بالانس دینامیکی میدان

بخش اول: مبانی نظری و مقرراتی بالانس دینامیکی

Field dynamic balancing is one of the key operations in vibration commissioning and condition-based maintenance, aimed at extending the service life of industrial equipment and preventing emergency situations. The use of portable instruments such as Balanset-1A allows these operations to be performed directly at the operating site, minimizing downtime and costs associated with dismantling. However, successful balancing requires not only the ability to work with the instrument, but also a deep understanding of the physical processes underlying vibration, as well as knowledge of the regulatory framework governing the quality of work.

اصل روش‌شناسی بر اساس نصب وزنه‌های آزمایشی و محاسبه ضرایب تأثیر عدم تعادل است. به عبارت ساده، این دستگاه ارتعاش (دامنه و فاز) یک روتور چرخان را اندازه‌گیری می‌کند، پس از آن کاربر به طور متوالی وزنه‌های آزمایشی کوچکی را در صفحات خاص اضافه می‌کند تا تأثیر جرم اضافی بر ارتعاش را "کالیبره" کند. بر اساس تغییرات در دامنه و فاز ارتعاش، دستگاه به طور خودکار جرم لازم و زاویه نصب وزنه‌های اصلاحی را برای از بین بردن عدم تعادل محاسبه می‌کند.

این رویکرد به اصطلاح را پیاده سازی می کند روش سه اجرا برای بالانس دو صفحه‌ای: اندازه‌گیری اولیه و دو بار اجرا با وزنه‌های آزمایشی (یکی در هر صفحه). برای بالانس تک صفحه‌ای، معمولاً دو بار اجرا کافی است - بدون وزنه و با یک وزنه آزمایشی. در دستگاه‌های مدرن، تمام محاسبات لازم به طور خودکار انجام می‌شود که به طور قابل توجهی فرآیند را ساده کرده و الزامات صلاحیت اپراتور را کاهش می‌دهد.

بخش ۱.۱: فیزیک عدم تعادل: تحلیل عمیق

در هسته هر ارتعاشی در تجهیزات دوار، عدم تعادل یا نابالانسی قرار دارد. عدم تعادل وضعیتی است که در آن جرم روتور نسبت به محور چرخش آن به طور ناهموار توزیع شده است. این توزیع ناهموار منجر به وقوع نیروهای گریز از مرکز می‌شود که به نوبه خود باعث ارتعاش تکیه‌گاه‌ها و کل ساختار دستگاه می‌شود. عواقب عدم تعادل رسیدگی نشده می‌تواند فاجعه‌بار باشد: از سایش زودرس و تخریب یاتاقان‌ها گرفته تا آسیب به فونداسیون و خود دستگاه. برای تشخیص و رفع مؤثر عدم تعادل، لازم است انواع آن به وضوح تشخیص داده شود.

انواع عدم تعادل

عدم تعادل استاتیکی (تک صفحه‌ای): In this type of unbalance the rotor's central principal axis of inertia is displaced parallel to the axis of rotation - the center of mass is offset radially from the rotation axis. In a static state, such a rotor, installed on horizontal knife-edges (parallel ways), will always turn with the heavy side downward. Static unbalance is dominant for thin, disk-shaped rotors where the length-to-diameter ratio (L/D) is below approximately 0.5, for example, grinding wheels or narrow fan impellers. Static unbalance elimination is possible by installing one corrective weight in one correction plane, diametrically opposite to the heavy point - a single-plane approach that is valid at moderate speeds (roughly under 1000 rpm); high-speed narrow discs still require two-plane balancing.

عدم تعادل کوپل (گشتاور): این نوع زمانی اتفاق می‌افتد که محور اصلی اینرسی روتور، محور چرخش را در مرکز جرم قطع می‌کند اما با آن موازی نیست. عدم تعادل کوپل را می‌توان به صورت دو جرم نامتعادل با بزرگی برابر اما در جهت مخالف که در صفحات مختلف قرار دارند، نشان داد. در حالت ایستا، چنین روتوری در تعادل است و عدم تعادل فقط در طول چرخش به شکل "تکان خوردن" یا "لرزش" ظاهر می‌شود. برای جبران آن، نصب حداقل دو وزنه اصلاحی در دو صفحه مختلف مورد نیاز است که یک گشتاور جبرانی ایجاد می‌کند.

