Tasapainotuspalvelut › Kaksitasoinen (dynaaminen) tasapainotus
Kaksitasoinen (dynaaminen) tasapainotus — menetelmä, fysiikka ja kenttämenettelyt
Kun roottori on niin leveä, että epätasapaino on erilainen molemmissa päissä, yksi korjaustaso ei riitä. Kahden tason dynaamisessa tasapainotuksessa korjataan sekä staattiset että parikomponentit samanaikaisesti — vaikutuskerroinmenetelmä — jotta roottori pyörii tasaisesti koko pituudeltaan eikä vain keskeltä.
Lyhyesti sanottuna: Kahden tason (dynaamista) tasapainotusta tarvitaan aina, kun roottoriin kohdistuu sekä staattinen epätasapaino että parikomponentti — mikä tarkoittaa, että epätasapaino jakautuu akselin akselin suuntaisesti eikä keskity yhteen levyyn. Kummassakin laakeripesässä olevaa värähtelyanturia ja akselilla olevaa lasertakometriä käytetään mittaamaan roottorin reaktio kumpaankin tasoon vuorotellen sijoitettuihin koepainoihin; Balanset-1A ratkaisee sitten tarkan korjausmassan ja -kulman molemmissa tasoissa samanaikaisesti. Koneesta ei tarvitse irrottaa mitään — koko neljän ajon menettely saadaan suoritettua käyttönopeudella, roottorin omissa laakereissa, useimmissa roottoreissa alle tunnissa.
Merkkejä siitä, että roottori tarvitsee kaksitasoisen tasapainotuksen.
Yksitasoinen korjaus voi rauhoittaa toisen laakerin, mutta toinen laakeri tärisee edelleen. Jos havaitset jonkin näistä kuvioista, kaksitasokorjaus on oikea vastaus:
Yksitasoinen vs. kaksitasoinen: milloin tarvitaan kaksi tasoa?
Valinta yhden tai kahden korjaustason välillä riippuu roottorin geometriasta ja sen epätasapainon luonteesta. Kolmen epätasapainotyypin ymmärtäminen auttaa päättämään heti.
Kolme epätasapainotyyppiä
Staattinen epätasapaino — massakeskipiste sijaitsee pyörimisakselin ulkopuolella, mutta pääasiallinen inertia-akseli on sen suuntainen. Yksi korjaustaso riittää: lisää massaa raskaalle puolelle, ja roottori on tasapainossa. Tyypillisiä roottoreita: ohuet hihnapyörät, kapeat hiomalaikat, yksitasoiset tuuletinlevyt.
Parin epätasapaino — massakeskipiste on akselilla, mutta pääasiallinen inertia-akseli on kallistunut. Roottori pikemminkin keinuu kuin heiluu. Tätä ei voida korjata yhdessä tasossa, vaan tarvitaan kaksi yhtä suurta ja vastakkaista massaa 180°:n etäisyydellä toisistaan kahdessa eri tasossa, jotta keinumismomentti kumoutuisi. Tyypillisiä roottoreita: pitkät sylinterimäiset rummut, moottorin ankkurit, akselikokoonpanot.
Dynaaminen (yhdistetty) epätasapaino — yleinen tapaus: sekä staattiset että parikomponentit ovat läsnä. Korjaus edellyttää kahta tasoa, jotka valitaan mielivaltaisesti akselin suuntaisesti. Kaikki todelliset tuotantoroottorit kuuluvat tähän luokkaan.
