Kentän tasapainottamisen vaikutuskerroinmenetelmä
An vaikutuskerroin on kompleksinen vektori, joka sisältää sekä amplitudin että vaihe kulma — joka kuvaa, miten roottorijärjestelmä reagoi tunnettuun epätasapaino. Se kuvaa muutosta tärinä yhdessä mittauspisteessä, joka on tuotettu lisäämällä tunnettu koepaino yhdessä paikassa korjaustaso. Selkeästi sanottuna kerroin sanoo: “Tämän kokoisen, tähän kulmaan sijoitetun koepainon osalta laakerin värähtely siirtyi näin paljon ja tähän suuntaan.” Tämä yksittäinen numeropari on nykyaikaisen kenttätasapainotus.
Sen suuri hyve on, että sen avulla voit tasapainottaa koneen tarkasti. ilman roottorin fysikaalisten ominaisuuksien - sen massan, jäykkyyden tai vaimennuksen - tunteminen. Mitataan vaste ja annetaan sen puhua koko järjestelmän puolesta.
1. Määritelmä: Mitä vaikutuskerroin edustaa?
Epätasapainon aiheuttama värähtely on vektori: sillä on suuruus (kuinka paljon laakeri liikkuu) ja suunta (huipun kulma-asento suhteessa akseliin, joka on kiinnitetty akselilla kierroslukumittari pulssi). Epätasapaino on myös vektori — massa säteellä ja kulmalla. Vaikutuskerroin on yksinkertaisesti niiden välinen suhde, vaste sovelletun epätasapainon yksikköä kohti, ilmaistuna yksiköissä, kuten mm/s grammaa kohti tietyllä säteellä. Koska se on kahden vektorin suhde, se on itsessään vektori, ja kaikki tasapainottamisen laskutoimitus on näin ollen vektorien yhteenlasku ja jakaminen tavallisen skalaarimatematiikan sijaan.
2. Miksi menetelmä on niin tehokas
Lähestymistavan vahvuus on siinä, että konetta kohdellaan “mustana laatikkona”. Sen sijaan, että roottoria yritettäisiin mallintaa teoreettisesti, suoritetaan käytännön testi, jolla mitataan järjestelmän oma ainutlaatuinen vaste. Hyödyt seuraavat siitä suoraan:
- Korkea tarkkuus: se taittaa kaikki reaalimaailman dynaamiset vaikutukset kerralla — laakereiden jäykkyyden, tukirakenteen joustavuuden, perustuksen käyttäytymisen ja aerodynaamiset voimat - koska kaikki ne on jo sisällytetty mitattuun vasteeseen.
- Monipuolisuus: se toimii yhtä lailla yksitasoinen ja monimutkainen monitasoinen ongelmia sekä jäykkä ja joustava roottorit.
- Ei purkamista: se on standardi paikan päällä tehtävälle työlle, jossa kone tasapainotetaan asennetussa tilassaan todellisissa käyttökuormituksissa, nopeuksissa ja lämpötiloissa - tilassa, jossa se todellisuudessa toimii.
3. Yhden tason menettely, vaihe vaiheelta
Yhden tason tasapainotuksessa menetelmä noudattaa selkeää, loogista järjestystä. Kukin ajo tuottaa yhden värähtelyvektorin, ja kerroin saadaan niiden välisestä erotuksesta.
- Ensimmäinen ajo (ajo 1): kun kone on normaaleissa käyttöolosuhteissa, mittaa alkuperäinen värähtelyvektori - amplitudi A₁ ja vaihe P₁ - laakerista. Tämä on vaste alkuperäiseen epätasapainoon, kutsutaan sitä O:ksi.
- Koepainoajo (ajo 2): pysäytetään kone ja kiinnitetään tunnettu koepaino T tunnettuun kulma-asentoon, esimerkiksi 0°, korjaustasossa.
- Mittaa uusi vaste: käynnistä uudelleen ja lue uusi vektori, amplitudi A₂ ja vaihe P₂. Tämä on alkuperäisen epätasapainon ja koepainon vaikutuksen, O + T, vektorisumma.
- Etsi muutos: laite suorittaa vektorin vähennyksen A₂ - A₁ eristääkseen pelkästään koepainosta johtuvan vektorin, Tvaikutus.