عدم تعادل دینامیکی: این رایج‌ترین نوع عدم تعادل در شرایط واقعی است که ترکیبی از عدم تعادل‌های استاتیکی و کوپل را نشان می‌دهد. در این حالت، محور اصلی مرکزی اینرسی روتور با محور چرخش منطبق نیست و آن را در مرکز جرم قطع نمی‌کند. برای از بین بردن عدم تعادل دینامیکی، اصلاح جرم حداقل در دو صفحه ضروری است. ابزارهای دو کاناله مانند Balanset-1A به طور خاص برای حل این مشکل طراحی شده‌اند.

عدم تعادل شبه استاتیکی: این یک مورد خاص از عدم تعادل دینامیکی است که در آن محور اصلی اینرسی، محور چرخش را قطع می‌کند اما در مرکز جرم روتور قرار ندارد. این یک تمایز ظریف اما مهم برای تشخیص سیستم‌های روتور پیچیده است.

روتورهای صلب و انعطاف‌پذیر: تمایز اساسی

یکی از مفاهیم اساسی در بالانس، تمایز بین روتورهای صلب و انعطاف‌پذیر است. این تمایز، امکان و روش‌شناسی بالانس موفق را تعیین می‌کند.

روتور صلب: یک روتور در صورتی صلب در نظر گرفته می‌شود که فرکانس چرخش عملیاتی آن به طور قابل توجهی کمتر از اولین فرکانس بحرانی آن باشد و تحت تأثیر نیروهای گریز از مرکز دچار تغییر شکل‌های الاستیک (انحرافات) قابل توجهی نشود. متعادل‌سازی چنین روتوری معمولاً با موفقیت در دو صفحه اصلاح انجام می‌شود. دستگاه‌های Balanset-1A در درجه اول برای کار با روتورهای صلب طراحی شده‌اند.

روتور انعطاف‌پذیر: یک روتور در صورتی انعطاف‌پذیر در نظر گرفته می‌شود که در فرکانس چرخشی نزدیک به یکی از فرکانس‌های بحرانی خود یا بیشتر از آن کار کند. در این حالت، انحراف شفت الاستیک با جابجایی مرکز جرم قابل مقایسه می‌شود و خود به طور قابل توجهی در ارتعاش کلی نقش دارد.

قبل از شروع کار، طبقه‌بندی روتور با مرتبط کردن سرعت عملکرد آن با فرکانس‌های بحرانی شناخته شده (یا محاسبه شده) بسیار مهم است. اگر عبور از رزونانس غیرممکن است، توصیه می‌شود در حین بالانس، شرایط نصب واحد را به طور موقت تغییر دهید تا رزونانس تغییر کند.

بخش ۱.۲: چارچوب نظارتی: استانداردهای ISO

استانداردها در زمینه متعادل‌سازی چندین کارکرد کلیدی دارند: آنها اصطلاحات فنی یکپارچه‌ای را ایجاد می‌کنند، الزامات کیفیت را تعریف می‌کنند و مهم‌تر از همه، به عنوان مبنایی برای سازش بین ضرورت فنی و امکان‌سنجی اقتصادی عمل می‌کنند.

ISO 21940-11 (formerly ISO 1940-1): الزامات کیفیت برای بالانس روتورهای صلب

This standard is the fundamental document for determining permissible residual unbalance. It introduces the concept of balance quality grade (G), which is chosen by machine type only. The speed enters later, when the grade is converted into a permissible specific unbalance: e_{به ازای هر} = (G × 9549) / n.

درجه کیفی G: Each type of equipment corresponds to a specific quality grade that remains constant regardless of rotation speed. For example, grade G6.3 is recommended for fans, pumps and general-purpose electric motors, G16 for crushers and agricultural machinery, and G2.5 for turbines and turbo-compressors.

