1. معرفی
روتورهای ماشین‌آلات کشاورزی (کوبنده‌های کمباین، خردکن‌های کاه، چمن‌زن‌های چرخشی و غیره) با سرعت بالا می‌چرخند و جرم قابل توجهی را حمل می‌کنند. حتی یک عدم تعادل جزئی در چنین روتورهایی می‌تواند باعث ارتعاشات شدید شود و بر عملکرد کل دستگاه تأثیر بگذارد. متعادل کردن روتورها بخش مهمی از سرویس کمباین‌ها و چمن‌زن‌ها است که قابلیت اطمینان و کارایی تجهیزات را تعیین می‌کند. با این حال، در عمل، این جنبه اغلب توجه کافی را به خود جلب نمی‌کند. در نتیجه، واحدهای نامتعادل منجر به سایش سریع قطعات، خرابی‌های غیرمنتظره در فصل اوج مصرف و حتی ایجاد تهدید ایمنی می‌شوند. این مقاله به طور مفصل بررسی می‌کند که چرا متعادل کردن روتور بسیار ضروری است، کدام واحدها به آن نیاز دارند، چه روش‌های متعادل‌سازی وجود دارد و چگونه دستگاه مدرن Balanset-1A به حل مشکلات ارتعاش کمک می‌کند. مثال‌های واقعی و محاسبات اقتصادی به کشاورزان و مدیران مزارع نشان می‌دهد که متعادل‌سازی مناسب هزینه نیست، بلکه سرمایه‌گذاری در عملکرد بدون وقفه و عمر طولانی تجهیزات است.
۲. عدم تعادل و پیامدهای آن چیست؟
عدم تعادل روتور، توزیع ناهموار جرم نسبت به محور چرخش است. به عبارت دیگر، روتور دارای یک ضلع یا بخش "سنگین" است که هنگام چرخش باعث ایجاد ارتعاش می‌شود. دو نوع اصلی عدم تعادل وجود دارد: استاتیک و دینامیک.
عدم تعادل استاتیکی زمانی رخ می‌دهد که مرکز ثقل روتور با محور چرخش آن منطبق نباشد. به عنوان مثال، اگر روتور آزادانه معلق باشد یا روی منشورهای افقی نصب شده باشد، با قسمت سنگین به سمت پایین می‌چرخد. برای از بین بردن چنین عدم تعادلی، کافی است وزنی را در یک صفحه اضافه یا کم کنید تا مرکز ثقل با محور چرخش همسو شود.
عدم تعادل دینامیکی پیچیده‌تر است: این حالت زمانی رخ می‌دهد که بخش‌های سنگین در دو انتهای روتور قرار گرفته باشند. در حالت استاتیک، چنین روتوری ممکن است متعادل به نظر برسد (نقاط سنگین در دو انتهای مخالف به نظر می‌رسد که یکدیگر را جبران می‌کنند)، اما هنگام چرخش، نیروهای گریز از مرکز از این بخش‌ها در صفحات مختلف عمل می‌کنند و باعث ارتعاش می‌شوند. عدم تعادل دینامیکی را نمی‌توان با اضافه کردن وزن در یک نقطه از بین برد - تعادل در دو صفحه (در هر انتهای روتور) مورد نیاز است.
عواقب عدم تعادل به سرعت ظاهر می‌شود و بر تجهیزات تأثیر منفی می‌گذارد. لرزش شدید ناشی از روتور نامتعادل منجر به افزایش بارهای دینامیکی روی یاتاقان‌ها و پایه‌ها می‌شود و باعث خرابی زودرس آنها می‌گردد. واحدهایی که باید سال‌ها دوام بیاورند، در عرض چند ماه فرسوده می‌شوند - به عنوان مثال، یاتاقان‌ها باید هر 2-3 ماه تعویض شوند.
قطعات چرخان نامتعادل همچنین باعث خستگی فلز در قاب و بست‌ها می‌شوند: ترک‌هایی ظاهر می‌شوند، پیچ‌ها شل می‌شوند و پایه‌ها تغییر شکل می‌دهند. تجمع چنین آسیب‌های پنهانی می‌تواند منجر به خرابی ناگهانی و جدی شود - به عنوان مثال، تخریب محفظه واحد یا جدا شدن یک قطعه چرخان.
علاوه بر این، لرزش عملکرد و کارایی دستگاه را کاهش می‌دهد. بخشی از انرژی به جای کار مفید، صرف نوسانات می‌شود. تخمین زده می‌شود که اگر مکانیسم‌های تجهیزات بالانس نباشند، می‌توانند تا 30% از بهره‌وری خود را از دست بدهند. کمباین با درام لرزان، غلات را بدتر خرمن کوبی و تمیز می‌کند و ممکن است تلفات محصول افزایش یابد. برای اپراتور، لرزش شدید به معنای کاهش راحتی و خستگی است؛ کابین پر سر و صدا است و قطعات کوچک صدا می‌دهند.
در برخی موارد، عدم تعادل به یک مسئله ایمنی نیز تبدیل می‌شود: یک قطعه سنگین چرخیده (مثلاً یک چاقوی خردکن نی هنگام شکستن یک بست) خطر ایجاد می‌کند و لرزش بیش از حد می‌تواند کنترل ماشین‌آلات را دشوار کند. بنابراین، عدم تعادل فقط یک لرزش جزئی نیست، بلکه یک مشکل جدی است که منجر به افزایش سایش، تصادفات، کاهش کارایی و خطرات انسانی می‌شود.
