Dynaaminen tasapainotus (kaksitasoinen tasapainotus) selitettynä

Määritelmä: Mitä on dynaaminen tasapainotus?

Dynaaminen tasapainotus on menetelmä roottorin epätasapainon korjaamiseksi tekemällä massakorjauksia vähintään kaksi erillistä lentokonetta koko pituudeltaan. Se on kattavin tasapainotusmuoto, koska se ratkaisee molemmat epätasapainotyypit samanaikaisesti: staattinen (tai voima) epätasapaino ja pariskunnan epätasapainoDynaamisesti tasapainotettu roottori ei värähtele tai "heilu" pyöriessään raskaan kohdan tai keinunnan vuoksi.

Staattinen vs. dynaaminen epätasapaino: Keskeinen ero

Dynaamisen tasapainottamisen ymmärtämiseksi on tärkeää erottaa toisistaan kaksi epätasapainon muotoa:

• Staattinen epätasapaino: Tämä on tila, jossa roottorin massakeskipiste on siirtynyt pyörimisakselistaan. Se toimii kuin yksi raskas kohta. Tämä voidaan korjata yhdellä painolla yhdessä tasossa ja se voidaan havaita jopa roottorin ollessa levossa (staattisesti).
• Pariskunnan epätasapaino: Tämä tapahtuu, kun roottorissa on kaksi yhtä suurta raskasta kohtaa vastakkaisissa päissä 180 asteen kulmassa toisistaan. Tämä tila on staattisesti tasapainossa (roottori ei vieri raskaaseen kohtaan lepotilassa), mutta pyöriessään nämä kaksi raskasta kohtaa luovat kääntövoiman eli "parin", joka saa roottorin heilumaan päästä päähän. Parin epätasapaino voidaan havaita *vain* roottorin pyöriessä, ja se voidaan korjata *vain* asettamalla painoja kahteen eri tasoon vastakkaisen parin luomiseksi.

Dynaaminen epätasapaino, yleisin ongelma tosielämän koneissa, on sekä staattisen että kytkentäepätasapainon yhdistelmä. Siksi sen korjaaminen vaatii säätöjä vähintään kahdessa tasossa, mikä on dynaamisen tasapainotuksen ydin.

Milloin dynaamista tasapainotusta tarvitaan?

Vaikka yhden tason (staattinen) tasapainotus riittää kapeille, kiekonmuotoisille kappaleille, dynaaminen tasapainotus on välttämätöntä useimmille teollisuusroottoreille, erityisesti silloin, kun:

• Roottorin pituus on merkittävä verrattuna sen halkaisijaan. Yleinen nyrkkisääntö on, että jos pituus on yli puolet halkaisijasta, dynaaminen tasapainotus on tarpeen.
• Roottori toimii suurilla nopeuksilla. Parin epätasapainon vaikutukset pahenevat huomattavasti pyörimisnopeuden kasvaessa.
• Massa jakautuu epätasaisesti roottorin pituudelle. Komponentit, kuten monivaiheiset pumpun juoksupyörät tai pitkät moottorin ankkurit, vaativat kaksitasokorjauksen.
• Vaaditaan suurta tarkkuutta. Tiukkojen tasapainotuslaatuluokkien (esim. G2.5 tai parempi) täyttämiseksi tarvitaan lähes aina dynaamista tasapainotusta.

Esimerkkejä roottoreista, jotka vaativat aina dynaamista tasapainotusta, ovat moottorin ankkurit, teollisuuspuhaltimet, turbiinit, kompressorit, pitkät akselit ja kampiakselit.

Kaksitasoinen tasapainotusmenetelmä

Dynaaminen tasapainotus suoritetaan tasapainotuskoneella tai kentällä kannettavalla värähtelyanalysaattorilla. Prosessi, jossa tyypillisesti käytetään vaikutuskerroinmenetelmää, käsittää seuraavat vaiheet:

1. Alkuperäinen suoritus: Mittaa alkuvärähtely (amplitudi ja vaihe) molemmista laakerikohdista.
2. Ensimmäinen koeajo: Lisää tunnettu koepaino ensimmäiseen korjaustasoon (taso 1) ja mittaa uusi värähtelyvaste molemmissa laakereissa.
3. Toinen koeajo: Poista ensimmäinen koepaino ja lisää uusi koepaino toiseen korjaustasoon (taso 2). Mittaa värähtelyvaste uudelleen molemmista laakereista.
4. Laskeminen: Näistä kolmesta ajosta tasapainotuslaite laskee neljä ”vaikutuskerrointa”. Nämä kertoimet kuvaavat, miten tasossa 1 oleva paino vaikuttaa molempien laakereiden värähtelyyn ja miten tasossa 2 oleva paino vaikuttaa molempien laakereiden värähtelyyn. Näiden tietojen avulla laite ratkaisee joukon samanaikaisia yhtälöitä määrittääkseen korjauspainojen tarkan koon ja sijainnin molemmissa tasoissa alkuperäisen epätasapainon poistamiseksi.
5. Korjaus ja vahvistus: Koepainot poistetaan, lasketut pysyvät korjauspainot asennetaan molempiin tasoihin ja suoritetaan viimeinen ajo sen varmistamiseksi, että tärinä on vähentynyt määritellyn toleranssin rajoihin.

← Takaisin päähakemistoon