محاسبه عدم تعادل باقیمانده مجاز (U)_{به ازای هر}): The standard allows calculation of a specific permissible unbalance value that serves as a target indicator during balancing. The calculation is performed in three stages:

1. تعیین عدم تعادل مجاز ویژه (e_{به ازای هر}) با استفاده از فرمول:
   e در هر = (G × 9549) / n
   که در آن G درجه کیفیت بالانس (مثلاً ۲.۵) است، n فرکانس چرخش عملیاتی، دور در دقیقه است. واحد اندازه‌گیری e_{به ازای هر} g·mm/kg یا μm است.
2. تعیین عدم تعادل باقیمانده مجاز (U)_{به ازای هر}) برای کل روتور:
   U در هر = e در هر × M
   که در آن M جرم روتور، بر حسب کیلوگرم است. واحد اندازه‌گیری برای U_{به ازای هر} g·mm است.
3. Allocation of U_{به ازای هر} between the two correction planes. For a symmetric rotor, split it 50/50 (in the example below: 19.9 g·mm per plane). For an asymmetric between-bearing rotor: U_چپ = U_{به ازای هر} × (b/L), U_درست = U_{به ازای هر} × (a/L), where a and b are the distances from the center of mass to the left and right bearings and L = a + b. Overhung rotors require a moment-based recalculation with a tighter tolerance on the overhung plane. Balanset-1A performs this allocation automatically and shows the per-plane residual unbalance (D1, D2) next to the balancing tolerance on the Result tab.

ISO 20806:2009: معیارها و الزامات حفاظتی برای بالانس در محل روتورهای متوسط و بزرگ

این استاندارد مستقیماً فرایند بالانس میدانی را تنظیم می‌کند.

مزایا: مزیت اصلی بالانس درجا این است که روتور در شرایط عملیاتی واقعی، روی تکیه‌گاه‌هایش و تحت بار عملیاتی، بالانس می‌شود. این امر به طور خودکار خواص دینامیکی سیستم تکیه‌گاه و تأثیر اجزای متصل به قطار شفت را در نظر می‌گیرد.

معایب و محدودیت‌ها:

• دسترسی محدود: اغلب دسترسی به صفحات اصلاح در یک دستگاه مونتاژ شده دشوار است و امکان نصب وزنه را محدود می‌کند.
• نیاز به دوره‌های آزمایشی: فرآیند متعادل‌سازی نیازمند چندین چرخه "شروع-توقف" دستگاه است.
• مشکل با عدم تعادل شدید: در مواردی که عدم تعادل اولیه بسیار زیاد باشد، محدودیت‌های انتخاب صفحه و جرم وزنه اصلاحی ممکن است امکان دستیابی به کیفیت تعادل مورد نیاز را فراهم نکند.

بخش دوم: راهنمای عملی بالانس با دستگاه‌های Balanset-1A

The success of balancing depends overwhelmingly on the thoroughness of preparatory work. Most failures are related not to instrument malfunction, but to ignoring factors affecting measurement repeatability. The main preparation principle is to exclude all other possible sources of vibration so that the instrument measures only the effect of unbalance.

بخش ۲.۱: مبانی موفقیت: عیب‌یابی پیش از بالانس و آماده‌سازی ماشین

مرحله ۱: تشخیص اولیه ارتعاش (آیا واقعاً عدم تعادل وجود دارد؟)

قبل از بالانس کردن، انجام اندازه‌گیری اولیه ارتعاش در حالت ارتعاش‌سنج مفید است. نرم‌افزار Balanset-1A دارای حالت "ارتعاش‌سنج" (دکمه F5) است که در آن می‌توانید ارتعاش کلی و ارتعاش قطعه را به طور جداگانه در فرکانس چرخش (1×) قبل از نصب هرگونه وزنه اندازه‌گیری کنید.

علامت کلاسیک عدم تعادل: طیف ارتعاش باید تحت سلطه یک پیک در فرکانس چرخشی روتور باشد (پیک در فرکانس ۱x RPM). دامنه این مولفه در جهت‌های افقی و عمودی باید قابل مقایسه باشد و دامنه سایر هارمونیک‌ها باید به طور قابل توجهی پایین‌تر باشد.