۳. کدام واحدهای چرخشی کمباین‌ها و چمن‌زن‌ها نیاز به بالانس دارند؟
تقریباً تمام واحدهای چرخشی در کمباین‌ها و چمن‌زن‌های دوار، که جرم یا سرعت چرخش قابل توجهی دارند، نیاز به بالانس دارند. بیایید مهم‌ترین واحدها را در نظر بگیریم:
طبل خرمن کوبی کمباین
این روتور اصلی در یک کمباین کلاسیک است که وظیفه خرمن کوبی غلات را بر عهده دارد. درام معمولاً قطر زیادی دارد، صدها کیلوگرم وزن دارد و با سرعت‌های بالا می‌چرخد (مثلاً ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ دور در دقیقه). تولیدکنندگان درام را در کارخانه بالانس می‌کنند، اما با گذشت زمان، این بالانس ممکن است به دلیل سایش کوبنده‌ها، چسبندگی خاک، تعویض قطعات پس از تعمیر و غیره مختل شود. یک درام خرمن کوب نامتعادل باعث لرزش منتقل شده به کل بدنه کمباین می‌شود و سایش یاتاقان‌ها و قاب را تسریع می‌کند. کوبنده‌های مقعر، درام و تسمه‌های محرک به ویژه تحت تأثیر قرار می‌گیرند. بالانس دینامیکی منظم درام برای عملکرد روان و عمر طولانی کمباین ضروری است (لازم به ذکر است که پس از هرگونه کار با درام - تعویض کوبنده، تعمیر شفت - بالانس مجدد مورد نیاز است).
سیستم‌های کوبنده و روتوری خرمنکوبی
در کمباین‌ها، علاوه بر درام اصلی، واحدهای چرخان دیگری از دستگاه خرمنکوب-جداکننده وجود دارد. در کمباین‌های کلاسیک، پشت درام یک کوبنده (درام پرتاب‌کننده) وجود دارد که عبور جرم به سمت کاه‌کوب را تسریع می‌کند - همچنین با سرعت بالا می‌چرخد و در صورت عدم تعادل باعث لرزش می‌شود. در کمباین‌های دوار، به جای درام، از یک روتور اصلی بلند (روتور محوری) استفاده می‌شود که هم عمل خرمنکوبی و هم عمل جداسازی را انجام می‌دهد. چنین روتوری اساساً یک پیچ/درام بلند است که نیاز به تعادل دینامیکی حیاتی دارد. هر یک از این واحدها (درام، کوبنده، روتور) باید با دقت متعادل شوند، در غیر این صورت لرزش باعث کاهش راندمان خرمنکوب شده و ممکن است اجزای پرهزینه (کاه‌کوب‌ها، غربال‌ها، یاتاقان‌ها و غیره) را از کار بیندازد.
خردکن نی
این واحد در خروجی کمباین نصب می‌شود و برای خرد کردن و پخش کردن کاه به کار می‌رود. روتور خردکن کاه معمولاً یک شفت استوانه‌ای با چاقوها یا چکش‌های چرخشی است. این دستگاه با سرعت بسیار بالایی (اغلب ۲۵۰۰ تا ۴۰۰۰ دور در دقیقه) می‌چرخد تا کاه را به خوبی خرد کند. عدم تعادل خردکن کاه یکی از دلایل رایج لرزش در کمباین است، زیرا چاقوها می‌توانند به مرور زمان کند شوند، وزن‌های متفاوتی داشته باشند (مثلاً اگر برخی نو و برخی دیگر فرسوده باشند) و گاهی اوقات حتی چاقوها می‌شکنند که منجر به کج شدن شدید جرم می‌شود. علاوه بر این، محفظه خردکن کاه نسبتاً نازک است و ممکن است تغییر شکل دهد. یک خردکن کاه نامتعادل باعث لرزش قابل توجه قسمت عقب کمباین می‌شود. این امر منجر به شکستگی بست‌ها، تخریب یاتاقان‌ها و حتی شکستن خود محفظه خردکن می‌شود. خردکن کاه باید در طول هر تعمیر و نگهداری عمده چاقو متعادل شود. ویژگی این واحد این است که به دلیل انعطاف‌پذیری ساختاری (محفظه نازک)، باید به عدم وجود ترک و اتصال مطمئن همه قطعات در هنگام متعادل‌سازی توجه شود.
ماشین‌های چمن‌زنی و مالچرهای چرخشی
دسته بندی ماشین‌های چمن‌زنی چرخشی شامل ماشین‌های کشاورزی برای چمن‌زنی یا خرد کردن بقایای گیاهی است که در آنها ابزارهای برش می‌چرخند. این شامل ماشین‌های چمن‌زنی استوانه‌ای و دیسکی برای یونجه، مالچرهای چرخشی، ماشین‌های چمن‌زنی خردکن (روی واحدهای نصب شده یا یدک‌کش) می‌شود. هر ماشین چمن‌زنی که در آن یک درام/شفت با چرخش سریع با چاقوها وجود داشته باشد، مستعد مشکلات عدم تعادل است. به عنوان مثال، یک خردکن چمن یا مالچر با یک شفت عظیم و بسیاری از چاقوهای معلق محوری (مانند کاه خردکن کمباین). هنگام تعویض چاقوها یا برخورد با اشیاء خارجی، این روتور به راحتی تعادل خود را از دست می‌دهد. در نتیجه، ماشین چمن‌زنی شروع به لرزش می‌کند که برای محور انتقال قدرت تراکتور و برای خود قاب سنگدانه خطرناک است - ترک‌هایی در محفظه ظاهر می‌شوند و یاتاقان‌های نگهدارنده از کار می‌افتند. متعادل کردن روتور ماشین چمن‌زنی به اندازه کمباین مهم است. شایان ذکر است که تلاش برای متعادل کردن یک شفت بلند ماشین چمن‌زنی "با چشم" (به صورت استاتیک) معمولاً ناموفق است - تعادل دینامیکی مورد نیاز است (به بخش روش‌های متعادل‌سازی در زیر مراجعه کنید). بازرسی و تنظیم منظم دستگاه های خاک ورز و چمن زن از شکستگی تیغه جلوگیری می کند، لرزش را کاهش می دهد، کار تراکتور را روان تر می کند و عمر مفید کل دستگاه را افزایش می دهد.
