Pöörlevate masinate tasakaalustamatuse mõistmine

Definitsioon: Mis on tasakaalustamatus?

Tasakaalustamatus (kasutatakse sageli vaheldumisi tasakaalustamatusega) on rootori seisund, kus massikese (või raskuskese) ei ole pöörlemiskeskmega joondatud. See nihe, mida tuntakse kui ekstsentrilisus, tähendab, et mass ei ole pöörlemistelje ümber ühtlaselt jaotunud. Kui rootor pöörleb, tekitab see ebaühtlane massijaotus tsentrifugaaljõu, mis tõmbab rootorit selle keskpunktist eemale, pannes kogu masina vibreerima. Tasakaalutus on pöörlevate masinate kõige levinum vibratsiooniallikas.

Tasakaalutuse klassikaline tunnusmärk

Tasakaalutusel on väga selgelt eristuv ja äratuntav vibratsioonitunnus, mis muudab selle diagnoosimise suhteliselt lihtsaks:

• Sagedus: Vibratsioon tekib täpselt 1x pöörlemiskiirus rootori. Kui masin kiirendab või aeglustab, järgib vibratsiooni sagedus seda täpselt.
• Suund: Vibratsioon on valdavalt radiaalne suunas (horisontaalne ja vertikaalne). Tavaliselt on aksiaalset (tõukejõu) vibratsiooni väga vähe.
• Amplituud: Vibratsiooni amplituud on võrdeline pöörlemiskiiruse ruuduga. Kui kiirust kahekordistada, siis tasakaalutusjõud (ja sellest tulenev vibratsioon) neljakordistuvad.
• Faas: Faasibalansi mõõtmine on tavaliselt stabiilne ja korratav.

Tasakaalustamatuse tüübid

Tasakaalustamatust saab jagada kolmeks peamiseks tüübiks:

1. Staatiline tasakaalustamatus

Tuntud ka kui "jõu tasakaalustamatus", on see lihtsaim tüüp. See tekib siis, kui mass on ühes tasapinnas ebaühtlaselt jaotunud, nagu üks raske koht õhukesel kettal. Seda nimetatakse "staatiliseks", kuna seda saab tuvastada ka paigalseisus oleva rootori korral; kui rootor asetatakse hõõrdeta noateradele, veereb see seni, kuni raske koht on all. Seda saab korrigeerida ühe raskusega, mis asetatakse 180° nurga all raske koha vastas.

2. Paari tasakaalutus

See juhtub siis, kui rootori vastasotstes on kaks võrdse suurusega raskust, mis asuvad teineteisest 180° nurga all. See tekitab „paari“ ehk kõikuva liikumise, mis püüab rootorit otsapidi keerata. Puhas paarisbalanssiga rootor on staatiliselt tasakaalustatud (see ei veere noateradel), kuid pöörlemisel vibreerib see tugevalt. Kõikuva liikumise kompenseerimiseks on vaja kahte korrektsiooniraskust kahes eraldi tasapinnas.

3. Dünaamiline tasakaalustamatus

See on reaalsetes masinates kõige levinum seisund. See on nii staatilise kui ka paaris tasakaalustamatuse kombinatsioon. Dünaamilise tasakaalustamatuse korrigeerimiseks on vaja teha massikorrektsioone vähemalt kahes erinevas tasapinnas piki rootorit, seda protsessi nimetatakse dünaamiline tasakaalustamine.

Tasakaalutuse levinumad põhjused

Tasakaalutus võib esineda juba tootmise ajal või tekkida töötamise ajal. Levinud põhjused on järgmised:

• Tootmisvead: Valandite poorsus, ebaühtlane materjali tihedus ja töötlemistolerantsid.
• Monteerimisvead: Valesti paigaldatud komponendid, ebaühtlaselt pingutatud poldid või valesti joondatud võtmed.
• Kulumine: Ventilaatori labade või pumba tiivikute ebaühtlane erosioon, korrosioon või kulumine.
• Materjali kogunemine: Mustuse, tolmu või toote kogunemine ventilaatorite, puhurite ja tsentrifuugide rootoritele.
• Komponendi rike: Visatud tasakaalustusraskus või katkine tera tekitab koheselt tõsise tasakaalutuse.

Miks on tasakaalutuse korrigeerimine kriitilise tähtsusega

Masina märkimisväärse tasakaalustamatusega töötamine on selle tervisele kahjulik. Pidev tsükliline jõud põhjustab:

• Enneaegne laagri rike: Laagrid on dünaamiliselt koormatud, mis põhjustab kiiret kulumist.
• Väsimus ja pragunemine: Vibratsioon põhjustab võllile, vundamendile ja teistele komponentidele väsimuspinget.
• Vähendatud efektiivsus: Energiat raisatakse vibratsiooni ja soojuse näol kasuliku töö tegemise asemel.
• Ohutusriskid: Tõsine tasakaalustamatus võib põhjustada katastroofilise rikke.

Tasakaalutust korrigeeritakse süstemaatilise tasakaalustamisprotseduuri abil, mis on üks tõhusamaid viise masinate töökindluse parandamiseks.

← Tagasi põhiindeksi juurde