| Tekijä | Yksitasoinen (staattinen) | Kaksitasoinen (dynaaminen) |
|---|---|---|
| Roottorin muoto | Ohut levy; aksiaalinen leveys paljon pienempi kuin halkaisija. | Leveä roottori; aksiaalinen leveys verrattavissa halkaisijaan tai suurempi kuin halkaisija. |
| Epätasapainotyyppi | Vain staattinen epätasapaino | Pari- tai yhdistetty (dynaaminen) epätasapaino |
| L/D-suhde (aksiaalinen pituus / halkaisija) | L/D < 0,5 (noin) | L/D ≥ 0.5 (jäykkä roottori, joka käy ensimmäisen kriittisen nopeutensa alapuolella). Lähellä kriittistä nopeutta tai sen yläpuolella arvioi roottori ensin joustavana (ISO 21940-12) — pelkkä kaksitasoinen tasapainotus ei ehkä riitä |
| Antureiden lukumäärä | 1 tärinäanturi + 1 lasertakomittari | 2 tärinäanturia + 1 lasertakomittari |
| Mittausajojen lukumäärä | 3 ajoa (lähtötilanne + koe + korjaus) | 4 ajoa (lähtötilanne + taso-1 koe + taso-2 koe + korjaus). |
| Korjaustasot | 1 | 2 |
| Tyypilliset laitteet | Kapeat puhaltimen juoksupyörät, hihnapyörät, yksivaiheiset kiekot. | Rummut, vetoakselit, leveät juoksupyörät, monivaiheiset roottorit, moottorin roottorit |
| Standardiviite | ISO 21940-11 (1-tasoinen jäykkä roottori) | ISO 21940-11 (2-tasoinen jäykkä roottori) |
Nyrkkisääntö: jos roottorin värähtely, joka mitataan yhdessä laakerissa, muuttuu vastakkaiseen suuntaan kuin värähtely toisessa laakerissa, kun koepainoa siirretään, kyseessä on parikomponentti, ja tarvitaan kaksi tasoa.
Miksi leveät roottorit menettävät dynaamisen tasapainon — ja mitä se maksaa
Kun roottoria valmistetaan tai korjataan, massa jakautuu harvoin symmetrisesti sen akselin suuntaisesti. Eroosio nakertaa juoksupyörän toista päätä nopeammin kuin toista; hitsauskorjaukset lisäävät materiaalia yhteen akselipisteeseen; tuotekertymä kerääntyy epätasaisesti rumpua pitkin. Tuloksena ei ole vain staattinen epätasapaino, vaan myös pari komponentti, joka luo keinuntamomentin. Vain samanaikainen korjaus kahdessa tasossa eliminoi molemmat. Koska keskipakovoima kasvaa neliö pyörimisnopeuden myötä vaatimaton parillinen epätasapaino 500 RPM:n kierrosnopeudella muuttuu tuhoisaksi voimaksi 3 000 RPM:n kierrosnopeudella.
Jos parikomponentti jätetään huomiotta, molemmat laakerit kantavat joka kierroksella suuria dynaamisia kuormituksia. Laakerien väsyminen kasautuu, tiivisteet pettävät, kiinnikkeet löystyvät ja rakenteelliset halkeamat leviävät kiinnitysjaloista ulospäin. Taloudelliset menetykset — laakerit, tiivisteet, menetetty tuotanto, hätäaputyö — ylittävät yleensä moninkertaisesti kunnollisen kaksitasoisen työn kustannukset.
Miksi tärinän puolittaminen moninkertaistaa laakerin käyttöiän
Kahden tason tasapainotus — vaiheittainen kenttämenettely
Balanset-1A:ssa käytetään vaikutuskerroinmenetelmää. Kaksi värähtelyanturia ja yksi lasertakomittari kuvaavat roottorin täydellisesti ja ratkaisevat molemmat korjaustasot yhdellä kertaa paikan päällä:
- Asenna anturit. Kiinnitä tärinän kiihtyvyysmittari kumpaankin laakeripesään (tasot 1 ja 2) ja kohdista lasertakometri akselilla olevaan heijastinnauhaan. Mitään purkamista ei tarvita — roottori toimii koko toimenpiteen ajan normaaleissa käyttöolosuhteissa.
- Mittaa lähtötaso. Yksi ajo täydellä käyntinopeudella tallentaa värähtelyn amplitudin ja vaihekulman samanaikaisesti molemmissa laakeripaikoissa, jolloin saadaan 1× RPM:n aloitusvektorit, jotka määrittelevät alkuperäisen epätasapainotilan molemmissa tasoissa.
- Lisää koepaino tasolle 1. Tunnettu massa kiinnitetään merkityssä kulma-asennossa ensimmäiseen korjaustasoon. Toisella ajokerralla selvitetään, miten tämä paino vaikuttaa värähtelyyn kohdassa molemmat laakeripaikat, jolloin saadaan kaksi neljästä vaikutuskertoimesta.