واحدهای دیگر
سایر واحدهای چرخشی که بالانس کردن آنها عملکرد را بهبود می‌بخشد، شامل، به عنوان مثال، فن‌ها و سانتریفیوژها در تجهیزات است. کمباین دارای یک فن تمیزکننده غلات است که با سرعت بالا می‌چرخد - چسبندگی گرد و غبار یا تیغه‌های خمیده باعث عدم تعادل، کاهش راندمان تمیز کردن و از بین رفتن یاتاقان‌های فن می‌شود. علاوه بر این، پخش‌کننده‌های کاه و کلش (دیسک یا تیغه، نصب شده در پشت خردکن) باید بالانس شوند - معمولاً یک جفت دیسک با تیغه است که عدم تعادل آنها باعث لرزش بدنه کمباین می‌شود. در تجهیزات پردازش غلات - حلزونی‌ها، درام‌های خردکن، روتورهای سانتریفیوژ - بالانس نیز اجباری است، اگرچه آنها فراتر از محدوده موضوع مورد نظر هستند. اصل اصلی: هر قطعه عظیمی که با سرعت بالا می‌چرخد باید بالانس شود. این امر هم در مورد قطعات جدید (بالانس کارخانه‌ای) و هم به ویژه واحدهای پس از تعمیر یا کارکرد طولانی صدق می‌کند. نادیده گرفتن بالانس چنین واحدی دیر یا زود منجر به مشکلاتی می‌شود که در بالا توضیح داده شد.
۴. روش‌های بالانس روتور
روش‌های مختلفی برای بالانس روتور وجود دارد که از نظر شرایط اجرا، دقت و تجهیزات مورد نیاز متفاوت هستند. بیایید روش‌های اصلی، مزایا و معایب آنها را بررسی کنیم:
بالانس کارخانه
تقریباً همه تولیدکنندگان کمباین و علف‌زن، واحدهای چرخشی کلیدی را در کارخانه بالانس می‌کنند. از دستگاه‌های بالانس تخصصی استفاده می‌شود، جایی که درام یا روتور نصب شده است و با کمک حسگرهای حساس و وزنه‌های آزمایشی، عدم تعادل تعیین می‌شود. سپس وزنه‌های بالانس به روتور اضافه می‌شوند (مثلاً صفحات پیچ می‌شوند، واشرها جوش داده می‌شوند یا سوراخ‌های کوچکی در قسمت‌های سنگین برای سبک‌سازی ایجاد می‌شود). بالانس کارخانه تضمین می‌کند که قطعات جدید تلرانس‌های ارتعاشی دقیقی را رعایت می‌کنند. مزایا: دقت بالا، استفاده از تجهیزات ثابت و کنترل کیفیت. معایب: عدم تعادل می‌تواند دوباره در حین کار رخ دهد (مثلاً به دلیل فرسودگی یا تعمیر) و در محل، امکان وجود دستگاه کارخانه‌ای وجود ندارد.
بالانس استاتیک (در محل و بدون تجهیزات)
این ساده‌ترین روش است که اغلب توسط کشاورزان به عنوان «روش قدیمی» استفاده می‌شود. روتور از دستگاه جدا شده و روی منشورهایی قرار می‌گیرد یا روی یک محور معلق می‌شود و به آن اجازه می‌دهد آزادانه تحت نیروی جاذبه بچرخد. طرف سنگین به سمت پایین می‌چرخد، پس از آن وزن به طرف مقابل اضافه می‌شود (یا در صورت امکان از طرف سنگین برداشته می‌شود). این کار تا زمانی که روتور در هر موقعیتی بدون چرخش خود به خودی باقی بماند، تکرار می‌شود - نشانه اینکه مرکز ثقل با محور چرخش منطبق است.
بالانس استاتیک می‌تواند دیسک‌ها یا درام‌های کوتاه را که در آنها عدم تعادل اساساً در یک صفحه متمرکز است، بالانس کند. مزایای روش: سادگی، بدون نیاز به دستگاه‌های گران‌قیمت - یک پایه موقت کافی است. معایب: این روش، عدم تعادل دینامیکی (گشتاور) را از بین نمی‌برد. برای روتورهای بلند (طول بسیار بیشتر از قطر)، بالانس استاتیکی کافی نیست. به عنوان مثال، یک شفت ماشین چمن‌زنی دوار ممکن است دو بخش سنگین در انتهای مخالف داشته باشد؛ از نظر استاتیکی، آنها به طور متقابل جبران می‌کنند و روتور روی منشورها متعادل به نظر می‌رسد، اما در سرعت کار، لرزش شدیدی رخ خواهد داد. بنابراین، بالانس استاتیکی فقط می‌تواند برای قطعات نسبتاً کوچک و باریک (قرقره‌ها، چرخ طیارها) اعمال شود و برای روتورهای بلند ماشین‌های کشاورزی، بی‌اثر است.