علائم سایر نقص‌ها: اگر طیف حاوی پیک‌های قابل توجهی در فرکانس‌های دیگر (مثلاً 2x، 3x RPM) یا در فرکانس‌های غیر چندگانه باشد، این نشان دهنده وجود مشکلات دیگری است که باید قبل از متعادل‌سازی برطرف شوند.

مرحله ۲: بازرسی مکانیکی جامع (چک لیست)

• روتور: Thoroughly clean all rotor surfaces from dirt, rust and built-up deposits (caked product). Even a small amount of dirt at a large radius creates significant unbalance. Check for absence of broken or missing elements.
• بلبرینگ‌ها: مجموعه یاتاقان‌ها را از نظر لقی بیش از حد، صدای اضافی و گرمای بیش از حد بررسی کنید. یاتاقان‌های فرسوده اجازه دستیابی به مقادیر پایدار را نمی‌دهند.
• فونداسیون و اسکلت: Ensure that the unit is installed on a rigid foundation. Check the torque of the anchor bolts and the absence of cracks in the frame.
• سیستم محرک: برای تسمه‌های محرک، کشش و وضعیت تسمه را بررسی کنید. برای اتصالات کوپلینگ، تراز شفت را بررسی کنید.
• ایمنی: از وجود و قابلیت سرویس‌دهی تمام حفاظ‌های محافظ اطمینان حاصل کنید.

بخش ۲.۲: تنظیم و پیکربندی ابزار دقیق

نصب سخت‌افزار

حسگرهای لرزش (شتاب‌سنج):

• Connect sensor cables to corresponding instrument connectors (e.g., X1 and X2 for Balanset-1A; on newer revisions the connectors are labeled Ch-1 and Ch-2).
• سنسورها را تا حد امکان روی محفظه یاتاقان‌ها نزدیک به روتور نصب کنید.
• تمرین کلیدی: برای دریافت حداکثر سیگنال، سنسورها باید در جهتی نصب شوند که لرزش حداکثر باشد. برای اطمینان از تماس محکم، از یک پایه مغناطیسی قوی یا پایه رزوه‌دار استفاده کنید.

سنسور فاز (تاکومتر لیزری):

• Connect the sensor to the special input (X3 for Balanset-1A; labeled Tacho on newer revisions).
• یک تکه کوچک از نوار بازتابنده را به شفت یا دیگر قسمت‌های چرخان روتور وصل کنید.
• دورسنج را طوری نصب کنید که پرتو لیزر در طول کل چرخش به طور پایدار به علامت برخورد کند.

پیکربندی نرم‌افزار (Balanset-1A)

• Launch the software and connect the USB interface module (administrator rights are not required).
• Go to the balancing module (F7 - Balancing). Create a new record for the unit being balanced.
• Select balancing type: 1-plane (static, the F2 - Single-plane tab) for narrow rotors or 2-plane (dynamic, the F3 - Two-plane tab) for most other cases.
• تعریف صفحات اصلاح: مکان‌هایی را روی روتور انتخاب کنید که بتوان وزنه‌های اصلاحی را با خیال راحت نصب کرد.

بخش ۲.۳: روش متعادل‌سازی: راهنمای گام به گام

اجرای ۰: اندازه‌گیری اولیه

• دستگاه را روشن کنید و سرعت چرخش آن را به حالت پایدار برسانید. بسیار مهم است که سرعت چرخش در تمام دفعات بعدی یکسان باشد.
• در برنامه، اندازه‌گیری را شروع کنید. دستگاه دامنه ارتعاش اولیه و مقادیر فاز را ثبت خواهد کرد.

مرحله ۱: وزنه آزمایشی در صفحه ۱

• دستگاه را متوقف کنید.
• انتخاب وزنه آزمایشی: The trial weight mass should be sufficient to cause noticeable change in vibration parameters (amplitude change of at least 20-30% OR phase change of at least 20-30 degrees). You do not have to guess the starting mass: after Run 0 the software's First Trial Weight Estimator recommends both the trial weight mass and its installation angle from the tachometer mark, and the program warns if the installed weight turns out to be too small.
• نصب وزنه آزمایشی: وزنه آزمایشی توزین شده را به طور ایمن در شعاع مشخصی در صفحه ۱ وصل کنید. موقعیت زاویه‌ای را ثبت کنید.
• دستگاه را با همان سرعت پایدار روشن کنید.
• اندازه گیری دوم را انجام دهید.
• ماشین را متوقف کنید و remove the trial weight. If removing it is impractical, you can leave it installed - check the "Leave on rotor" box in the software so the calculation accounts for it.