- Siirrä koepaino tasolle 2. Sama massa siirretään toiseen korjaustasoon, ja toisella ajokerralla tallennetaan ristivaikutus molempiin antureihin. Laitteella on nyt kaikki neljä 2×2-järjestelmässä tarvittavaa vaikutuskerrointa.
- Anna laitteen laskea. Balanset-1A ratkaisee kahden tason vaikutuskerroinyhtälöt ja antaa tarkan korjausmassan ja kulma-asennon kummallekin tasolle samanaikaisesti — manuaalista laskentaa ei tarvita.
- Sovita korjaukset ja tarkista. Korjauspainot sijoitetaan laskettuihin paikkoihin molemmilla tasoilla. Loppuajo vahvistaa, että jäännösepätasapaino on ISO 21940-11:n toleranssin sisällä määritellyn G-luokan osalta, ja Balanset-1A tallentaa dokumentoidun tasapainotusraportin.
Mitä me tasapainotamme kahdella tasolla
- Leveät keskipakopuhaltimen juoksupyörät ja kaksoissuulakepuhaltimet
- Puimurin puinti- ja silppurirummut
- Vetoakselit ja kardaaniakselit
- Monivaiheisten pumppujen roottorit ja kompressoreiden juoksupyöräpinot
- Paperikoneiden rullat ja paino-/päällystyssylinterit
- Yli ~500 mm:n pituiset ruuvikuljettimet ja kierukkaporat.
- Moottorin roottorit ja generaattorin roottorit, joiden aksiaalinen pituus on merkittävä
- Turboahtimien roottorit ja höyryturbiinien roottorit (kenttävärähtelyn todentaminen).
- Mikä tahansa roottori, jossa yhden tason korjaus jättää yhden laakerin edelleen tärisemään.
Toleranssit & standardit
ISO 21940-11 (entinen ISO 1940-1) määrittelee tasapainoluokat G0.4:stä G4000:een jäykille roottoreille. Jäykille roottoreille — jotka toimivat selvästi ensimmäisen kriittisen nopeutensa alapuolella — aksiaalisen pituuden ja halkaisijan suhde yli noin 0.5 edellyttää yleensä kaksitasoista tasapainotusta. Roottori, joka toimii lähellä kriittistä nopeutta tai sen yläpuolella, on ensin arvioitava joustavana roottorina standardin mukaisesti ISO 21940-12: se voi vaatia tasapainotusta useilla nopeuksilla ja useammassa kuin kahdessa tasossa, joten tavallinen kaksitasoinen jäykän roottorin tasapainotus voi olla riittämätön. Sallittu jäännösepätasapaino tasoa kohti lasketaan seuraavasti:
Uper (g·mm) = eper × m / 2, jossa eper = G × 9549 / n (mm/s × rpm → μm epäkeskisyys), m on roottorin massa kg, ja kerroin 2 jakaa toleranssin tasan kahden tason välillä. Huomaa, että tasajako on käytännöllinen likiarvo suunnilleen symmetrisille roottoreille, joiden korjaustasot ovat lähellä laakereita — ei yleispätevä ISO:n jakosääntö; ISO 21940-11 jakaa toleranssin eri tavalla epäsymmetrisissä taso- ja laakerijärjestelyissä.
Puhaltimen roottorit tasapainotetaan yleisesti G6.3 tai G2.5 per ISO 14694; tarkkuustyöstökoneiden karat ja suurnopeusturbolaitteet tähtäävät G1.0 tai hienompaa. Käytä jäännös-epätasapainolaskuri selvittääksesi G-luokan, roottorin massan ja käyntinopeuden sallitun toleranssin ennen työn aloittamista.
Balanset-1A — täydellinen kenttätasapainotussarja
Minkä tahansa jäykän roottorin — puhaltimien, rumpujen, vetoakselien ja monivaiheisten pumppujen — dynaaminen tasapainotus kahdella tasolla tehdään yhdellä kannettavalla laitteella: Balanset-1A. Se on kaksikanavainen dynaaminen tasapainotin ja värähtelyanalysaattori, joka tasapainottaa roottorit omissa laakereissaan, käyttönopeudella, käyttäen vaikutuskerroinmenetelmää — yksi taso kolmessa ajossa, kaksi tasoa neljässä ajossa. Ohjelmisto laskee tarkan korjausmassan ja -kulman molemmille tasoille ja tallentaa raportin.