بالانس دینامیکی روی ماشین
این روش شامل بالانس روتور در کارگاه‌های تخصصی یا مراکز خدماتی است که در آنها دستگاه بالانس وجود دارد. روتور (مثلاً یک درام کمباین) از دستگاه جدا شده و در دستگاه نصب می‌شود، جایی که با سرعت مشخصی می‌چرخد. حسگرهای دستگاه، لرزش و فاز عدم تعادل را اندازه‌گیری می‌کنند و امکان تعیین میزان جرم و محل اضافه کردن (یا حذف) برای جبران را فراهم می‌کنند. بالانس دینامیکی حداقل در دو صفحه اصلاح (در انتهای روتور) انجام می‌شود - این امر عدم تعادل استاتیکی و دینامیکی (گشتاور) را از بین می‌برد.
اغلب از روش وزنه آزمایشی استفاده می‌شود: ابتدا، یک وزنه مشخص در موقعیت‌های آزمایشی متصل می‌شود، تغییر ارتعاش اندازه‌گیری می‌شود و بر اساس این تغییرات، برنامه جرم‌های اصلاحی مورد نیاز را محاسبه می‌کند. سپس وزنه‌ها روی روتور (مثلاً با پیچ یا جوشکاری) در مکان‌های مشخص شده ثابت می‌شوند و ارتعاش دوباره بررسی می‌شود. مزایا: دقت بالای بالانس دینامیکی - حداقل ارتعاشات باقیمانده را می‌توان طبق استانداردها (GOST، ISO و غیره) به دست آورد. متخصصان همچنین اغلب وضعیت روتور را به طور همزمان تشخیص می‌دهند - انحراف شفت، انحنا، ترک‌ها را شناسایی می‌کنند - و می‌توانند بلافاصله قبل از بالانس به این مشکلات رسیدگی کنند. معایب: نیاز به جداسازی کامل روتور و تحویل آن به کارگاه، که همیشه به سرعت امکان‌پذیر نیست. در طول اوج برداشت، برداشتن درام خرمنکوب یا شفت مالچر می‌تواند کار طاقت‌فرسایی باشد و منجر به خرابی تجهیزات برای چند روز شود. علاوه بر این، وجود یک سرویس در نزدیکی با یک دستگاه متعادل‌کننده مناسب برای ابعاد و وزن روتور ضروری است.
بالانسینگ درجا
این یک رویکرد مدرن و بسیار راحت است که در آن روتور مستقیماً روی دستگاه و بدون جداسازی کامل قطعات، بالانس می‌شود. این روش با استفاده از دستگاه‌های بالانس دینامیکی قابل حمل پیاده‌سازی می‌شود. چنین دستگاه‌هایی (مثلاً Balanset-1A که در بخش بعدی به تفصیل توضیح داده شده است) شامل حسگرهای ارتعاش و یک تاکومتر هستند که به محفظه یاتاقان روتور متصل می‌شوند و یک واحد الکترونیکی با یک کامپیوتر برای تجزیه و تحلیل ارتعاش.
این روش مشابه بالانس روی یک ماشین است: روتور توسط درایو استاندارد دستگاه (مثلاً از موتور کمباین یا PTO تراکتور اگر ماشین چمن‌زنی باشد) می‌چرخد، دستگاه دامنه و فاز ارتعاش را اندازه‌گیری می‌کند، سپس با استفاده از وزنه‌های آزمایشی، عدم تعادل محاسبه شده و مکان‌هایی برای وزنه‌های اصلاحی مشخص می‌شوند. بالانس «در محل» امکان حذف دقیق عدم تعادل موجود در شرایط مونتاژ واقعی را فراهم می‌کند - همه چیز در نظر گرفته می‌شود، از جمله اتصالات کوپلینگ، چاقوها، پیچ و مهره‌ها، که بر تعادل نیز تأثیر می‌گذارند. مزایای روش: حداقل جداسازی قطعات، صرفه‌جویی در زمان - اغلب دستگاه متعادل‌کننده امکان متعادل‌سازی را فراهم می‌کند، به عنوان مثال، یک خردکن کاه را می‌توان در یک یا دو ساعت درست در مزرعه انجام داد، در حالی که بردن آن به کارخانه روزها طول می‌کشد. روتورهای بزرگ که جداسازی و حمل و نقل آنها دشوار است، می‌توانند متعادل شوند. این روش در دسترس است - کافی است خود دستگاه را داشته باشید یا از یک متخصص دعوت کنید. معایب: احتیاط و اقدامات ایمنی لازم است (روتورها در محل بالانس می‌شوند، اما محل کار باید حصارکشی شود). دقت تا حدودی به صلاحیت اپراتور بستگی دارد، اگرچه دستگاه‌های مدرن استفاده از آنها بسیار ساده است. در مجموع، بالانس دینامیکی در یاتاقان‌های خود امروزه به عنوان راه حل بهینه برای ماشین‌آلات بزرگ کشاورزی شناخته می‌شود - این روش عملاً بالانس با کیفیت کارخانه را بدون خرابی طولانی مدت تجهیزات فراهم می‌کند.