- Lasketaan kerroin (α): jaa koepainon vaikutus itse koepainolla - α = Tvaikutus / T - antaa vasteen epätasapainon yksikköä kohti.
- Laske korjaus: alkuperäisen värähtelyn kumoamiseksi tarvitaan paino, jonka vaikutus on täsmälleen -A₁, joten vaadittu korjauspaino on W = -A₁ / α.
- Asenna ja tarkista: poista koepaino, sovita laskettu korjaus ja aja uudelleen varmistaaksesi, että tärinä on laskenut hyväksyttävälle tasolle.
Koko silmukka koostuu vain kolmesta vektorista ja kahdesta operaatiosta: vähennä kokeiluvaikutuksen löytämiseksi, jaa kertoimen löytämiseksi ja jaa sitten ei-toivottu värähtely kyseisellä kertoimella parannuskeinon löytämiseksi.
Vektoriaritmetiikka on helppo tehdä käsin väärin, joten useimmat insinöörit antavat sen ohjelmiston tehdä sen. Meidän Vaikutuskertoimen laskin käy yhden tason tapauksen läpi puolestasi, ja Koepainolaskuri auttaa mitoittamaan järkevän ensimmäisen koemassan niin, että ajo 2 tuottaa selkeän, mitattavan muutoksen rasittamatta roottoria liikaa.
4. Monitasoinen tasapainotus
Sama periaate skaalautuu kahteen tasoon ja pidemmälle, vaikka algebra kasvaa. Kun kaksitasoinen tasapainotus laite määrittää neljä vaikutuskertoimet - tasossa 1 olevan painon vaikutus kumpaankin laakeriin ja tasossa 2 olevan painon vaikutus kumpaankin laakeriin - jotka kuvaavat tasojen välistä ristikkäiskytkentää. Sen jälkeen se ratkaisee joukon samanaikaisia vektoriyhtälöitä löytääkseen oikean massan ja kulman molemmille tasoille kerralla. Tämän ansiosta tekniikka pystyy käsittelemään dynaaminen (momentti)epätasapaino ja periaatteessa lähes kaikki pyörivät koneet. Joustavissa roottoreissa, jotka taipuvat yhden tai useamman kriittisen nopeuden kautta, ajatus laajenee edelleen seuraavasti modaalinen tasapainotus, jossa kertoimet mitataan kullekin merkitsevälle moodille.
5. Käytännön edellytykset ja sudenkuopat
Menetelmä perustuu yhteen keskeiseen oletukseen - että järjestelmä on lineaarinen ja vakaa, joten tänään mitattu kerroin pätee myös huomenna. Seuraavassa on useita käytännön näkökohtia:
- Toistuva nopeus: kerroin riippuu nopeudesta. Jokaisen ajon on tapahduttava samalla kierrosluvulla, erityisesti lähellä kriittinen nopeus jossa vaste muuttuu jyrkästi.
- Puhdas kokeiluvaste: koepainon on muutettava värähtelyä riittävästi, jotta mittaaminen on luotettavaa; liian pieni, ja vähennys A₂ - A₁ jää kohinan alle.
- Vakaat olosuhteet: muuttuva lämpötila, kuormitus tai löysyys siirtää todellista kerrointa ja vääristää tuloksen - sulje tällaiset viat pois ennen tasapainottamista.
- Tallennetut kertoimet: kun kerroin on kerran tiedossa tietylle koneelle, sitä voidaan käyttää uudelleen nopean trimmitasapainotus ilman uutta koeajoa, joka on tuotantoroottoreiden yhden ajon tasapainotuksen perusta.
Kentällä tämä kaikki tapahtuu kannettavassa kaksikanavaisessa analysaattorissa. Balanset-1A mittaa 1× amplitudin ja vaiheen jokaisella ajokerralla, laskee vaikutuskertoimet automaattisesti, ratkaisee yhden tai kahden tason korjauksen ja todentaa sitten jäännösepätasapaino valittua ISO 21940-11-luokkaa vastaan - näin edellä esitetty teoria muuttuu muutamaksi ohjatuksi toimenpiteeksi työmaalla.
