درک تعادل درجا
تعریف: بالانسینگ درجا چیست؟
متعادلسازی درجا (از لاتین "in situ" به معنی "در محل") عملی است که متعادل کردن روتوری که در دستگاه خود، در محل کار عادی خود و تحت شرایط عملیاتی واقعی نصب شده باقی میماند. این مورد معمولاً به عنوان ... نیز شناخته میشود. متعادل سازی میدان, ، بالانس در محل، یا بالانس درجا.
به جای اینکه روتور را جدا کرده و به یک مرکز تخصصی منتقل کنید، دستگاه متعادل کننده در یک کارگاه، تکنسینها تجهیزات اندازهگیری و تحلیل ارتعاش قابل حمل را به محل دستگاه میآورند و بدون جداسازی قطعات، روش بالانس را انجام میدهند.
مزایای متعادلسازی درجا
بالانس درجا به دلیل مزایای عملی و فنی متعدد، به روش ترجیحی برای اکثر قریب به اتفاق بالانس ماشینآلات صنعتی تبدیل شده است:
۱. نیازی به جداسازی قطعات نیست
بارزترین مزیت این است که نیازی به جدا کردن روتور از دستگاه نیست. این امر موارد زیر را از بین میبرد:
- هزینه نیروی کار برای جداسازی و مونتاژ مجدد تجهیزات
- خطر آسیب در حین برداشتن، حمل و نقل و نصب مجدد
- تأخیر زمانی مرتبط با حمل روتور به کارگاه بالانس
- احتمال بروز مشکلات جدید در حین مونتاژ مجدد (عدم همترازی، گشتاور نامناسب و غیره)
۲. بالانس کردن تحت شرایط عملیاتی واقعی
این شاید مهمترین مزیت فنی باشد. بالانس درجا موارد زیر را در بر میگیرد:
- سختی واقعی یاتاقان: یاتاقانهای واقعی و ویژگیهای سختی نصبشدهی آنها بر نحوهی واکنش روتور به عدم تعادل تأثیر میگذارند، که میتواند بهطور قابلتوجهی با شرایط ایدهآل کارگاه متفاوت باشد.
- اثرات سازه فونداسیون و تکیهگاه: انعطافپذیری پایه، قاب و سازه نصب دستگاه بر ارتعاش تأثیر میگذارد. این اثرات به طور خودکار در بالانس درجا لحاظ میشوند.
- دمای عملیاتی: انبساط حرارتی و تأثیر دما بر لقی یاتاقانها در حین بالانس درجا وجود دارد اما در محیط سردخانه وجود ندارد.
- بارهای فرآیندی: برای تجهیزاتی مانند پمپها و فنها، نیروهای آیرودینامیکی یا هیدرولیکی موجود در حین کار واقعی، بر وضعیت تعادل روتور تأثیر میگذارند.
- تناسب و فاصلههای مونتاژ شده: نحوه دقیق قرارگیری اجزا در کنار هم در مونتاژ نهایی، بر تعادل تأثیر میگذارد و این موضوع با روشهای درجا اندازهگیری میشود.
۳. کاهش زمان از کارافتادگی
بالانس درجا اغلب میتواند در عرض چند ساعت انجام شود، در حالی که برداشتن روتور، بالانس آن در کارگاه و نصب مجدد آن میتواند روزها یا هفتهها طول بکشد. برای تجهیزات تولیدی حیاتی، این کاهش زمان از کارافتادگی مستقیماً به افزایش بهرهوری و کاهش درآمد از دست رفته منجر میشود.
۴. هزینه کمتر
حذف هزینههای حمل و نقل، نیروی کار کارگاهی و جداسازی قطعات، بالانس درجا را برای اکثر کاربردها به طور قابل توجهی اقتصادیتر میکند.
۵. تأیید فوری
بعد از نصب وزنههای اصلاحی, ، دستگاه میتواند بلافاصله راهاندازی شود و نتایج تحت شرایط عملیاتی واقعی تأیید شوند. در صورت نیاز به تنظیم اضافی، میتوان آن را بلافاصله و بدون نیاز به جداسازی مجدد قطعات انجام داد.
چه زمانی متعادلسازی درجا مناسبترین روش است؟
اگرچه متعادلسازی درجا بهطور گسترده قابل اجرا است، اما بهویژه در این موقعیتها سودمند است:
- ماشین آلات بزرگ: تجهیزاتی که جداسازی و حمل و نقل آنها دشوار یا پرهزینه است، مانند پنکههای بزرگ، دمندهها و خردکنها.
- روتورهای نصب شده دائمی: روتورهایی که در جای خود مونتاژ شدهاند و برای جداسازی آسان طراحی نشدهاند.
- تجهیزات میدانی: ماشینآلات در مکانهای دورافتادهای که انتقال آنها به کارگاه غیرممکن است.
- تعمیرات اضطراری: موقعیتهایی که در آنها تغییر سریع برای از سرگیری تولید حیاتی است.
- تعمیر و نگهداری روتین: بالانس مجدد دورهای برای اصلاح عدم بالانس ناشی از سایش، تجمع یا فرسایش.
- تجهیزات سفارشی یا غیر استاندارد: ماشینهایی که با تجهیزات استاندارد کارگاه بالانسینگ سازگار نیستند.