مقایسه روش‌ها
به طور خلاصه، بالانس استاتیک فقط برای ساده‌ترین موارد با روتورهای باریک مناسب است و مشکل ارتعاش حتی روتورهای با عرض متوسط را حل نمی‌کند. بالانس دینامیکی تنها راه قابل اعتماد برای از بین بردن انواع عدم تعادل در روتورهای پرسرعت است. بالانس در شرایط کارگاهی، دقت بالایی را تضمین می‌کند، اما با زمان از کارافتادگی و لجستیک همراه است. بالانس قابل حمل در محل، امکان بازگشت سریع تجهیزات به حالت عملیاتی را فراهم می‌کند و برای اکثر کارها به اندازه کافی دقیق است. بهترین رویکرد برای یک مزرعه، بالانس پیشگیرانه منظم است: روتورها را قبل از اینکه ارتعاش منجر به خرابی شود، بررسی و بالانس کنید. به عنوان مثال، پس از تعویض تیغه‌ها در یک هلی‌کوپتر یا تعمیر درام، ارزش دارد که بلافاصله آن را به صورت دینامیکی بالانس کنید، بدون اینکه منتظر ظاهر شدن انحراف شدید باشید. در ادامه، با استفاده از دستگاه مدرن Balanset-1A، جزئیات بیشتری را در مورد فناوری بالانس در محل بررسی خواهیم کرد.
۵. بالانس کردن با استفاده از دستگاه Balanset-1A
Balanset-1A یک ارتعاش‌سنج-بالانسور قابل حمل است که به طور خاص برای بالانس دینامیکی روتورها مستقیماً در محل کار آنها طراحی شده است. این دستگاه امکان بالانس در یک صفحه (استاتیک) و همچنین در دو صفحه (کاملاً دینامیکی) را برای طیف وسیعی از انواع تجهیزات فراهم می‌کند. این دستگاه شامل مجموعه‌ای از سنسورها و یک ماژول الکترونیکی متصل به لپ‌تاپ است: این کیت شامل دو سنسور ارتعاش (شتاب‌سنج) برای اندازه‌گیری ارتعاش روتور، یک سنسور تاکومتر نوری برای خواندن چرخش‌ها و موقعیت زاویه‌ای، یک بلوک رابط (آنالیزور ارتعاش) و نرم‌افزار است. کل کیت چند کیلوگرم وزن دارد و در یک جعبه کوچک قرار گرفته است که حمل و نقل مستقیم آن را از مزرعه‌ای به مزرعه دیگر آسان می‌کند. حتی یک مهندس بدون دانش عمیق در تشخیص ارتعاش می‌تواند از Balanset-1A استفاده کند: دستگاه و نرم‌افزار فرآیند اندازه‌گیری و محاسبه را خودکار می‌کنند و دستورالعمل‌های واضحی را برای کاربر ارائه می‌دهند. فلسفه اصلی چنین دستگاهی این است که بالانس روتور باید توسط پرسنل مزرعه در محل و بدون آموزش طولانی و هزینه‌های اضافی قابل دستیابی باشد.
فرآیند بالانس با استفاده از Balanset-1A به شرح زیر است. ابتدا، روتور آماده می‌شود: ایمنی بسیار مهم است - روتور از خاک و کاه تمیز می‌شود و بررسی می‌شود که تمام چاقوها یا چکش‌ها سالم هستند و آزادانه می‌چرخند (به خصوص در خردکن کاه، که در آن یک چاقوی گیر کرده می‌تواند به طور دوره‌ای باعث عدم تعادل شود) و هرگونه اتصال خارجی (به عنوان مثال، پخش‌کننده‌ها در صورت تداخل) برداشته می‌شوند. سپس، سنسورهای ارتعاش روی محفظه نزدیک تکیه‌گاه‌های روتور نصب می‌شوند - معمولاً عمود بر محور چرخش، در هر انتهای محفظه که یاتاقان‌ها در آن قرار دارند. یک علامت بازتابنده کوچک به روتور (مثلاً روی قرقره) وصل می‌شود و یک سنسور نوری (تاکومتر) در مقابل آن روی یک پایه مغناطیسی قرار می‌گیرد. همه سنسورها به بلوک Balanset-1A متصل می‌شوند که سپس به یک لپ‌تاپ با برنامه بالانس متصل می‌شود. سپس اپراتور پارامترها را در برنامه تنظیم می‌کند: حالت بالانس انتخاب می‌شود (معمولاً دو صفحه‌ای برای روتورهای بلند) و مشخصات وزنه آزمایشی (جرم و شعاع نصب آن) وارد می‌شود. اکنون می‌توان روتور را روشن کرد - یا با روشن کردن موتور کمباین در سرعت خرمنکوب مورد نیاز، یا با درگیر کردن محور انتقال قدرت تراکتور برای ماشین چمن‌زنی، یا با استفاده از یک موتور الکتریکی در صورتی که روتور برداشته شده و روی پایه‌های ثابت نصب شده باشد. در طول اولین اجرا، دستگاه سطح ارتعاش اولیه را اندازه‌گیری می‌کند: دامنه (بر حسب میلی‌متر بر ثانیه) و فاز عدم تعادل در هر حسگر. این مقادیر به عنوان مقادیر پایه ذخیره می‌شوند.
مرحله بعدی نصب وزنه‌های آزمایشی است. پس از توقف چرخش روتور، اپراتور یک وزنه کوچک از پیش آماده شده (مثلاً یک صفحه فلزی یا چند واشر) را روی روتور در صفحه اول - نزدیک‌تر به یک انتهای روتور که سنسور شماره ۱ در آن نصب شده است - محکم می‌کند. سپس روتور دوباره تا سرعت عملیاتی می‌چرخد و دستگاه پارامترهای ارتعاش جدید را ثبت می‌کند. اگر تغییر در دامنه و فاز به اندازه کافی قابل توجه باشد (معمولاً حداقل یک تغییر ۲۰۱TP3T برای محاسبات دقیق لازم است)، فرآیند ادامه می‌یابد.
سپس وزنه آزمایشی برداشته شده و در صفحه دوم - در انتهای دیگر روتور - قرار داده می‌شود و آزمایش با اندازه‌گیری تکرار می‌شود.
