درک روش سه مرحله‌ای در بالانس روتور
تعریف: روش سه-اجرا چیست؟
The روش سه اجرا پرکاربردترین رویه برای بالانس دو صفحه‌ای (دینامیکی). این تعیین می‌کند که وزنه‌های اصلاحی به دو مورد نیاز است صفحات اصلاحی با استفاده از دقیقاً سه دور اندازه‌گیری: یک دور اولیه برای تعیین خط مبنا عدم تعادل شرط، و به دنبال آن دو شرط متوالی وزن آزمایشی اجرا می‌شود (یکی برای هر صفحه تصحیح).
این روش تعادل بهینه‌ای بین دقت و کارایی ایجاد می‌کند و به شروع و توقف‌های کمتری نسبت به روش قبل نیاز دارد. روش چهار مرحله‌ای ضمن ارائه داده‌های کافی برای محاسبه اصلاحات مؤثر برای اکثر صنایع متعادل کردن برنامه های کاربردی.
روش سه‌گانه: گام به گام
این روش از یک توالی ساده و سیستماتیک پیروی می‌کند:
اجرای ۱: اندازه‌گیری اولیه‌ی خط پایه
دستگاه در شرایط نامتعادل و بدون تغییر، با سرعت متعادل خود کار می‌کند. لرزش اندازه‌گیری‌ها در هر دو محل یاتاقان (که به عنوان یاتاقان ۱ و یاتاقان ۲ تعیین شده‌اند) انجام می‌شوند و هر دو ثبت می‌گردند. دامنه and زاویه فاز. این اندازه‌گیری‌ها، بردارهای ارتعاش ناشی از توزیع نابالانسی اولیه را نشان می‌دهند.
- اندازه گیری در یاتاقان ۱: دامنه A₁، فاز θ₁
- اندازه گیری در یاتاقان ۲: دامنه A₂، فاز θ₂
- هدف: شرایط ارتعاش پایه (O₁ و O₂) که باید اصلاح شود را تعیین می‌کند.
مرحله ۲: وزنه آزمایشی در صفحه اصلاح ۱
دستگاه متوقف می‌شود و یک وزنه آزمایشی مشخص (T₁) به طور موقت در یک موقعیت زاویه‌ای دقیقاً مشخص شده در اولین صفحه اصلاح (معمولاً نزدیک یاتاقان ۱) متصل می‌شود. دستگاه با همان سرعت مجدداً راه‌اندازی می‌شود و ارتعاش دوباره در هر دو یاتاقان اندازه‌گیری می‌شود.
- اضافه کردن: وزنه آزمایشی T₁ در زاویه α₁ در صفحه ۱
- اندازه گیری در یاتاقان ۱: بردار ارتعاش جدید (اثر O₁ + T₁)
- اندازه گیری در یاتاقان ۲: بردار ارتعاش جدید (اثر O₂ + T₁)
- هدف: تعیین می‌کند که چگونه یک وزنه در صفحه ۱ بر ارتعاش هر دو یاتاقان تأثیر می‌گذارد.
دستگاه تعادل محاسبه می‌کند ضرایب نفوذ برای صفحه ۱ با تفریق برداری اندازه‌گیری‌های اولیه از این اندازه‌گیری‌های جدید.
اجرای ۳: وزنه آزمایشی در صفحه اصلاح ۲
وزنه آزمایشی اول برداشته می‌شود و وزنه آزمایشی دوم (T₂) در موقعیت مشخص شده در صفحه تصحیح دوم (معمولاً نزدیک یاتاقان ۲) متصل می‌شود. اندازه‌گیری دیگری انجام می‌شود و دوباره ارتعاش در هر دو یاتاقان ثبت می‌شود.
- حذف: وزن آزمایشی T₁ از هواپیمای ۱
- اضافه کردن: وزنه آزمایشی T₂ در زاویه α₂ در صفحه ۲
- اندازه گیری در یاتاقان ۱: بردار ارتعاش جدید (اثر O₁ + T₂)
- اندازه گیری در یاتاقان ۲: بردار ارتعاش جدید (اثر O₂ + T₂)
- هدف: تعیین می‌کند که چگونه یک وزنه در صفحه ۲ بر ارتعاش هر دو یاتاقان تأثیر می‌گذارد.
این ابزار اکنون مجموعه‌ای کامل از چهار ضریب تأثیر را دارد که نحوه تأثیر هر صفحه بر هر یاتاقان را توصیف می‌کند.