مرحله ۲: وزنه آزمایشی در صفحه ۲ (برای بالانس دو صفحه‌ای)

• دقیقاً مراحل مرحله ۲ را تکرار کنید، اما وزنه آزمایشی را در صفحه ۲ نصب کنید.
• شروع، اندازه‌گیری، توقف و remove the trial weight (or leave it with the "Leave on rotor" box checked, as in Run 1).

محاسبه و نصب وزنه‌های اصلاحی

• بر اساس تغییرات برداری ثبت شده در طول آزمایش‌ها، برنامه به طور خودکار جرم و زاویه نصب وزنه اصلاحی را برای هر صفحه محاسبه می‌کند.
• زاویه نصب معمولاً از محل وزنه آزمایشی در جهت چرخش روتور اندازه‌گیری می‌شود.
• وزنه‌های اصلاحی دائمی را محکم وصل کنید. هنگام جوشکاری، به یاد داشته باشید که خود جوش نیز جرم دارد.

Run T (Trim): Verification measurement and fine balancing

• دستگاه را دوباره روشن کنید.
• برای ارزیابی سطح ارتعاش باقیمانده، یک اندازه‌گیری کنترلی انجام دهید.
• مقدار به دست آمده را با تلرانس محاسبه شده طبق استاندارد ISO 1940-1 مقایسه کنید.
• اگر لرزش همچنان از حد مجاز فراتر رود، دستگاه یک اصلاح کوچک "ریز" (تریم) محاسبه خواهد کرد.
• پس از تکمیل، گزارش و ضرایب تأثیر را برای استفاده‌های احتمالی بعدی ذخیره کنید.

بخش سوم: حل مسئله و عیب‌یابی پیشرفته

این بخش به پیچیده‌ترین جنبه‌های متعادل‌سازی میدان اختصاص داده شده است - موقعیت‌هایی که روش استاندارد نتیجه‌ای نمی‌دهد.

بخش ۳.۱: تشخیص و غلبه بر ناپایداری اندازه‌گیری

علامت: در طول اندازه‌گیری‌های مکرر تحت شرایط یکسان، دامنه و/یا فاز قرائت‌ها به طور قابل توجهی تغییر می‌کنند ("شناور"، "پرش"). این امر محاسبه تصحیح را غیرممکن می‌سازد.

علت ریشه ای: دستگاه نقص فنی ندارد. این دستگاه به طور دقیق گزارش می‌دهد که پاسخ ارتعاشی سیستم ناپایدار و غیرقابل پیش‌بینی است.

الگوریتم تشخیصی سیستماتیک:

• شل شدگی مکانیکی: این شایع‌ترین علت است. سفت شدن پیچ‌های نصب محفظه یاتاقان، پیچ‌های لنگر قاب را بررسی کنید. ترک‌های موجود در فونداسیون یا قاب را بررسی کنید.
• عیوب بلبرینگ: لقی داخلی بیش از حد در یاتاقان‌های غلتشی یا سایش پوسته یاتاقان باعث می‌شود که شفت به صورت نامنظم درون تکیه‌گاه حرکت کند.
• ناپایداری مرتبط با فرآیند:
  • آیرودینامیک (فن‌ها): جریان هوای آشفته، جدایش جریان از پره‌ها می‌تواند باعث اثرات نیروی تصادفی شود.
  • هیدرولیک (پمپ‌ها): کاویتاسیون شوک‌های هیدرولیکی قدرتمند و تصادفی ایجاد می‌کند که سیگنال تناوبی ناشی از عدم تعادل را می‌پوشاند.
  • حرکت جرم داخلی (سنگ شکن ها، آسیاب ها): مواد می‌توانند درون روتور دوباره توزیع شوند و به عنوان "عدم تعادل متحرک" عمل کنند.
• رزونانس: اگر سرعت عملکرد بسیار نزدیک به فرکانس طبیعی سازه باشد، حتی تغییرات جزئی سرعت باعث تغییرات بزرگی در دامنه و فاز ارتعاش می‌شود.
• اثرات حرارتی: با گرم شدن دستگاه، انبساط حرارتی می‌تواند باعث خم شدن شفت یا تغییر در ترازبندی شود.

