درک بالانس استاتیک (بالانس تک صفحهای)
بالانس استاتیک سادهترین شکل روتور است متعادل کردن. آن اصلاح میکند عدم تعادل استاتیک — وضعیتی که در آن روتور‘مرکز جرم آن از محور چرخش جابجا است و یک “نقطه سنگین” ایجاد میکند. از آنجایی که این نقطه سنگین تحت تأثیر گرانش به تنهایی آشکار میشود، تصحیح میتواند به اصول در حالتی که روتور در حالت سکون است انجام شود: یک روتور با عدم تعادل خالص عدم تعادل را بر روی سطحی بدون اصطکاک مانند تیغههای چاقو قرار دهید و تا زمانی که نقطه سنگین در پایین ثابت شود، غلتش میکند. تصحیح در یک یک صفحه — یک وزن تصحیح قرار داده شده در 180 درجه مقابل نقطه سنگین تا مرکز جرم را به مرکز چرخش برگرداند. این سادگی تکصفحهای نقطه قوت روش است و همانطور که خواهیم دید، محدودیت تعریفکنندهی آن نیز هست.
1. عدم تعادل ایستای در مقابل عدم تعادل دینامیکی
عدم تعادل ایستای “عدم تعادل نیرو” نیز نامیده میشود، زیرا یک نیروی گریز از مرکز که به صورت شعاعی به بیرون از مرکز چرخش وارد میشود را ایجاد میکند. به طور حیاتی، هیچ “مومنت” یا حرکت تابخورشی ایجاد نمیکند. این آن را از نامیزانی دینامیکیمتمایز میکند، که نیرو و عدم تعادل زوجین را ترکیب میکند و برای حل کامل نیاز به تصحیحها در حداقل دو صفحه دارد. یک روتور میتواند بهطور کامل متعادل ایستایی باشد و حتی دارای یک مومنت عدم تعادل قابلتوجهی باشد که یکبار چرخش در حالت شدید لرزش ایجاد کند — به همین دلیل است که تعادل ایستایی به تنهایی تنها برای یک کلاس خاص روتور مناسب است.
2. چه زمانی تعادل ایستایی کافی است؟
تعادل ایستایی تنها برای یک کلاس خاص روتورها مناسب است. معمولاً برای اجزایی که بسیار باریک یا دیسکشکل هستند رزرو میشود، جایی که طول محوری در مقایسه با قطر کوچک است. برای چنین روتورهایی، یک مومنت عدم تعادل قابلتوجهی در ابتدا وجود نخواهد داشت، بنابراین یک تصحیح تکصفحهای واقعاً مشکل را حل میکند.
نمونههای معمولی که در آن تعادل ایستایی تکصفحهای اغلب کافی است:
- چرخهای سنگزنی
- چرخهای خودروی و لاستیکها
- چرخهای فن یا دمنده باریک و تکی
- چرخطیارها
- پولیها و شیوها
برای هر روتوری با طول قابلتوجهی — یک آرمیچر موتور، یک پمپ چند مرحلهای یا یک شفت طولانی — تعادل ایستایی به تنهایی ناکافی است و بالانس دینامیکی در دو صفحه ضروری است. خود روش تکصفحهای در بالانس تک صفحهای.
3. روشهای تعادل ایستایی
۱. متعادلسازی لبه چاقو
این روش کلاسیک و غیر چرخشی است. روتور بر روی یک جفت تیغه چاقو موازی، تراز و کماصطکاک قرار داده میشود. تا زمانی که سنگینترین نقطهی آن در پایین است، غلت میخورد؛ سپس یک وزن موقت در بالا (180 درجه مقابل) اضافه میشود تا روتور بدون غلتش در هر موضعی استراحت کند. سپس آن وزن دائمی میشود. نیاز به برق و الکترونیک ندارد — فقط صبر و یک جفت لبه واقعی و تراز شده — و هنوز هم برای یک چک میدانی برای یک دیسک باریک کاملاً معتبر است.
