درک اصلاح تقسیم در بالانس روتور
تعریف: اصلاح تقسیم چیست؟
اصلاح تقسیم شده عملی است متعادل کردن تکنیکی که در آن یک محاسبه واحد وزن اصلاحی به دو یا چند وزنه کوچکتر که در موقعیتهای زاویهای مختلف روی روتور قرار گرفتهاند، تقسیم میشود. جرمها و زوایای این وزنههای تقسیم شده با استفاده از جمع بردار اصول به طوری که اثر ترکیبی آنها معادل وزن اصلاحی واحد اصلی باشد.
این روش زمانی استفاده میشود که محدودیتهای فیزیکی مانع از قرار دادن وزن اصلاحی در محل ایدهآل محاسبهشده میشوند، اما میتوان وزنها را در دو یا چند محل قابل دسترس قرار داد که وقتی به صورت برداری ترکیب میشوند، اصلاح مورد نظر را ایجاد میکنند.
چه زمانی از اصلاح تقسیم استفاده میشود؟
اصلاح تقسیم در چندین موقعیت متعادلسازی میدان رایج ضروری میشود:
۱. موانع در مکان ایدهآل
زاویه تصحیح محاسبهشده ممکن است با سوراخ پیچ، شیار کلید، دریچه روغن، نقطه نصب سنسور یا سایر ویژگیهایی که اضافه کردن یا حذف جرم غیرممکن یا غیرمحتمل است، منطبق باشد.
۲. فضای محدود برای یک وزنه بزرگ
اصلاح محاسبهشده ممکن است به یک وزنه بزرگ نیاز داشته باشد که به دلیل محدودیت فضا، از نظر فیزیکی در محل مشخصشده جا نمیشود، اما میتوان دو وزنه کوچکتر را در زوایای نزدیک به هم قرار داد.
۳. حفظ تعادل روی پرههای فن یا پروانهها
در تجهیزاتی مانند فنها، دمندهها یا چرخهای توربین، وزنههای اصلاح اغلب باید به نوکها یا محفظههای مجزای پرهها متصل شوند. اصلاح تقسیمشده اجازه میدهد تا اصلاح مورد نیاز بین دو یا چند پره که در دو طرف زاویه ایدهآل قرار گرفتهاند، توزیع شود.
۴. سوراخها یا نقاط نصب در فواصل زاویهای ثابت
بسیاری از روتورها دارای سوراخهای از پیش حفر شده یا موقعیتهای نصب در فواصل منظم هستند (برای مثال، هر 15 درجه، 30 درجه یا 45 درجه). اگر زاویه اصلاح محاسبه شده بین دو سوراخ قرار گیرد، اصلاح تقسیم شده اجازه میدهد تا وزن بین دو مکان مجاور موجود توزیع شود.
۵. برداشتن وزنه (برداشتن مواد)
وقتی اصلاح با سوراخ کردن یا سنگ زدن مواد انجام میشود، محدودیتهای دسترسی یا مشکلات ساختاری ممکن است مانع از برداشتن جرم با زاویه دقیق محاسبه شده شود. اصلاح دو قسمتی امکان برداشتن مواد را از دو مکان قابل دسترس فراهم میکند.
ریاضیات اصلاح تقسیم
اصلاح تقسیمبندی بر اساس این اصل است که بردارها (در این مورد، بردارهای عدم تعادل) میتوانند اضافه شده و به مؤلفهها تجزیه شوند. این فرآیند از ریاضیات برداری استفاده میکند تا اطمینان حاصل شود که وزنهای تقسیمبندی شده همان اثر خالص وزن واحد اصلی را ایجاد میکنند.
اصل اساسی
اگر یک وزنه اصلاحی با بزرگی W در زاویه θ مورد نیاز باشد، میتوان آن را با دو وزنه W₁ و W₂ در زوایای θ₁ و θ₂ جایگزین کرد، که در آن:
- W₁ و W₂ بر اساس محدودیتهای هندسی و عملی انتخاب میشوند.
- مجموع برداری W₁ در θ₁ و W₂ در θ₂ برابر با W در θ است.