Mitä täydessä paketissa on
1 975 € · Täydellinen paketti, varastossa, alv-lasku
- Liitännän mittausyksikkö (USB, 2 kanavaa)
- Kaksi värähtelykiihtyvyysmittaria (4 m kaapeli, 10 m valinnainen).
- Lasertakometri / optinen vaiheanturi (50–500 mm)
- Magneettinen jalusta anturille
- Digitaalinen vaaka koe- ja korjauspainoja varten
- Windows-tasapainotus- ja analyysiohjelmisto
- Muovinen kuljetuskotelo
Täydellinen pakkaus
Yksikkö - 2 anturia - lasertakymetri - magneettinen jalusta - digitaalinen vaaka - ohjelmisto - kuljetuslaukku. Kaikki tarvittava tasapainottamisen aloittamiseen laatikosta.
OEM-sarja
Yksikkö - 2 anturia - lasertakometri - ohjelmisto. Integraattoreille, joilla on jo jalusta, vaaka ja kotelo tai jotka liittävät yksikön tasapainotuskoneeseen.
| Parametri | Arvo |
|---|---|
| Mittauskanavat | 2 (yhden & kahden tason tasapainotus) |
| Tärinän nopeusalue | 0.2–80 mm/s RMS |
| Taajuusalue | 5–1000 Hz (≤10% amplitudivirhe yli 550 Hz) |
| Mittaustarkkuus | ±5% täydestä asteikosta |
| Menetelmä | 3-juoksun vaikutuskerroin (1 tai 2 tasoa) |
| Analyysi | Amplitudi ja vaihe 1×, FFT-spektri ja aaltomuoto, tallennetut raportit. |
| Kannettava tietokone | Ei sisälly (Windows PC, saatavana pyynnöstä) |
Todelliset kahden tason tasapainotustapaukset
Yhdistelmärumpu (2-tasoinen)
Molemmat korjaustasot tasapainotettiin yhdessä kenttäkäsittelyssä maatalouden leikkuupuimurissa.
Vetoakseli (2-tasoinen)
Pitkän vetoakselin dynaaminen tasapainotus, jossa on korjauspaino kummassakin päätylaipassa.
Leveä pakopyörä
Kahden tason korjaus leveälle teollisuuspoistoilmapuhaltimen siipipyörälle, joka on tasapainotettu paikan päällä.
Kahden tason tasapainotus — kentältä
Vaikutuskerroinasetelma
Kaksi anturia ja yksi lasertakomittari, jotka on sijoitettu molempien korjaustasojen samanaikaista kuvaamista varten.
Tasapainotettu paikallaan
Roottori pysyy omissa laakereissaan ja sitä korjataan käyntinopeudella — irrotusta ei tarvita.
Molemmat tasot ratkaistu
Korjausmassa ja -kulma lasketaan tasoille 1 ja 2 samanaikaisesti yhdellä istunnolla.
Tarkistettu tulos
Viimeinen ajo vahvistaa, että jäännösepätasapaino on ISO 21940-11:n toleranssin rajoissa molemmilla tasoilla.
Ilmaiset laskimet kahden tason tasapainottamista varten
Kahden tason tasapainotus FAQ
Milloin yhden tason tasapainotus riittää?
Miten vaikutuskerroinmenetelmä toimii kahdelle tasolle?
Kuinka monta mittauskertaa kahden tason työ vaatii?
Pitääkö roottori irrottaa koneesta?
Mihin tasapainon laatuluokkaan roottorini pitäisi pyrkiä?
Voiko huoltotiimimme tehdä Balanset-1A:lla kahden tason tasapainotuksen?
Opi teoriaa
Ratkaise molemmat tasot yhdellä käyntikerralla — käyttönopeudella, ei irrotusta.
Balanset-1A opastaa sinut koko kahden tason vaikutuskerroinmenettelyn läpi: perustaso, tason 1 koe, tason 2 koe, korjaus ja todentaminen — kaikki käynnissä olevalla nopeudella roottorin omissa laakereissa. Dokumentoitu jäännösepätasapaino standardin ISO 21940-11, ISO 14694 ja API 610 mukaisesti. Valmis toimitettavaksi.
