegelikus olukorras kasutatakse kogu eespool kirjeldatud protsessi läbiviimiseks ühte käsiseadet, mitte tasakaalustavat alust. Näiteks selline kaasaskantav kahekanaliline analüsaator nagu Balanset-1A mõõdab iga laagri 1× amplituudi ja faasi, arvutab mõjukoefitsiendid automaatselt ning juhendab ühe- ja kahe-tasapinnalisi korrigeerimisi – seejärel kontrollib jääk-tasakaalustamatust võrreldes ISO 21940-11 tasakaalu- ja kvaliteediklassid. Seade töötab masina enda laagrites töökäigul ja registreerib seega masina tegeliku töötingimuse – sealhulgas koostu, soojus- ja aerodünaamilised mõjud –, mida töökoda lihtsalt ei suuda jäljendada. Komplektis olev optiline lasertahhomeeter saab ühe pöörde kohta faasiviite väikese peegeldava kleeplindi abil, mistõttu pole vaja teha muid ettevalmistusi peale kleeplindi paigaldamise.
5. Olulised aspektid ja kaitsemeetmed
Väljatasakaalustamine nõuab oskusi ja hoolikat planeerimist. Nagu on sätestatud sellistes standardites nagu ISO 21940-13, ohutus on esmatähtis.
- Ohutus: katse- ja korrigeerimiskaalud peavad olema kinnitatud piisavalt kindlalt, et need taluksid tsentrifugaaljõud töökiirusel ning masinale juurdepääsu tuleb töötamise ajal kontrollida.
- Eeltingimused: Enne tasakaalustamist tuleb välistada muud kõrge 1× vibratsiooni põhjused — joondusviga, resonants, a painutatud võll, või mehaaniline lõtvus — sest tasakaalustamine ei saa lahendada probleemi, mis tegelikult ei ole tasakaalust väljas.
- Instrumentatsioon: Selle töö jaoks on vaja analüsaatorit, mis suudab mõõta amplituudi ja faasi, ning faasireferentsandurit (tahhomeetrit). Mõõtmistulemuste korratavus sõltub anduri ühtlasest paigaldamisest ning puhtast ja usaldusväärsest tahhomeetri impulssist.
- Kiiruse stabiilsus: masin peab säilitama kogu sõidu vältel ühtlase kiiruse; kiiruse kõikumine moonutab faasiandmeid, millel kogu arvutus põhineb.