فرآیند متعادلسازی درجا
این روش از استاندارد پیروی میکند روش ضریب نفوذ, ، سازگار با محیط مزرعه:
مرحله ۱: ارزیابی اولیه
قبل از شروع، مطمئن شوید که عدم تعادل در واقع مشکل همین است. سایر مشکلات مکانیکی مانند موارد زیر را بررسی کنید ناهمترازی, سستی، یا عیوب بلبرینگ که ممکن است به اشتباه به عنوان عدم تعادل تشخیص داده شود.
مرحله ۲: نصب سنسورها
حسگرهای ارتعاش (معمولاً شتابسنجها) را با استفاده از آهنربا، میخ یا چسب به محفظههای یاتاقان دستگاه وصل کنید. یک تاکومتر یا ... نصب کنید. کلید فازور برای ارائه سیگنال مرجع فاز یک بار در هر دور.
مرحله 3: اجرای اولیه اندازهگیری
دستگاه را با سرعت کاری معمول خود به کار بیندازید و بردارهای ارتعاش اولیه را ثبت کنید.
مرحله ۴: دویدن با وزنه آزمایشی
انجام یک یا چند مورد وزن آزمایشی طبق روش بالانسینگ (تک صفحه، دو صفحه و غیره) اجرا میشود.
مرحله 5: محاسبه و نصب اصلاحات
دستگاه تعادل قابل حمل، وزنههای اصلاحی مورد نیاز را محاسبه میکند. سپس این وزنهها با اضافه کردن وزنهها (مانند وصلههای جوشکاری، جرمهای پیچ و مهره یا وزنههای پیچ تنظیم) یا با برداشتن مواد (سوراخکاری یا سنگزنی) به طور دائمی نصب میشوند.
مرحله ۶: تأیید
اجرای فینال اجرای تأیید برای تأیید کاهش لرزش به سطوح قابل قبول.
تجهیزات برای بالانس درجا
ابزارهای قابل حمل مدرن، بالانس درجا را عملی و قابل دسترس کردهاند:
- ابزارهای متعادل کننده قابل حمل: دستگاههای سبک و باتریدار که اندازهگیری ارتعاش، تشخیص فاز و محاسبات تعادل را در یک بسته دستی یا لپتاپ ترکیب میکنند.
- شتابسنجها: شتابسنجهای پیزوالکتریک یا MEMS با پایههای مغناطیسی برای اتصال و جداسازی آسان.
- تاکومترها: حسگرهای نوری یا مغناطیسی که سیگنال مرجع فاز را ارائه میدهند.
- کیتهای وزنی: انواع وزنههای گیرهای، پیچی یا چسبی برای نصب وزنه آزمایشی موقت و تصحیح دائمی.
چالشها و ملاحظات
اگرچه متعادلسازی درجا بسیار سودمند است، اما چالشهایی را نیز به همراه دارد:
۱. دسترسی به صفحات اصلاح
صفحات اصلاح روتور باید در حین مونتاژ دستگاه قابل دسترسی باشند. در برخی تجهیزات، محافظها یا پوششها باید برداشته شوند تا به سطوح متعادلکننده دسترسی پیدا شود.
۲. عوامل محیطی
شرایط میدانی (دماهای بسیار بالا، آلودگی، سر و صدا، لرزش ناشی از تجهیزات مجاور) میتواند اندازهگیریها را در مقایسه با یک محیط کارگاهی کنترلشده پیچیده کند.
۳. نگرانیهای ایمنی
کار بر روی ماشین آلات در حال کار نیازمند پروتکلهای ایمنی سختگیرانهای است. تکنسینها باید اطمینان حاصل کنند که وزنههای آزمایشی به طور ایمن متصل شدهاند و همه پرسنل فاصله ایمن را از اجزای چرخان حفظ میکنند.
۴. مشکلات مکانیکی
اگر دستگاه مشکلات مکانیکی زمینهای (پایه نرم، عدم همترازی، شل بودن پایهها) داشته باشد، باید قبل از بالانس کردن، این مشکلات اصلاح شوند. شرایط درجا، تشخیص و اصلاح برخی از این مشکلات را دشوارتر میکند.
۵. محدودیتهای دقت بسیار بالا
برای کاربردهایی که نیاز به تلرانسهای بالانس بسیار دقیقی دارند (مانند سنگهای فرز دقیق یا اسپیندلهای پرسرعت)، بالانس کارگاهی روی ماشینهای اختصاصی ممکن است همچنان ترجیح داده شود یا میتوان از آن در ترکیب با بالانس درجا استفاده کرد.
مقایسه: بالانسینگ درجا در مقابل بالانسینگ کارگاهی
| جنبه | In-Situ Balancing | متعادلسازی فروشگاه |
|---|---|---|
| جداسازی قطعات مورد نیاز است | خیر | بله |
| شرایط عملیاتی | شرایط واقعی | شرایط ایدهآل |
| زمان تحویل | ساعتها | روزها تا هفتهها |
| هزینه | پایینتر | بالاتر |
| Precision | Good | عالی |
| کاربردپذیری | بیشتر ماشین آلات | روتورهای کوچک تا متوسط |
استانداردهای صنعتی و بهترین شیوهها
بالانس درجا توسط استانداردهای بینالمللی مانند ISO 21940-13 شناخته شده و پوشش داده میشود، که معیارها و ضمانتهایی را برای بالانس درجا روتورهای متوسط و بزرگ ارائه میدهد. پیروی از این استانداردها ایمنی، اثربخشی و نتایج مداوم را تضمین میکند.