تقسیم مساوی در زوایای متقارن
سادهترین و رایجترین حالت، تقسیم یک وزنه به طور مساوی در دو زاویه است که به صورت متقارن در اطراف زاویه مورد نظر قرار گرفتهاند. به عنوان مثال، اگر اصلاح محاسبه شده ۱۰۰ گرم در زاویه ۴۵ درجه باشد، اما وزنهها فقط میتوانند در زاویههای ۳۰ و ۶۰ درجه قرار گیرند:
- وزنه W₁ را در زاویه 30 درجه قرار دهید
- وزنه W₂ را در زاویه ۶۰ درجه قرار دهید
- W₁ و W₂ را طوری محاسبه کنید که مجموع برداری آنها در دمای ۴۵ درجه برابر با ۱۰۰ گرم باشد.
برای تقسیمبندیهای متقارن (جداسازی زاویهای مساوی)، محاسبه ساده است و میتواند به صورت گرافیکی یا با استفاده از مثلثات انجام شود.
تقسیم نامتقارن
اگر زوایای موجود حول زاویه ایدهآل متقارن نباشند، محاسبه پیچیدهتر میشود و معمولاً نیاز است که نرمافزار دستگاه بالانس، وزنهای تقسیمبندی مناسب را با استفاده از ریاضیات برداری کامل محاسبه کند.
روش عملی برای اصلاح تقسیم
اکثر ابزارهای متعادلسازی مدرن شامل ماشینحسابهای اصلاح تقسیم هستند که فرآیند را خودکار میکنند:
مرحله ۱: محاسبه اصلاح اولیه
حالت عادی را کامل کنید influence coefficient روش متعادلسازی برای تعیین وزن و زاویه اصلاح مورد نیاز.
مرحله ۲: مکانهای موجود را شناسایی کنید
مشخص کنید که وزنهها را واقعاً کجا میتوان روی روتور قرار داد. به موقعیتهای زاویهای نقاط نصب قابل دسترس، سوراخهای پیچ یا محل پرهها توجه کنید.
مرحله ۳: پارامترهای تقسیم ورودی
وزن و زاویه اصلاح محاسبه شده را در تابع اصلاح تقسیم دستگاه بالانس وارد کنید. سپس دو (یا بیشتر) زاویه موجود را که وزنهها میتوانند در آن قرار گیرند، مشخص کنید.
مرحله ۴: محاسبه وزنهای تقسیمشده
این دستگاه جرمهای مورد نیاز در هر یک از زوایای مشخص شده را برای ایجاد معادل تصحیح اولیه محاسبه میکند.
مرحله ۵: نصب و تأیید
وزنههای جداشونده را در موقعیتهای محاسبهشده خود نصب کنید و یک آزمایش تأیید انجام دهید تا تأیید شود که لرزش مطابق انتظار کاهش یافته است.
مثال: تقسیم دو طرفه روی فن
یک سناریوی متعادلسازی را روی یک پنکه ۱۲ پره در نظر بگیرید:
- اصلاح محاسبه شده: ۵۰ گرم در دمای ۳۵ درجه
- محدودیت: وزنهها فقط میتوانند به نوک تیغهها متصل شوند که هر 30 درجه (در زوایای 0، 30، 60، 90 و غیره) قرار دارند.
- تیغههای موجود: تیغه در زاویه ۳۰ درجه و تیغه در زاویه ۶۰ درجه (روی هدف ۳۵ درجه قرار دارد)
استفاده از اصلاح تقسیمبندی:
- وزن در دمای 30 درجه = 30 گرم
- وزن در دمای ۶۰ درجه = ۲۵ گرم
این دو وزنه، وقتی به صورت برداری ترکیب میشوند، اصلاح معادل تقریباً ۵۰ گرم در زاویه ۳۵ درجه ایجاد میکنند و با وجود عدم دسترسی به زاویه ایدهآل دقیق، به اثر تعادل مطلوب دست مییابند.