بخش ۳.۲: وقتی متعادل‌سازی کمکی نمی‌کند: شناسایی نقص‌های ریشه‌ای

علامت: مراحل بالانس انجام شده، اعداد ثابت هستند، اما لرزش نهایی همچنان بالاست.

Using the vibration spectrum for differential diagnosis (in the Balanset software: F8 - Charts, "F5-Spectrum (Hz)" tab):

• ناهماهنگی شفت: نشانه اصلی - اوج ارتعاش بالا در فرکانس ۲ برابر دور در دقیقه. ارتعاش محوری بالا مشخصه است.
• عیوب بلبرینگ‌های غلتشی: Manifest as high-frequency vibration at characteristic "bearing" frequencies (BPFO, BPFI, BSF, FTF). Note that detailed rolling-bearing diagnostics is beyond the scope of Balanset-1A: the instrument measures vibration velocity in the 5-1000 Hz band, the sensor response rolls off above roughly 550 Hz, and there is no envelope (demodulation) analysis - use a dedicated bearing analyzer for that task.
• کمان شفت: Manifests as high peak at 1x RPM but often accompanied by noticeable component at 2x RPM. When the rotor is balanced on a mandrel, the software offers built-in runout compensation: the F7 - Run Ecc measurement (taken with the rotor turned 180 degrees on the mandrel) together with the "Subtract mandrel runout from measurements" option, so eccentricity is not mistaken for unbalance.
• مشکلات الکتریکی (موتورهای الکتریکی): عدم تقارن میدان مغناطیسی می‌تواند باعث ایجاد لرزش در دو برابر فرکانس منبع تغذیه (۱۰۰ هرتز برای شبکه ۵۰ هرتز) شود.

خطاهای رایج در بالانسینگ و نکات پیشگیری

• بالانس کردن روتور معیوب یا کثیف: همیشه قبل از بالانس کردن، وضعیت مکانیزم را بررسی کنید.
• وزنه آزمایشی خیلی کوچک است: قانون تغییر ارتعاش 20-30% را دنبال کنید.
• Inconsistent operating speed between runs: همیشه در تمام اندازه‌گیری‌ها سرعت چرخش پایدار و یکسانی را حفظ کنید.
• خطاهای فاز و علامت: تعیین زاویه را با دقت کنترل کنید. زاویه وزنه اصلاحی معمولاً از موقعیت وزنه آزمایشی در جهت چرخش اندازه‌گیری می‌شود.
• اتصال نادرست یا گم کردن وزنه‌ها: Strictly follow the methodology - remove the trial weight after the run, or, if it stays on the rotor, make sure the "Leave on rotor" box is checked so the calculation accounts for it.

متعادل کردن استانداردهای کیفیت

Note: the grade number is the product e_{به ازای هر}·ω in mm/s. The permissible specific unbalance itself is speed-dependent: e_{به ازای هر} = (G × 9549) / n [μm]. Example: G6.3 at 1500 rpm gives e_{به ازای هر} = 40.1 μm; at 3000 rpm it gives 20.1 μm.

بخش چهارم: سوالات متداول و نکات کاربردی

بخش ۴.۱: سوالات متداول عمومی

چه زمانی باید از بالانس تک صفحه‌ای در مقابل دو صفحه‌ای استفاده کنم؟
Use 1-plane (static) balancing for narrow, disk-shaped rotors where the length-to-diameter ratio (L/D) is below approximately 0.5 and the speed is moderate (roughly under 1000 rpm), such as grinding wheels or narrow fan impellers. Use 2-plane (dynamic) balancing for elongated rotors, for any L/D above approximately 0.5, and for high-speed narrow discs. Two-plane balancing corrects both static unbalance and couple (moment) unbalance.