در نتیجه، برنامه داده‌هایی در مورد تأثیر وزن شناخته‌شده بر عدم تعادل در هر صفحه دریافت می‌کند. الگوریتم دستگاه سه مجموعه داده (بدون وزن، با وزن در صفحه A، با وزن در صفحه B) را تجزیه و تحلیل کرده و پارامترهای بهینه تعادل را محاسبه می‌کند. اپراتور توصیه‌هایی را روی صفحه دریافت می‌کند: چه جرمی از وزن اصلاحی باید در هر صفحه اضافه شود و در چه موقعیت زاویه‌ای نسبت به نقطه نصب وزنه آزمایشی.
شکل ۷.۳۷. نتایج محاسبه وزن‌های اصلاحی - موقعیت آزاد.
Polar diagram
برای مثال، می‌توان محاسبه کرد که ۱۶۹ گرم باید به انتهای چپ روتور با زاویه ۱۹۴ درجه و ۲۵۰ گرم به انتهای راست روتور با زاویه ۳۵۸ درجه از نقطه نصب وزنه آزمایشی اضافه شود.
در مرحله بعد، وزنه‌های اصلاحی نصب می‌شوند: دستگاه پیشنهاد می‌دهد که وزنه‌ها دقیقاً کجا باید وصل شوند. معمولاً صفحات/واشرهای فلزی با وزن مورد نیاز پیچ یا جوش داده می‌شوند. اگر روتور پیچ‌های مخصوص یا فلنج‌های سوراخ‌دار در لبه‌ها داشته باشد، وزنه به آنها متصل می‌شود (بسیاری از کمباین‌ها در ابتدا سوراخ‌هایی روی انتهای درام برای تعادل دارند). در شرایط مزرعه، اغلب از مجموعه‌ای از واشرهای فولادی با قطرهای مختلف به عنوان وزنه‌های مناسب استفاده می‌شود که می‌توانند روی پیچ‌های نصب چاقو یا سایر عناصر روتور پیچ شوند.
پس از نصب وزنه‌های محاسبه‌شده، یک آزمایش انجام می‌شود: روتور دوباره تا سرعت عملیاتی می‌چرخد و قرائت‌های ارتعاش انجام می‌شود. اگر بالانس به درستی انجام شود، سطح ارتعاش به شدت کاهش می‌یابد و در محدوده قابل قبول قرار می‌گیرد (معمولاً سرعت ارتعاش به چند میلی‌متر بر ثانیه کاهش می‌یابد). به عنوان مثال، دستگاه ممکن است نشان دهد که ارتعاش باقیمانده ۱ تا ۲ میلی‌متر بر ثانیه است - نتیجه‌ای عالی برای ماشین‌آلات کشاورزی. اگر ارتعاش هنوز از حد مجاز فراتر رود، برنامه ممکن است اضافه کردن وزنه‌های کوچک اضافی را توصیه کند - آنها اضافه شده و دوباره بررسی می‌شوند تا نتیجه رضایت‌بخش حاصل شود.
برای روتورهای به شدت نامتعادل، گاهی اوقات از بالانس چند مرحله‌ای استفاده می‌شود: ابتدا، با سرعت کاهش‌یافته بالانس کنید، سپس این روش را با سرعت بالاتر تکرار کنید و به همین ترتیب تا رسیدن به سرعت عملیاتی ادامه دهید. این کار در صورتی ضروری است که چرخاندن روتور بلافاصله در عدم تعادل بالا خطرناک باشد - گام به گام، ارتعاش اصلی حذف می‌شود و سپس با سرعت چرخش کامل به حالت ایده‌آل می‌رسد.
در عمل، استفاده از دستگاه Balanset-1A به بسیاری از مزارع کمک کرده است تا با ارتعاشات پیچیده کنار بیایند. به عنوان مثال، صاحبان خردکن‌های دوار اغلب سعی می‌کردند با استفاده از روش‌های خانگی، روتور را متعادل کنند و روتور را روی منشورها قرار دهند (تعادل استاتیک)، اما ناموفق بودند - ارتعاش باقی می‌ماند. با کمک دستگاه قابل حمل، امکان حذف کامل ارتعاشات فراهم شد: پس از نصب وزنه‌های اصلاحی، عملکرد مالچ روان شد و صدای وزوز و لرزشی که مانع کار طولانی مدت راننده تراکتور می‌شد، از بین رفت. وضعیت مشابهی با کمباین‌ها نیز رخ می‌دهد: اگر پس از تعویض چاقوها در خردکن کاه، عدم تعادلی ظاهر شود، کشاورز نیازی به جداسازی کل خردکن ندارد، بلکه می‌تواند آن را مستقیماً روی کمباین در عرض چند ساعت متعادل کند. یک مثال واقعی، متعادل کردن خردکن روی کمباین Claas است: پس از فصل، یکی از چکش‌ها از بین رفت و روتور شروع به لرزش شدید کرد. دستگاه سرعت ارتعاش حدود 15 تا 17 میلی‌متر بر ثانیه را نشان داد (که روی قاب قابل توجه است). با محکم کردن دو مجموعه واشر با جرم کلی حدود ۹۰ گرم در دو انتهای مخالف روتور، لرزش به کمتر از ۲ میلی‌متر بر ثانیه کاهش یافت. کمباین بدون خطر آسیب رساندن به یاتاقان‌های خردکن به کار خود ادامه داد. در شکل زیر، واشرهای متعادل‌کننده نصب شده روی روتور خردکن کاه پس از چنین روشی با رنگ سبز مشخص شده‌اند. آنها به انتهای روتور روبروی نقطه «سنگین» سابق پیچ می‌شوند. به لطف این، چرخش روتور یکنواخت شد.