2. دستگاه متعادل کننده عمودی
تعادل ایستایی مدرن اغلب بر روی یک ماشین بالانس. روتور — نمونهای چون فلایویل یا تایر — بر روی صفحهی افقی تکیهگاه یافته است که توسط سنسورهای نیرو پشتیبانی میشود. دستگاه آن را با سرعت کم میچرخاند و سنسورها بزرگی و جهت نیروی عدمتعادل را اندازهگیری کرده، تصحیحهای مورد نیاز را بر روی صفحهنمایش نمایش میدهند. برای چرخها و تایرها، ابزار ماشینحساب وزنهای متوازنکننده چرخ آن اندازهگیری را به وزنهای قابل جابجایی یا چسبان تبدیل میکند.
۳. بالانس میدانی تکصفحهای (Balanset-1A)
متوازنسازی ایستا (تکصفحهای) میتواند بر روی دستگاه کاملا مونتاژشده نیز با استفاده از سیستم متوازنسازی قابل حمل انجام شود — ماهیت بالانس میدانی. با استفاده از Balanset-1Aحالت “متوازنسازی در یک صفحه (‘ایستا’)” سرعت روتور (دور در دقیقه) و بردار 1× ارتعاش — مقدار و آر ام اس مقدار و فاز. نرمافزار از اندازهگیریهای “اجرای #0” و “اجرای #1”، بهطور خودکار جرم و زاویه نصب وزن تصحیحی مورد نیاز برای کاهش عدمتعادل روتور را محاسبه میکند، با استفاده از ضریب تأثیر روش.
نتایج متوازنسازی در آرشیو ذخیره میشوند، و در پایان گزارش متوازنسازی میتواند در ویرایشگر گزارش داخلی تولید، ویرایش و چاپ شود.
نحوه انجام بالانس تکصفحهای در برنامه Balanset-1A
- سنسورها را نصب کرده و سیستم را متصل کنید. سنسور ارتعاش را در نقطهی اندازهگیری انتخابشده نصب کنید و آن را به دستگاه متصل کنید. سنسور فاز (دورسنج), اعمال کنید نوار بازتابنده را بر روی روتور نصب کنید، و دستگاه را به لپتاپ ویندوز متصل کنید.
- حالت تعادل تکصفحهای را آغاز کنید. در پنجرهی اپریشن اصلی حالت “تکصفحهای” را انتخاب کنید و متوازنسازی را شروع کنید. برنامه پنجرهی آرشیو متوازنسازی تکصفحهای را باز میکند.
- یک رکورد آرشیو ایجاد کنید. نام روتور، محل نصب، تلورانسها (ارتعاش و عدمتعادل باقیمانده) و تاریخ را وارد کنید. نرمافزار یک پوشهی آرشیو ایجاد میکند که در آن نمودارها و فایلهای گزارش ذخیره خواهند شد.
- پارامترهای متوازنسازی را در “تنظیمات متوازنسازی” تعیین کنید.
- ضریب نفوذ: “روتور جدید” را انتخاب کنید (دو اجرا برای کالیبراسیون) یا “ضریب ذخیرهشده” را انتخاب کنید (یک اجرا، برای همان نوع دستگاه با ضرایب تأثیر ذخیرهشده).
- جرم وزنه آزمایشی: “گرم” یا “درصد” را انتخاب کنید. اگر قصد دارید از حالت “ضریب ذخیرهشده” بعدا استفاده کنید، وارد کنید وزن آزمایشی جرم بر حسب گرم (آن را با ترازو وزن کنید).
- روش اتصال وزن: “محیط” را انتخاب کنید (هر زاویهای روی محیط) یا “موضعیت ثابت” را انتخاب کنید (سوراخها/بیلها/موضعیتهای ثابت؛ تعداد موضعیتها را وارد کنید).
- شعاع نصب وزنه: شعاع مورد استفاده برای نصب وزنههای آزمایشی و اصلاحی را وارد کنید.
- وزن آزمایشی را در Plane1 باقی بگذارید: این گزینه را تنها در صورتی فعال کنید که نتوانید وزن آزمایشی را در طول فرآیند حذف کنید.
- اجرای #0 (اجرای اولیه، بدون وزن آزمایشی). دستگاه را به سرعت پایدار بیاورید و “اجرای #0” را شروع کنید تا ارتعاش اولیه را اندازهگیری کنید. نرمافزار دور در دقیقه، مقدار RMS و فاز جزء ارتعاش 1× را ثبت میکند. تب “نمودارها” شکل موج و طیف را نشان میدهد.
