روش ضریب نفوذ برای متعادلسازی میدان
یک ضریب نفوذ یک بردار پیچیده است — حامل دامنه و فاز زاویه — که توصیف میکند چگونه یک سیستم روتور به یک عدم تعادلشناختهشده پاسخ میدهد. این تغییر را نشان میدهد لرزش در یک نقطه اندازهگیری که با افزودن یک وزن آزمایشی در یک مکان روی یک صفحه اصلاحایجاد میشود. به طور ساده، ضریب میگوید: "برای وزن آزمایشی این اندازه، در این زاویه قرار گرفته، لرزش در یاتاقان به این میزان و این جهت حرکت کرد." آن جفت عدد واحد موتور متعادل سازی میدان.
یکی از مزایای برجسته آن این است که به شما امکان میدهد ماشین را بهطور دقیق متعادل کنید بدون بدون آگاهی از ویژگیهای فیزیکی روتور — جرم، سختی یا میرایی آن. شما پاسخ را اندازهگیری میکنید و اجازه میدهید برای کل سیستم صحبت کند.
۱. تعریف: معنای ضریب تأثیر
لرزش ناشی از عدمتعادل یک بردار است: دارای بزرگی (میزان جابجایی یاتاقان) و جهت (موضع زاویهای قله نسبت به شفت، که توسط یک دورسنج پالس تعیین میشود). عدمتعادل نیز یک بردار است — جرمی در شعاع و زاویه. ضریب تأثیر صرفاً نسبت بین آنها است، پاسخ در واحد عدمتعادل اعمالشده، بیانشده در واحدهایی مانند میلیمتر بر ثانیه بر گرم در شعاع معین. زیرا نسبت دو بردار است، خود نیز یک بردار است، و تمام محاسبات متعادلسازی بنابراین جمع بردار و تقسیم بجای ریاضیات معمول نردهای.
۲. چرا روش بسیار موثر است
قدرت این رویکرد در آن است که ماشین را بهعنوان یک “جعبه سیاه” در نظر میگیرد. بهجای تلاش برای مدلسازی تئوری روتور، یک آزمایش عملی انجام میدهید تا پاسخ منحصر بهفرد سیستم را اندازهگیری کنید. مزایا مستقیماً از آن نتیجه میشوند:
- High accuracy: تمام اثرات دینامیکی دنیای واقعی را یکجا درج میکند — سختی یاتاقان، انعطافپذیری ساختار پشتیبان، رفتار بنیاد و نیروهای آیرودینامیکی — زیرا همهی آنها قبلاً در پاسخ اندازهگیریشده درج شدهاند.
- چندکاره بودن: برای تک صفحهای and complex multi-plane مشکلات، در هر دو سفت و سخت and انعطافپذیر rotors.
- بدون جداسازی قطعات: این استاندارد برای کار در محل است، متعادلسازی ماشین در شرایط نصبشده تحت بارهای عملیاتی واقعی، سرعتها و دماهای شاخص — وضعیتی که واقعاً کار میکند.
۳. روش متعادلسازی تکصفحه، مرحله به مرحله
برای متعادلسازی تکصفحه، روش از دنبالهای واضح و منطقی پیروی میکند. هر اجرا یک بردار لرزش را تولید میکند، و ضریب از تفاوت بین آنها بیرون میآید.
- اجرای اولیه (اجرای ۱): with the machine at normal operating conditions, measure the initial vibration vector — amplitude A₁ and phase P₁ — at the bearing. This is the response to the original unbalance, call it O.
- اجرای وزن آزمایش (اجرای ۲): ماشین را متوقف کرده و یک وزن آزمایش شناختهشده T را در یک موضع زاویهای شناختهشده، مثلاً ۰°، روی صفحه اصلاح متصل کنید.
- پاسخ جدید را اندازهگیری کنید: دوباره شروع کرده و بردار جدید، دامنه A₂ و فاز P₂ را بخوانید. این برجمع برداری عدمتعادل اصلی بهاضافه اثر وزن آزمایش است، O + T.
- تغییر را پیدا کنید: the instrument performs the vector subtraction A₂ − A₁ to isolate the vector due to the trial weight alone, Tاثر.
- ضریب (α) را محاسبه کنید: اثر جرم آزمایشی را بر جرم آزمایشی خود تقسیم کنید — α = Tاثر / T — که باعث پاسخ به ازای واحد عدم تعادل میشود.
- اصلاح را محاسبه کنید: to cancel the original vibration you need a weight whose effect is exactly −A₁, so the required وزن اصلاحی است W = −A₁ / α.
- نصب و تأیید کنید: جرم آزمایشی را برداشته، اصلاح محاسبهشده را نصب کرده، و دوباره اجرا کنید تا بررسی کنید که لرزش به سطح قابلقبول کاهش یافته است.
کل حلقه تنها سه بردار و دو عملیات است: تفریق برای پیدا کردن اثر آزمایشی، تقسیم برای پیدا کردن ضریب، سپس تقسیم لرزش نامطلوب بر آن ضریب برای پیدا کردن راه حل.
محاسبات برداری بهدست در انجام آن میتواند خطاهای زیادی داشته باشد، بنابراین اکثر مهندسان نرمافزار را برای انجام آن استفاده میکنند. ما ماشین حساب ضریب نفوذ حالت تکصفحه را برای شما حل میکند، و ماشین حساب وزن آزمایشی به تعیین جرم آزمایشی اول معقول کمک میکند تا اجرای دوم تغییر واضح و قابلاندازهگیری ایجاد کند بدون اینکه روتور را تنشزا کند.
۴. متوازنسازی چندصفحهای
همان اصل به دوصفحه و فراتر گسترش مییابد، اگرچه جبر پیچیدهتر میشود. برای تعادل دوسطحی ابزار ضرایب تأثیر را تعیین میکند four ضرایب تأثیر — اثر یک جرم در صفحه ۱ بر هر یک از دو یاتاقان، و اثر یک جرم در صفحه ۲ بر هر یاتاقان — که اثرات متقابل بین صفحات را ثبت میکند. سپس مجموعهای از معادلات برداری همزمان را حل میکند تا جرم صحیح و زاویه را برای هر دو صفحه بهطور همزمان پیدا کند. این همان چیزی است که تکنیک را قادر میسازد تا با عدم تعادل دینامیکی (گشتاور) و در اصل تقریباً هر ماشین دوار سروکار داشته باشد. برای روتورهای انعطافپذیر که از طریق یک یا چند سرعت بحرانی خمیده میشوند، این ایده بهطور بیشتری به متعادلسازی مودالگسترش مییابد، جایی که ضرایب برای هر حالت معنادار اندازهگیری میشوند.
۵. شرایط عملی و نقاط ضعف
روش بر یک فرض کلیدی استوار است — که سیستم خطی و پایدار است, so that a coefficient measured today still holds tomorrow. Several practical points follow:
- Repeatable speed: the coefficient is speed-dependent. Each run must be at the same RPM, especially near a سرعت بحرانی where response changes sharply.
- A clean trial response: the trial weight must change the vibration enough to measure reliably; too small and the subtraction A₂ − A₁ is swamped by noise.
- شرایط پایدار: changing temperature, load or سستی shifts the true coefficient and corrupts the result — rule out such faults before balancing.
- Stored coefficients: once known for a given machine, a coefficient can be reused for a fast تعادل تریم without a fresh trial run, the basis of single-run balancing on production rotors.
In the field this all happens inside a portable two-channel analyser. The بالانس-1a measures the 1× amplitude and phase on each run, computes the influence coefficients automatically, solves for the single- or two-plane correction, and then verifies the عدم تعادل باقیمانده against the chosen ISO 21940-11 grade — turning the theory above into a few guided steps on site.