مزایای بالانس کردن با دستگاه Balanset-1A
- سرعت و تحرک: این دستگاه را می‌توان مستقیماً به مزرعه یا انبار آورد و نیاز به حمل واحدهای سنگین به کارگاه را از بین برد. حتی یک درام بزرگ را می‌توان در یاتاقان‌های خود روی کمباین متعادل کرد. در طول فصل برداشت، این امر به ویژه ارزشمند است - به حداقل رساندن زمان از کار افتادگی تجهیزات.
- دقت و کامل بودن موازنه: به لطف تحلیل دو صفحه‌ای، عدم تعادل دینامیکی که با چشم قابل دستیابی نیست، از بین می‌رود. نتایج با استانداردهای کارخانه قابل مقایسه است: لرزش تا سطحی کاهش می‌یابد که اثرات مضر بر روی قطعات از بین می‌رود. دستگاه محل و وزن دقیق بار را نشان می‌دهد و حدس و گمان را از بین می‌برد.
- دسترسی برای پرسنل: دستگاه‌های مدرن نیازی به آموزش تخصصی عمیق ندارند. رابط نرم‌افزاری Balanset-1A شهودی است و محاسبات به صورت خودکار انجام می‌شود. یک متخصص مزرعه، پس از آموزش مختصر، می‌تواند به طور مستقل و بدون دخالت سازمان‌های خارجی، تعادل را انجام دهد.
- Versatility: کیت Balanset-1A برای کارهای متعددی مناسب است: از متعادل کردن یک خردکن کاه و یک فن کمباین گرفته تا روتور خردکن چوب یا یک موتور الکتریکی. این یک خرید سودآور برای یک شرکت بزرگ کشاورزی با تجهیزات متنوع است.
۶. مزایای اقتصادی ایجاد تعادل
بالانس منظم روتور یک سرمایه‌گذاری است که در مدت زمان کوتاهی با کاهش هزینه‌ها و افزایش راندمان، نتیجه می‌دهد. بیایید مزایای اقتصادی اصلی را بررسی کنیم:
- کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری. همانطور که اشاره شد، عدم تعادل به طور قابل توجهی طول عمر یاتاقان‌ها و سایر قطعات را کاهش می‌دهد. اگر روتور نامتعادل باشد، مزرعه با تعویض مکرر یاتاقان‌ها، شفت‌ها، تسمه‌ها و غیره مواجه می‌شود. این هزینه‌های مستقیم قابل توجه هستند: به عنوان مثال، یک مجموعه یاتاقان برای یک درام بزرگ به علاوه کار تعویض می‌تواند صدها دلار یا یورو هزینه داشته باشد و اگر هر چند ماه یکبار انجام شود، در طول فصل به مبلغ قابل توجهی افزایش می‌یابد. بالانس کردن علت اصلی - لرزش - را از بین می‌برد و در نتیجه طول عمر قطعات را افزایش می‌دهد. یاتاقان‌ها سال‌ها دوام می‌آورند، قاب ترک نمی‌خورد و چاقوها در اثر بارهای ضربه‌ای نمی‌شکنند. صرفه‌جویی در قطعات یدکی واضح است. علاوه بر این، بالانس کردن اغلب مشکلات احتمالی (ترک‌ها، شل شدن بست‌ها) را شناسایی و برطرف می‌کند و از حوادث جدی جلوگیری می‌کند. بالانس به موقع می‌تواند از خرابی بزرگی که صدها هزار روبل هزینه دارد، جلوگیری کند.
- به حداقل رساندن زمان از کارافتادگی و حفظ محصول. خرابی کمباین در اوج برداشت می‌تواند منجر به تلفات محصول، از دست رفتن فرصت‌ها به دلیل تأخیر در برداشت و هزینه‌های تعمیرات فوری شود. روتور نامتعادل یک خطر پنهان است که می‌تواند در نامناسب‌ترین لحظه (مثلاً خرابی بلبرینگ خرمنکوب و توقف کمباین) رخ دهد. با سرویس به موقع و متعادل کردن واحدهای روتور، کشاورزان از خرابی‌های اضطراری جلوگیری می‌کنند. تجهیزات در بحرانی‌ترین دوره‌ها با اطمینان کار می‌کنند. حتی اگر از سرویس متعادل‌سازی سیار (که هزینه مشخصی دارد) استفاده شود، به طور غیرقابل مقایسه‌ای ارزان‌تر از نگه داشتن یک کمباین پشتیبان یا از دست دادن بخشی از برداشت به دلیل خرابی است.
- افزایش راندمان کار و صرفه‌جویی در مصرف سوخت. مکانیزم‌های متعادل، روان‌تر و با بار کمتر عمل می‌کنند. این بدان معناست که انرژی موتور به جای کاهش ارتعاشات و سر و صدا، حداکثر برای کارهای مفید - خرمنکوبی، برش، خرد کردن - استفاده می‌شود. در سراسر مزرعه، این امر تأثیر قابل توجهی دارد: کاهش مصرف سوخت و انرژی ویژه به ازای هر تن غلات یا خوراک فرآوری شده. دستیابی به ارقام دقیق بدون اندازه‌گیری دشوار است، اما حتی صرفه‌جویی در مصرف سوخت 2-5% برای کمباین‌ها و تراکتورهای بزرگ در طول یک فصل، منجر به ده‌ها لیتر و صرفه‌جویی در هزینه می‌شود. علاوه بر این، اپراتور می‌تواند بدون ترس از آسیب رساندن به دستگاه، با سرعت کامل بهینه کار کند و کار را سریع‌تر انجام دهد. به طور غیرمستقیم، متعادل‌سازی بر کیفیت کار نیز تأثیر می‌گذارد: یک کمباین که به طور روان کار می‌کند، غلات را بهتر خرمنکوبی و تمیز می‌کند، به غلات کمتری آسیب می‌رساند و ضایعات کمتری دارد که از نظر اقتصادی نیز سودمند است (محصول قابل فروش بیشتر).
