Mis on rootori tasakaalustamine? Põhjalik juhend

Definitsioon: tasakaalustamise põhikontseptsioon

Rootori tasakaalustamine on süstemaatiline protsess, mille käigus parandatakse pöörleva keha (rootori) massijaotust, et tagada efektiivse massi keskjoone ja tegeliku geomeetrilise keskjoone kokkulangemine. Kui rootor on tasakaalustamata, tekivad pöörlemise ajal tsentrifugaaljõud, mis põhjustavad liigset vibratsiooni, müra, lühenenud laagri eluiga ja potentsiaalselt katastroofilisi rikkeid. Tasakaalustamise eesmärk on minimeerida neid jõude, lisades või eemaldades täpseid raskuskoguseid kindlates kohtades, vähendades seeläbi vibratsiooni vastuvõetava tasemeni.

Miks on tasakaalustamine kriitilise tähtsusega hooldusülesanne?

Tasakaalutus on pöörlevate masinate üks levinumaid vibratsiooniallikaid. Täppistasakaalu tegemine ei seisne ainult vibratsiooni vähendamises; see on kriitiline hooldustegevus, mis pakub märkimisväärseid eeliseid:

• Pikendatud laagri eluiga: Tasakaalustamatusest tulenevad jõud kanduvad otse laagritele. Nende jõudude vähendamine pikendab laagrite eluiga märkimisväärselt.
• Täiustatud masina töökindlus: Madalam vibratsioon vähendab koormust kõigile masina komponentidele, sealhulgas tihendite, võllide ja konstruktsioonitugede, mis vähendab rikkeid.
• Täiustatud ohutus: Kõrge vibratsioonitase võib põhjustada komponentide rikkeid, mis tekitab töötajatele olulisi ohutusriske.
• Vähendatud müratase: Mehaaniline vibratsioon on tööstusliku müra peamine allikas. Hästi tasakaalustatud masin töötab palju vaiksemalt.
• Väiksem energiatarve: Energia, mis muidu läheks raisku vibratsiooni ja soojuse tekitamiseks, muundatakse kasulikuks tööks, parandades efektiivsust.

Tasakaalustamise tüübid: staatiline vs dünaamiline

Tasakaalustusprotseduurid liigitatakse vastavalt korrigeeritava tasakaalustamatuse tüübile. Kaks peamist tüüpi on staatiline ja dünaamiline tasakaalustamine.

Staatiline tasakaalustamine (ühe tasapinna tasakaalustamine)

Staatiline tasakaalustamatus tekib siis, kui rootori massikese on pöörlemisteljest nihkes. Seda visualiseeritakse sageli ühe „raske kohana“. Staatiline tasakaalustamine korrigeerib seda, rakendades ühe parandusraskuse 180° nurga all raske koha vastas. Seda nimetatakse „staatiliseks“, kuna seda tüüpi tasakaalustamatust saab tuvastada ka paigalseisva rootori korral (näiteks noaservadel rullikutel). See sobib kitsaste, kettakujuliste rootorite, näiteks ventilaatorite, lihvketaste ja hoorataste jaoks, mille pikkuse ja läbimõõdu suhe on väike.

Dünaamiline tasakaalustamine (kahe tasapinna tasakaalustamine)

Dünaamiline tasakaalustamatus on keerulisem seisund, mis hõlmab nii staatilist tasakaalustamatust kui ka nn rootoripaari tasakaalustamatust. Rootoripaari tasakaalustamatus tekib siis, kui rootori vastasotstes on kaks võrdse suurusega raskuspunkti, mis asuvad teineteisest 180° nurga all. See tekitab kõikumisliikumise ehk momendi, mida saab tuvastada ainult siis, kui rootor pöörleb. Dünaamiline tasakaalustamine on vajalik enamiku rootorite puhul, eriti nende puhul, mille pikkus on suurem kui läbimõõt (näiteks mootori armatuurid, võllid ja turbiinid). See nõuab korrektsioonide tegemist vähemalt kahes erinevas tasapinnas piki rootori pikkust, et tasakaalustada nii jõudu kui ka rootoripaari tasakaalustamatust.

Tasakaalustamise protseduur: kuidas seda tehakse

Kaasaegset tasakaalustamist tehakse tavaliselt spetsiaalsete seadmete ja süstemaatilise lähenemisviisi abil, sageli mõjuteguri meetodit kasutades:

1. Esialgne käivitamine: Masinat käitatakse, et mõõta olemasoleva tasakaalustamatuse põhjustatud algvibratsiooni amplituudi ja faasinurka. Kasutatakse vibratsiooniandurit ja tahhomeetrit (faasi võrdluseks).
2. Proovikaalu jooks: Teadaolev katseraskus kinnitatakse ajutiselt rootorile teadaolevas nurgaasendis korrektsioonitasandis.
3. Teine jooks: Masinat käitatakse uuesti ning mõõdetakse uus vibratsiooni amplituud ja faas. Vibratsiooni muutuse (vektori erinevuse) põhjustab ainult prooviraskus.
4. Arvutus: Teades, kuidas prooviraskus vibratsiooni mõjutas, arvutab tasakaalustusvahend „mõjuteguri“. Seda koefitsienti kasutatakse seejärel korrektsiooniraskuse täpse koguse ja täpse nurga määramiseks, kuhu see tuleb paigutada, et algset tasakaalustamatust kompenseerida.
5. Parandus ja kontrollimine: Prooviviht eemaldatakse, paigaldatakse arvutatud püsiv korrektsiooniviht ja tehakse viimane katse, et kontrollida vibratsiooni vähenemist vastuvõetavale tasemele. Kahe tasapinna tasakaalustamisel korratakse seda protsessi teise tasapinna jaoks.

Asjakohased standardid ja tolerantsid

Vastuvõetavad vibratsioonitasemed ei ole suvalised. Need on määratletud rahvusvaheliste standarditega, eelkõige ... ISO 21940 seeria (mis asendas vanema standardi ISO 1940). Need standardid määratlevad erinevate masinaklasside jaoks „tasakaalu kvaliteediklassid” (nt G 6.3, G 2.5, G 1.0). Madalam G-arv näitab rangemat tolerantsi. Neid klasse kasutatakse antud rootori maksimaalse lubatud jääktasakaalustamatuse arvutamiseks selle massi ja töökiiruse põhjal, tagades selle vastavuse töönõuetele.

← Tagasi põhiindeksi juurde