اگر وزنه آزمایشی باعث افزایش خطرناک لرزش شود، چه باید بکنم؟
فوراً دستگاه را متوقف کنید. این نشان می‌دهد که وزنه آزمایشی نزدیک به نقطه سنگین موجود نصب شده و عدم تعادل را تشدید کرده است. راه حل این است که وزنه آزمایشی را ۱۸۰ درجه از موقعیت اصلی خود جابجا کنید و اندازه‌گیری را تکرار کنید. این کار تضمین می‌کند که وزنه آزمایشی به جای افزایش عدم تعادل موجود، اثر معکوس ایجاد می‌کند.

آیا می‌توانم از ضرایب نفوذ ذخیره شده برای دستگاه دیگری استفاده کنم؟
بله، اما فقط در صورتی که ماشین‌ها کاملاً یکسان باشند - مدل یکسان، روتور یکسان، فونداسیون یکسان، یاتاقان‌های یکسان. هرگونه تغییر در سختی سازه، ضرایب تأثیر را تغییر داده و آنها را نامعتبر می‌کند. بهترین روش این است که همیشه برای هر ماشین جدید، آزمایش‌های جدیدی انجام دهید تا از محاسبات اصلاحی دقیق اطمینان حاصل شود.

تفاوت بین عدم تعادل استاتیک و دینامیک چیست؟
In static unbalance the rotor's central principal axis of inertia is displaced parallel to the rotation axis - the center of mass is offset radially from the axis - and it can be detected without spinning by placing the rotor on knife-edge supports. Dynamic unbalance is a combination of static and couple unbalance where the principal axis of inertia doesn't coincide with the rotation axis - it only manifests during rotation and requires two-plane correction.

چرا مقادیر اندازه‌گیری شده برای بالانسینگ ناپایدار (شناور) هستند؟
قرائت‌های ناپایدار نشان می‌دهد که پاسخ ارتعاشی سیستم غیرقابل پیش‌بینی است. علل رایج عبارتند از: شل بودن مکانیکی (پیچ‌های شل، ترک)، یاتاقان‌های فرسوده با لقی بیش از حد، ناپایداری فرآیند (کاویتاسیون در پمپ‌ها، آشفتگی در فن‌ها)، رزونانس (سرعت کارکرد نزدیک به فرکانس طبیعی)، اثرات حرارتی در هنگام گرم شدن یا ارتعاش از تجهیزات مجاور. قبل از تلاش برای بالانس، به این مشکلات رسیدگی کنید.

روش سه مرحله‌ای در بالانس دو صفحه‌ای چیست؟
روش سه مرحله‌ای شامل موارد زیر است: مرحله ۰ - اندازه‌گیری اولیه بدون هیچ وزنه آزمایشی برای تعیین ارتعاش پایه؛ مرحله ۱ - اندازه‌گیری با وزنه آزمایشی نصب شده در صفحه ۱ برای تعیین تأثیر آن؛ مرحله ۲ - اندازه‌گیری با وزنه آزمایشی منتقل شده به صفحه ۲. بر اساس این سه نقطه داده، دستگاه وزنه‌های اصلاحی دقیق مورد نیاز برای هر دو صفحه را با استفاده از روش ضریب تأثیر محاسبه می‌کند.

چگونه می‌توانم عدم تعادل باقیمانده مجاز را طبق استاندارد ISO 1940-1 محاسبه کنم؟
First calculate permissible specific unbalance: e_{به ازای هر} = (G × 9549) / n, where G is the quality grade (e.g., 2.5 for turbines, 6.3 for fans) and n is RPM. Then calculate permissible residual unbalance: U_{به ازای هر} = e_{به ازای هر} × M, where M is rotor mass in kg. For example, a 5 kg rotor at 3000 RPM with G2.5: e_{به ازای هر} = (2.5 × 9549)/3000 = 7.96 μm, U_{به ازای هر} = 7.96 × 5 = 39.8 g·mm.