محاسبه وزن‌های اصلاحی
پس از اتمام سه اجرا، نرم‌افزار متعادل‌سازی انجام می‌شود ریاضیات برداری برای حل اوزان اصلاحی:
ماتریس ضریب نفوذ
از سه مرحله اندازه‌گیری، چهار ضریب تعیین می‌شود:
- آلفا₁₁: چگونه صفحه ۱ بر یاتاقان ۱ تأثیر می‌گذارد (اثر اولیه)
- آلفا₁₂: چگونه صفحه ۲ بر یاتاقان ۱ تأثیر می‌گذارد (کوپلینگ متقاطع)
- آلفا₂₁: چگونه صفحه ۱ بر یاتاقان ۲ تأثیر می‌گذارد (کوپلینگ متقاطع)
- آلفا₂₂: چگونه صفحه ۲ بر یاتاقان ۲ تأثیر می‌گذارد (اثر اولیه)
حل سیستم
این دستگاه دو معادله همزمان را برای یافتن W₁ (اصلاح برای صفحه ۱) و W₂ (اصلاح برای صفحه ۲) حل می‌کند:
- α₁₁ · W₁ + α₁₂ · W₂ = -O₁ (برای حذف ارتعاش در یاتاقان ۱)
- α₂₁ · W₁ + α₂₂ · W₂ = -O₂ (برای حذف ارتعاش در یاتاقان ۲)
این راه‌حل، جرم و موقعیت زاویه‌ای مورد نیاز برای هر وزنه اصلاحی را فراهم می‌کند.
مراحل نهایی
- هر دو وزنه آزمایشی را بردارید
- وزنه‌های تصحیح دائمی محاسبه‌شده را در هر دو صفحه نصب کنید
- برای تأیید کاهش لرزش به سطوح قابل قبول، یک آزمایش تأیید انجام دهید
- در صورت لزوم، برای تنظیم دقیق نتایج، یک تعادل اصلاحی انجام دهید
مزایای روش سه مرحله‌ای
روش سه مرحله‌ای به دلیل چندین مزیت کلیدی به استاندارد صنعتی برای بالانس دو صفحه‌ای تبدیل شده است:
۱. کارایی بهینه
سه اجرا نشان دهنده حداقل مورد نیاز برای ایجاد چهار ضریب تأثیر (یک شرط اولیه به علاوه یک اجرای آزمایشی در هر صفحه) است. این امر ضمن ارائه توصیف کامل سیستم، زمان از کار افتادگی دستگاه را به حداقل می‌رساند.
۲. قابلیت اطمینان اثبات‌شده
دهه‌ها تجربه میدانی نشان می‌دهد که سه بار آزمایش، داده‌های کافی برای بالانس قابل اعتماد در اکثر کاربردهای صنعتی را فراهم می‌کند.
۳. صرفه‌جویی در زمان و هزینه
در مقایسه با روش چهار مرحله‌ای، حذف یک مرحله آزمایشی، زمان متعادل‌سازی را تقریباً 20% کاهش می‌دهد که به معنای کاهش زمان از کارافتادگی و هزینه‌های نیروی کار است.
۴. اجرای ساده‌تر
تعداد دفعات کمتر به معنای جابجایی کمتر وزنه‌های آزمایشی، احتمال کمتر خطا و مدیریت ساده‌تر داده‌ها است.
۵. برای اکثر کاربردها مناسب است
برای ماشین‌آلات صنعتی معمولی با اثرات اتصال متقاطع متوسط و قابل قبول تلرانس‌های متعادل‌کننده, ، سه اجرا به طور مداوم نتایج موفقیت آمیزی را ارائه می دهد.
چه زمانی از روش سه‌گانه استفاده کنیم؟
روش سه مرحله‌ای برای موارد زیر مناسب است:
- بالانسینگ صنعتی روتین: موتورها، فن‌ها، پمپ‌ها، دمنده‌ها - اکثر تجهیزات دوار
- الزامات دقت متوسط: درجه‌های کیفیت را از G 2.5 تا G 16 متعادل کنید
- کاربردهای متعادل‌سازی میدان: متعادل‌سازی درجا جایی که به حداقل رساندن زمان از کارافتادگی مهم است
- سیستم‌های مکانیکی پایدار: تجهیزات با شرایط مکانیکی خوب و پاسخ خطی
- هندسه‌های استاندارد روتور: روتورهای صلب با نسبت‌های طول به قطر معمول
محدودیت‌ها و موارد عدم استفاده
روش سه دور ممکن است در شرایط خاص ناکافی باشد:
چه زمانی روش چهار-ران ترجیح داده می‌شود؟
- الزامات دقت بالا: تلرانس‌های بسیار کم (G 0.4 تا G 1.0) که در آنها تأیید اضافی خطی بودن ارزشمند است
- کوپلینگ متقاطع قوی: وقتی صفحات اصلاحی خیلی به هم نزدیک باشند یا سختی بسیار نامتقارن باشد
- ویژگی‌های سیستم ناشناخته: بالانس کردن تجهیزات غیرمعمول یا سفارشی برای اولین بار
- ماشین آلات مشکل دار: تجهیزاتی که نشانه‌هایی از رفتار غیرخطی یا مشکلات مکانیکی نشان می‌دهند
چه زمانی ممکن است تک‌صفحه‌ای کافی باشد؟
- روتورهای باریک و دیسکی که عدم تعادل دینامیکی در آنها حداقل است
- وقتی فقط یک محل یاتاقان ارتعاش قابل توجهی نشان می‌دهد
مقایسه با سایر روش‌ها
روش سه-ران در مقابل چهار-ران
| جنبه | سه-ران | چهار-ران |
|---|---|---|
| تعداد اجراها | ۳ (آزمایش اولیه + ۲ آزمایش) | ۴ (اولیه + ۲ آزمایش + ترکیبی) |
| زمان مورد نیاز | کوتاه‌تر | ~20% طولانی‌تر |
| بررسی خطی بودن | خیر | بله (اجرای ۴ تایید می‌کند) |
| کاربردهای معمول | کارهای صنعتی روتین | تجهیزات حیاتی و با دقت بالا |
| دقت | Good | عالی |
| پیچیدگی | پایین‌تر | بالاتر |
روش سه‌رانه در مقابل روش تک‌صفحه‌ای
روش سه مرحله‌ای اساساً با روش ... متفاوت است. بالانس تک صفحه‌ای, که فقط از دو اجرا (اولیه به علاوه یک آزمایش) استفاده می‌کند، اما فقط می‌تواند یک صفحه را اصلاح کند و نمی‌تواند آدرس‌دهی کند. عدم تعادل زوجین.
بهترین روش‌ها برای موفقیت در روش سه‌گانه
انتخاب وزنه آزمایشی
- وزنه‌های آزمایشی را انتخاب کنید که تغییر دامنه ارتعاش 25-50% ایجاد کنند.
- خیلی کوچک: نسبت سیگنال به نویز ضعیف و خطاهای محاسباتی
- خیلی بزرگ: خطر پاسخ غیرخطی یا سطوح ارتعاش ناامن
- برای حفظ کیفیت اندازه‌گیری ثابت، از اندازه‌های مشابه برای هر دو صفحه استفاده کنید.
ثبات عملیاتی
- برای هر سه بار دویدن، سرعت یکسانی را حفظ کنید
- در صورت لزوم، بین اجراها، تثبیت حرارتی را در نظر بگیرید
- اطمینان از شرایط فرآیند ثابت (جریان، فشار، دما)
- از مکان‌ها و روش‌های نصب یکسان برای حسگرها استفاده کنید
کیفیت داده‌ها
- در هر اجرا چندین اندازه‌گیری انجام دهید و میانگین آنها را بگیرید
- تأیید کنید که اندازه‌گیری‌های فاز سازگار و قابل اعتماد هستند
- بررسی کنید که وزنه‌های آزمایشی تغییرات قابل اندازه‌گیری واضحی ایجاد کنند
- به دنبال ناهنجاری‌هایی باشید که ممکن است نشان‌دهنده خطاهای اندازه‌گیری باشند
دقت نصب
- موقعیت‌های زاویه‌ای وزنه آزمایشی را با دقت علامت‌گذاری و تأیید کنید.
- مطمئن شوید که وزنه‌های آزمایشی محکم بسته شده‌اند و در حین اجرا جابجا نمی‌شوند.
- وزنه‌های اصلاح نهایی را با همان دقت و ظرافت نصب کنید
- قبل از اجرای نهایی، جرم‌ها و زوایا را دوباره بررسی کنید
عیب‌یابی مشکلات رایج
نتایج ضعیف پس از اصلاح
علل احتمالی:
- وزنه‌های اصلاحی که در زوایای اشتباه یا با جرم‌های اشتباه نصب شده‌اند
- شرایط عملیاتی بین آزمایش‌های اولیه و نصب اصلاحیه تغییر کرد
- مشکلات مکانیکی (لقی، عدم هم‌ترازی) که قبل از بالانس شدن برطرف نمی‌شوند
- پاسخ سیستم غیرخطی
وزنه‌های آزمایشی واکنش کمی ایجاد می‌کنند
راه حل ها:
- از وزنه‌های آزمایشی بزرگتر استفاده کنید یا آنها را در شعاع بزرگتری قرار دهید
- بررسی نصب سنسور و کیفیت سیگنال
- تأیید کنید که سرعت عملکرد صحیح است
- در نظر بگیرید که آیا سیستم میرایی بسیار بالایی دارد یا حساسیت پاسخ بسیار پایینی دارد
اندازه‌گیری‌های متناقض
راه حل ها:
- زمان بیشتری برای تثبیت حرارتی و مکانیکی در نظر بگیرید
- بهبود نصب سنسور (استفاده از گل‌میخ به جای آهنربا)
- ایزوله کردن از منابع ارتعاش خارجی
- به مشکلات مکانیکی که باعث رفتار متغیر می‌شوند، رسیدگی کنید
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 