- وزن آزمایشی را نصب کنید. ماشین را متوقف کنید و وزن آزمایشی را در شعاع مشخصی نصب کنید. وزن آزمایشی باید دامنه ارتعاش یا فاز را بهطور قابلتوجهی تغییر دهد. یک معیار رایج “قاعده 30/30” است: وزن آزمایشی باید دامنه را حدود 30% (کاهش یا افزایش) یا فاز را حدود 30° یا بیشتر تغییر دهد. اگر قصد دارید بعداً از حالت “ضریب ذخیرهشده” استفاده کنید، وزن آزمایشی را در همان زاویهای که نشانگر بازتابی قرار دارد نصب کنید.
- «Run #1» را اجرا کنید (وزن آزمایشی نصب شده). ماشین را دوباره راهاندازی کنید، تا سرعت پایدار شود صبر کنید و “اجرای #1” را انجام دهید. نرمافزار پارامترهای وزن اصلاحی را محاسبه میکند.
- وزن اصلاحی را نصب کنید. ماشین را متوقف کنید، وزن آزمایشی را برداشته و وزن اصلاحی. زاویه نصب از موضع وزن آزمایشی در جهت چرخش روتور شمارش میشود. وزن اصلاح را در همان شعاع وزن آزمایشی نصب کنید.
- RunTrim (بررسی کیفیت تراز). “اجرای اصلاح” را انجام دهید تا نتیجه را تأیید کنید. اگر ارتعاش باقیمانده و/یا عدم تعادل باقیمانده معیارهای تحمل را برآورده کند، میتوان کار توازن را تمام کرد. اگر نه، نرمافزار وزن اصلاحی اضافی را محاسبه میکند و توازن با تقریبهای متوالی ادامه مییابد.
نمایش نتیجه: نمودار قطبی و موضعهای ثابت
Balanset-1A میتواند جرم و زاویه وزن اصلاحی را در یک نمای مختصات قطبینمایش دهد. اگر “موضع ثابت” انتخاب شود، برنامه میتواند وزن اصلاحی را بهطور خودکار به دو قسمت تقسیم کند و شماره موضعهایی را نشان دهد که هر قسمت باید در آنجا نصب شود — امکانی که توسط ماشینحساب اصلاح پره برای بادیها و تالیجها با نقاط نصب ثابت منعکس میشود.
4. تأیید نتیجه با مقابل معیار
توازن ایستا تنها وقتی “تمام” میشود که ارتعاش باقیمانده و عدمتعادل باقیمانده در داخل معیار توافقشده قرار گیرند، جایی که مرحله اجرای اصلاح اهمیت خود را نشان میدهد. عدمتعادل باقیمانده مجاز معمولاً از یک درجه G استخراج میشود که تحت ISO 21940-11 استاندارد مدرن (که استاندارد قدیمیتر ISO 1940-1 را در بر گرفت) قرار دارد. تبدیل درجه G و سرعت سرویس به مقدار گرم-میلیمتر مجاز — و انتخاب وزن اول آزمایش معقول — با کمک محاسبهگر عدم تعادل باقیمانده (ISO 21940-11) و یک محاسبهی وزن آزمایشیسریع است. ثبت هم عدمتعادل باقیمانده اولیه و هم نهایی اندازهگیری صادقانهای از میزان اثربخشی کار فراهم میکند و هستهی گزارش توازن را تشکیل میدهد.
۵. محدودیتها
محدودیت اساسی توازن ایستا ناتوانی آن در تشخیص یا اصلاح عدمتعادل جفتی است. اعمال توازن ایستا بر روی روتوری که در واقع دارای عدمتعادل دینامیکی است گاهی میتواند امور را بدتر کند — اصلاح جزء نیرو در حالی که جزء جفتی را نادیده میگیرید یا حتی تشدید میکنید. به همین دلیل، برای اکثر ماشینآلات صنعتی، توازن دینامیکی دوصفحهای استاندارد و الزامی است، و توازن ایستا بهتر برای روتورهای باریک و دیسکی که فرض یکصفحهای آن واقعی است رزرو شود.