حداقل اثر وزنه آزمایشی مورد نیاز برای بالانس دقیق چیست؟
وزنه آزمایشی باید حداقل باعث تغییر 20-30% در دامنه ارتعاش یا تغییر 20-30 درجه در زاویه فاز شود. اگر این اثر خیلی کوچک باشد، سیگنال مفید در نویز اندازه‌گیری غرق می‌شود و منجر به محاسبات تصحیح نادرست می‌شود. اگر هیچ تغییری ایجاد نشد، جرم وزنه آزمایشی را (در محدوده ایمن) افزایش دهید تا به اثر کافی برسید.

How do I account for keyways? (ISO 8821, now ISO 21940-32:2012)
Standard practice is to use a "half-key" in the shaft keyway when balancing without the mating part, as specified in ISO 21940-32:2012 (which superseded ISO 8821). This compensates for the mass of that part of the key that fills the groove on the shaft.

بخش ۴.۲: راهنمای متعادل‌سازی برای انواع تجهیزات خاص

Industrial fans and induced-draft (ID) fans:

• مسئله: بیشتر مستعد عدم تعادل به دلیل تجمع مواد روی تیغه‌ها یا سایش شدید هستند.
• روش کار: همیشه قبل از شروع کار، پروانه را کاملاً تمیز کنید. به نیروهای آیرودینامیکی که می‌توانند باعث ناپایداری شوند توجه کنید.

پمپ‌ها:

• مسئله: دشمن اصلی کاویتاسیون است.
• روش کار: قبل از بالانس کردن، از حاشیه کافی کاویتاسیون در ورودی (NPSHa) اطمینان حاصل کنید. بررسی کنید که خط لوله مکش مسدود نشده باشد.

سنگ شکن ها، آسیاب ها و مالچرها:

• مسئله: سایش شدید، احتمال تغییرات زیاد عدم تعادل به دلیل شکستگی یا سایش چکش.
• روش کار: یکپارچگی و اتصال اجزای کاری را بررسی کنید. ممکن است به لنگر انداختن اضافی قاب ماشین نیاز باشد.

آرمیچر موتورهای الکتریکی:

• مسئله: ممکن است هم منابع ارتعاش مکانیکی و هم الکتریکی داشته باشد.
• روش کار: Use the vibration spectrum (F8 - Charts) to check for vibration at twice the supply frequency. Its presence indicates electrical malfunction, not unbalance.

نتیجه‌گیری

بالانس دینامیکی روتورها در محل با استفاده از ابزارهای قابل حمل مانند Balanset-1A ابزاری قدرتمند برای افزایش قابلیت اطمینان و کارایی عملکرد تجهیزات صنعتی است. با این حال، موفقیت این روش نه چندان به خود ابزار، بلکه به صلاحیت متخصص و توانایی اعمال یک رویکرد سیستماتیک بستگی دارد.

اصول کلیدی:

• آماده‌سازی، نتیجه را تعیین می‌کند: تمیز کردن کامل روتور، بررسی وضعیت یاتاقان و فونداسیون و تشخیص اولیه ارتعاش، از شرایط الزامی برای بالانس موفقیت‌آمیز هستند.
• رعایت استاندارد اساس کیفیت است: بکارگیری استاندارد ISO 1940-1 ارزیابی ذهنی را به نتیجه‌ای عینی، قابل اندازه‌گیری و از نظر قانونی معنادار تبدیل می‌کند.
• این دستگاه نه تنها یک بالانس کننده است، بلکه یک ابزار تشخیصی نیز می‌باشد: ناتوانی در حفظ تعادل یا بی‌ثباتی در خواندن، علائم تشخیصی مهمی هستند که نشان‌دهنده مشکلات جدی‌تری می‌باشند.
• درک فیزیک فرآیند، کلید حل مسائل غیر استاندارد است: آگاهی از تفاوت‌های بین روتورهای صلب و انعطاف‌پذیر، و درک تأثیر رزونانس، به متخصصان این امکان را می‌دهد تا تصمیمات درستی بگیرند.

پیروی از توصیه‌های ذکر شده در این راهنما به متخصصان فنی این امکان را می‌دهد که نه تنها با موفقیت از عهده وظایف معمول برآیند، بلکه مشکلات پیچیده و غیرپیش پا افتاده ارتعاش تجهیزات دوار را نیز به طور مؤثر تشخیص داده و حل کنند.