- افزایش طول عمر تجهیزات. لرزش دشمن شماره یک ماشین‌آلات است و به تدریج دستگاه را "از کار می‌اندازد". یک کمباین یا چمن‌زن بدون لرزش بیش از حد، بیشتر از عمر مفید استاندارد خود دوام می‌آورد و نیاز به به‌روزرسانی‌های پرهزینه ناوگان را به تأخیر می‌اندازد. خرید کمباین جدید یک سرمایه‌گذاری عظیم است و منطقی است که از آنچه قبلاً خریداری شده است، حداکثر استفاده را ببریم. بالانس کردن یک فعالیت نسبتاً ارزان است که به طور قابل توجهی طول عمر روتورها و در نتیجه کل تجهیزات را افزایش می‌دهد. حتی ماشین‌های قدیمی، با مراقبت مناسب، می‌توانند با موفقیت کار کنند و عملکرد خود را حفظ کنند.
- از داشتن تجهیزات تعادلی بهره‌مند شوید. برای مزارع بزرگ کشاورزی و شرکت‌های خدماتی، تهیه‌ی بالانسر قابل حمل مخصوص به خود مانند Balanset-1A از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است. هزینه‌ی آن با قیمت یک جفت لاستیک تراکتور قابل مقایسه است و دائماً مزایایی را ارائه می‌دهد. پس از صرفه‌جویی در چندین یاتاقان و جلوگیری از تصادفات، دستگاه کاملاً هزینه‌ی خود را جبران می‌کند. فراتر از آن، فقط صرفه‌جویی و استقلال است: نیازی به تماس با متخصصان خارجی گران‌قیمت نیست، تمام کارها به صورت مستقل و برنامه‌ریزی شده انجام می‌شود. برای کشاورزان کوچک‌تر، گزینه‌ی همکاری وجود دارد: خرید مشترک یک دستگاه برای چندین مزرعه یا جذب تیم‌های سیار با تجهیزات مورد نیاز.
به عبارت ساده، ایجاد تعادل، ضررهای مالی پنهان را از بین می‌برد. وجوه سرمایه‌گذاری شده در آن از طریق موارد زیر بازمی‌گردد: کاهش هزینه‌های تعمیر، عدم توقف اجباری، عملکرد کارآمدتر و طول عمر تجهیزات. این امر به ویژه در شرایطی که سودآوری تجارت کشاورزی به یک برنامه زمانی مشخص برای کار میدانی و بهینه‌سازی هزینه بستگی دارد، اهمیت دارد.
۷. نتیجه‌گیری
بالانس کردن روتورهای کمباین‌ها و چمن‌زن‌ها پیش‌نیاز عملکرد مطمئن و ایمن ماشین‌آلات کشاورزی است. در طول مقاله، دیده‌ایم که عدم تعادل، چه استاتیک و چه دینامیک، منجر به عواقب منفی جدی می‌شود: از سایش شدید یاتاقان‌ها و قطعات گرفته تا تصادفات و کاهش عملکرد. بالانس منظم واحدهای کلیدی (کوبنده‌های خرمنکوبی، خردکن‌های کاه، روتورهای چمن‌زن و غیره) به جلوگیری از این مشکلات کمک می‌کند. روش‌های مختلفی وجود دارد - از بالانس استاتیک ساده گرفته تا بالانس دینامیک با دقت بالا. بهترین نتایج با بالانس دینامیکی حاصل می‌شود و تجهیزات مدرنی مانند Balanset-1A آن را در مزرعه و بدون زمان‌های از کارافتادگی طولانی در دسترس قرار می‌دهد. نتیجه‌گیری ساده است: با صرفه‌جویی در زمان بالانس، در نتیجه هزینه‌های تعمیرات و از کارافتادگی بسیار بیشتری را از دست می‌دهیم.
بنابراین، توصیه می‌شود بررسی‌های تعادل را در برنامه نگهداری منظم تجهیزات بگنجانید. به عنوان مثال، قبل از فصل برداشت، تعادل درام و خردکن را بررسی کنید؛ هنگام آماده‌سازی ماشین چمن‌زنی برای برداشت یونجه، مطمئن شوید که هیچ لرزش روتور و غیره وجود ندارد. اگر علائم عدم تعادل (لرزش، سر و صدا، سایش ناهموار چاقو، خرابی مکرر یاتاقان) مشاهده شد، آن را به تعویق نیندازید - تشخیص لرزش و بالانس را انجام دهید. بالانس منظم روتور به طور کامل نتیجه می‌دهد: تجهیزات به طور روان و کارآمد کار می‌کنند، کمتر خراب می‌شوند، بیشتر عمر می‌کنند و اپراتور در شرایط راحت‌تری کار می‌کند. کشاورزان و شرکت‌های کشاورزی باید روش‌های بالانس را - چه دستگاه خودشان باشد چه خدمات تخصصی - اتخاذ کنند و سپس لرزش از یک دشمن به یک عامل قابل کنترل تبدیل می‌شود. با بالانس نگه داشتن روتورها، پایه و اساس عملکرد طولانی و موفقیت‌آمیز ناوگان ماشین‌آلات خود را بنا می‌کنید.
FA 
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
NB 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
RU 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI