درک عدم تعادل اولیه
تعریف: عدم تعادل اولیه چیست؟
عدم تعادل اولیه (که به آن عدم تعادل اولیه یا عدم تعادل ناشی از کشف نیز گفته میشود) عبارت است از عدم تعادل شرایطی که قبل از هر ... در یک روتور وجود دارد متعادل کردن اصلاحات اعمال شدهاند. این نشان دهنده وضعیت پایه روتور است و در اولین اجرای فرآیند بالانس اندازهگیری میشود. بزرگی و موقعیت زاویهای عدم تعادل اولیه با اندازهگیری تعیین میشود. لرزش دامنه و فاز در حالی که روتور با سرعت متعادل خود کار میکند.
عدم تعادل اولیه، نقطه شروع تمام محاسبات بالانسینگ است و مرجعی را فراهم میکند که اثربخشی روش بالانسینگ با آن سنجیده میشود. پس از اتمام بالانسینگ، هرگونه عدم تعادل باقی مانده، ... نامیده میشود. عدم تعادل باقیمانده.
منابع عدم تعادل اولیه
عدم تعادل اولیه میتواند از منابع متعددی در طول ساخت، مونتاژ و بهرهبرداری ناشی شود:
۱. تلرانسهای تولید
حتی با تولید دقیق، تقارن کامل غیرممکن است. منابع عبارتند از:
- تغییرات چگالی مواد: مواد غیر همگن یا حفرهها و ناخالصیهای داخلی، عدم تقارن جرمی ایجاد میکنند.
- تلرانسهای ماشینکاری: انحرافات کوچک از تمرکز کامل، مانند انحراف یا خروج از مرکز، منجر به عدم تعادل میشود.
- تغییرات ضخامت دیواره: در روتورهای ریختهگری شده یا ساخته شده، تغییرات در ضخامت دیواره باعث توزیع ناهموار جرم میشود.
- تخلخل و عیوب ریختهگری: حبابهای هوا، انقباض یا وجود سرباره در قطعات ریختهگری، بر توزیع جرم تأثیر میگذارند.
۲. خطاها و تغییرات مونتاژ
وقتی روتورها از اجزای متعدد مونتاژ میشوند، عدم تعادل میتواند ایجاد شود:
- جمع تلرانسها: اجزای منفرد ممکن است به خوبی متعادل باشند، اما وقتی مونتاژ میشوند، عدم تعادلهای کوچک آنها میتواند به صورت برداری افزایش یابد و عدم تعادل کلی قابل توجهی ایجاد کند.
- اتصالات کلیددار: کلیدها، شیارها و اسپلاینها ذاتاً عدم تقارن ایجاد میکنند.
- سوراخهای پیچ و بستها: توزیع ناهموار سوراخهای پیچ یا نبود/عدم وجود بستها باعث عدم تعادل میشود.
- اتصالات حرارتی و اتصالات پرسی: اجزایی که با انقباض یا فشار به هم متصل میشوند، ممکن است کاملاً متحدالمرکز نباشند.
۳. علل عملیاتی
عدم تعادل میتواند در طول سرویس ایجاد شود و از حالت تعادل اولیه روتور افزایش یابد:
- تجمع مواد: تجمع آلودگی، گرد و غبار، رسوب یا مواد فرآیندی روی پرههای فن، پروانهها یا سطوح روتور.
- فرسایش و سایش: اتلاف ناهموار مواد به دلیل سایش، خوردگی یا کاویتاسیون.
- قطعات شکسته یا گم شده: پرههای فن گم شدهاند، پرههای پروانه شکستهاند یا اجزای آنها از جای خود خارج شدهاند.
- تغییر شکل: خم شدن، تاب برداشتن یا تغییر شکل پلاستیکی در اثر ضربه، گرمای بیش از حد یا بارگذاری بیش از حد.
- اجزای سست: قطعاتی که شل کار کرده و موقعیتشان تغییر کرده است.
۴. فعالیتهای نگهداری و تعمیرات
از قضا، کار تعمیر و نگهداری گاهی اوقات میتواند عدم تعادل ایجاد کند:
- جایگزینی قطعات با قطعاتی که جرم یا توزیع جرم متفاوتی دارند
- تعمیرات جوشکاری که به صورت نامتقارن جرم اضافه میکنند
- دوباره کاری یا ماشینکاری که مواد را به طور ناهموار حذف می کند
- رنگآمیزی یا پوششدهی به صورت غیریکنواخت اعمال میشود
نحوه اندازهگیری عدم تعادل اولیه
عدم تعادل اولیه در اولین اندازهگیری فرآیند متعادلسازی، به صورت کمی تعیین میشود:
پارامترهای اندازهگیری
- دامنه ارتعاش: بزرگی مولفه ارتعاش 1X (یک بار در هر دور) که معمولاً بر حسب میلیمتر بر ثانیه، اینچ بر ثانیه یا میل اندازهگیری میشود. این پارامتر مستقیماً با شدت عدم تعادل مرتبط است.
- زاویه فاز: موقعیت زاویهای نقطه سنگین، که بر حسب درجه نسبت به یک علامت مرجع اندازهگیری میشود (معمولاً توسط ... تشخیص داده میشود) کلید فازور یا دورسنجزاویه فاز نشان میدهد که جرم نامتعادل در کجا قرار دارد.
- Speed: سرعت چرخشی که در آن اندازهگیریها انجام میشود، به عنوان نیروی عدم تعادل، وابسته به سرعت است.
نمایش برداری
عدم تعادل اولیه به صورت بردار "O" (مخفف "اصلی") با بزرگی و جهت نمایش داده میشود. این بردار معمولاً روی ... نمایش داده میشود. نمودار قطبی, ، جایی که:
- طول بردار نشان دهنده دامنه ارتعاش است
- زاویه بردار نشان دهنده فاز (محل نقطه سنگین) است.
اهمیت در فرآیند تعادل
اندازهگیری اولیه عدم تعادل چندین عملکرد حیاتی را انجام میدهد:
۱. خط پایه برای اصلاحات
تمام محاسبات بالانسینگ به عدم بالانس اولیه ارجاع داده میشوند. هدف از بالانسینگ، جمع کردن ... است. وزنههای اصلاحی که یک بردار ارتعاش برابر و مخالف بردار عدم تعادل اولیه تولید میکنند و در نتیجه آن را خنثی میکنند.
۲. ارزیابی شدت
میزان عدم تعادل اولیه نشان میدهد که مشکل چقدر جدی است و به تعیین موارد زیر کمک میکند:
- اینکه آیا بالانس کردن ضروری است یا اینکه ابتدا باید به سایر مشکلات مکانیکی رسیدگی شود
- اندازه مناسب از وزنههای آزمایشی برای استفاده
- اینکه آیا عدم تعادل را میتوان با یک تلاش برای متعادلسازی اصلاح کرد یا نیاز به چندین بار تکرار دارد
۳. پیگیری پیشرفت
با مقایسه عدم تعادل اولیه با عدم تعادل باقیمانده پس از اعمال اصلاحات، میتوان اثربخشی روش بالانس را به صورت کمی ارزیابی کرد. یک کار بالانس خوب معمولاً ارتعاش را به میزان 70-90% یا بیشتر از سطح اولیه کاهش میدهد.
۴. محاسبه ضریب نفوذ
در روش ضریب نفوذ, ، بردار عدم تعادل اولیه از بردار ارتعاش اندازهگیری شده در طول اجرای وزنه آزمایشی کم میشود تا اثر وزنه آزمایشی جدا شود: T = (O+T) – O، که در آن O عدم تعادل اولیه و T اثر وزنه آزمایشی است.
ارتباط با عدم تعادل باقیمانده
هدف نهایی بالانس کردن، کاهش عدم تعادل اولیه به سطح قابل قبولی است. عدم تعادل باقیمانده. رابطه به صورت زیر است:
- عدم تعادل اولیه: شرط “قبل”
- اصلاحیه: روش بالانس و نصب وزنه
- عدم تعادل باقیمانده: شرط “بعد”
در حالت ایدهآل، عدم تعادل باقیمانده باید کمتر از 10-30% از عدم تعادل اولیه باشد، و هدف خاص آن بسته به الزامات کیفیت تعادل روتور طبق استانداردهایی مانند ... ایزو ۲۱۹۴۰-۱۱.
سطوح اولیه عدم تعادل معمول
میزان عدم تعادل اولیه بسته به نوع تجهیزات و سابقه سرویس بسیار متفاوت است:
روتورهای نو یا اخیراً بالانس شده
ارتعاش معمولاً برای ماشینآلات صنعتی از 0.5 تا 2.0 میلیمتر بر ثانیه (0.02 تا 0.08 اینچ بر ثانیه) متغیر است. این نشان دهنده شرایط تعادل خوب تا قابل قبول است.
روتورهای نسبتاً نامتعادل
لرزش در محدوده ۲.۰ تا ۷.۰ میلیمتر بر ثانیه (۰.۰۸ تا ۰.۲۸ اینچ بر ثانیه) نشان میدهد که روتور باید به زودی بالانس شود. این یک وضعیت رایج برای تجهیزات به دلیل نگهداری روتین است.
روتورهای به شدت نامتعادل
لرزش بالای 7.0 میلیمتر بر ثانیه (0.28 اینچ بر ثانیه) نشان دهنده عدم تعادل شدید است که نیاز به توجه فوری دارد. این ممکن است ناشی از نبود تیغه، تجمع زیاد مواد یا آسیب دیدگی عمده قطعات باشد.
توجه: این مقادیر، دستورالعملهای کلی برای ماشینآلات صنعتی معمولی هستند. سطوح قابل قبول خاص به نوع، اندازه، سرعت و نحوه نصب ماشین بستگی دارد، همانطور که توسط استانداردهایی مانند ISO 20816 تعریف شده است.
مستندسازی و گزارشدهی
اندازهگیریهای اولیه عدم تعادل باید همیشه به عنوان بخشی از سوابق تعادل ثبت شوند:
- دامنه و فاز ارتعاش در هر نقطه اندازهگیری
- سرعت عمل در حین اندازهگیری
- تاریخ و شناسایی تجهیزات
- هرگونه علت قابل مشاهده عدم تعادل که در طول بازرسی مشاهده شده است
این مستندسازی، سابقهای از وضعیت روتور را ارائه میدهد و به شناسایی روندها در طول زمان کمک میکند، مانند اینکه آیا عدم تعادل به دلیل علل عملیاتی به آرامی در حال افزایش است یا خیر.