تقسیمبندیهای سهطرفه و چندطرفه
در حالی که تقسیمبندیهای دوطرفه رایجتر هستند، وزنهای اصلاحی از لحاظ تئوری میتوانند بین سه یا چند مکان تقسیم شوند. با این حال:
- افزایش پیچیدگی: محاسبات پیچیدهتر میشوند و راهحلهای ممکن متعددی وجود دارد.
- بازده نزولی: هر تقسیمبندی اضافی در هر مکان، پیچیدگی را بدون مزیت متناسب افزایش میدهد.
- انباشت خطا: مکانهای پراکندهتر به معنای فرصتهای بیشتر برای انباشته شدن خطاهای نصب است.
در عمل، گاهی اوقات از انشعابهای سهطرفه در تجهیزاتی مانند چرخهای توربین یا فنهای چند پره استفاده میشود، اما هر چیزی فراتر از سه انشعاب نادر است و معمولاً نشان میدهد که باید رویکرد متفاوتی در نظر گرفته شود.
مزایا و محدودیتها
مزایا
- انعطافپذیری عملی: امکان انجام تعادل را حتی زمانی که مکان ایدهآل غیرقابل دسترس است، فراهم میکند.
- حفظ اثربخشی: وقتی به درستی محاسبه شود، اصلاح تقسیم از نظر ریاضی معادل اصلاح تک نقطهای است.
- موارد رایج در متعادلسازی میدان: تکنیک ضروری برای متعادل سازی میدان جایی که محدودیتهای دنیای واقعی رایج هستند.
محدودیتها
- افزایش پیچیدگی نصب: وزنههای بیشتری باید جابجا، اندازهگیری و نصب شوند که احتمال خطا را افزایش میدهد.
- احتمال خطا: اشتباه در محاسبه یا نصب وزنههای تقسیم میتواند منجر به اصلاح ناقص یا حتی افزایش لرزش شود.
- همیشه ممکن نیست: اگر زوایای موجود خیلی از زاویه ایدهآل فاصله داشته باشند، اصلاح با تقسیم ممکن است عملی نباشد و ممکن است لازم باشد صفحات اصلاح جایگزین در نظر گرفته شوند.
- حساسیت موقعیت شعاعی: اصلاح تقسیمبندی فرض میکند که وزنهها در شعاع یکسانی قرار دارند. اگر نقاط نصب موجود در شعاعهای مختلفی باشند، محاسبات اضافی مورد نیاز است.
بهترین شیوهها
برای اطمینان از اصلاح موفقیتآمیز تقسیم:
- استفاده از نرمافزار ابزار دقیق: همیشه به جای تلاش برای محاسبات دستی، که مستعد خطا هستند، از ماشین حساب اصلاح تقسیم داخلی دستگاه بالانس استفاده کنید.
- به حداقل رساندن انحراف زاویهای: زوایای تقسیم را تا حد امکان نزدیک به زاویه محاسبه شده ایده آل انتخاب کنید. انحرافات بزرگ نیاز به جرم کل بزرگتری دارند و حساسیت به خطاها را افزایش می دهند.
- تأیید موقعیتهای زاویهای: زوایای واقعی محل قرارگیری وزنههای تقسیمشده را با دقت اندازهگیری و علامتگذاری کنید. حتی خطاهای زاویهای کوچک نیز میتوانند به طور قابل توجهی بر نتایج تأثیر بگذارند.
- حفظ انسجام شعاعی: در صورت امکان، تمام وزنههای تقسیمشده را در فاصله شعاعی یکسانی از خط مرکزی روتور قرار دهید.
- مستندسازی دقیق: تمام محاسبات اصلاح انشعاب و موقعیتهای نصبشده را برای مراجعات بعدی و عیبیابی ثبت کنید.
ارتباط با سایر مفاهیم متعادلسازی
اصلاح تقسیمبندی بر اصول بنیادی ریاضیات برداری متکی است که در سراسر کار متعادلسازی مورد استفاده قرار میگیرد. جمع بردار, روابط فاز، و نمودارهای قطبی برای اعمال صحیح تکنیکهای اصلاح تقسیمبندی، به ویژه در موقعیتهای عیبیابی که اصلاحات تقسیمبندی نتایج مورد انتظار را به همراه ندارند، ضروری است.