Mitä on roottorin tasapainotus?

Nopea vastaus

Roottorin tasapainotus on prosessi, jossa pyörivän kappaleen massajakaumaa parannetaan siten, että sen massakeskipiste osuu yhteen geometrisen pyörimisakselin kanssa. Tämä minimoi keskipakovoimat ja vähentää tärinää, laakeri kuormitukset, melu ja energiankulutus. Korjaus tehdään lisäämällä tai poistamalla painoa tietyissä paikoissa ja kulmissa tärinämittausten ja vaiheanalyysin perusteella. Hyväksymiskriteeri määritellään seuraavasti ISO 1940-1 (ISO 21940-11) G-luokat. Nämä kaksi tyyppiä ovat staattinen (yksitasoinen) levymäiset roottorit ja dynaaminen (kaksitasoinen) pitkänomaisia roottoreita varten.

Epätasapaino on pyörivien koneiden yleisin värähtelyn lähde. Kun massan jakautuminen on epätäydellistä - johtuen valmistustoleransseista, materiaalin epähomogeenisuudesta, korroosiosta, kerrostumista tai vaurioista - syntyy keskipakovoimia, jotka kasvavat nopeuden neliön myötä. Pieni epätasapaino pienellä nopeudella voi muuttua tuhoisaksi suurella nopeudella.

Tasapainotus ratkaisee tämän mittaamalla iteratiivisesti värähtelyvasteen ja säätämällä massan jakaumaa, kunnes jäännösvärähtelytaso on tasaantunut. epätasapaino on toleranssin sisällä. Kyseessä on sekä valmistusprosessi (tuotantolaitoksen tasapainotuskoneilla) että huoltoprosessi (kenttätasapainotus asennetuissa laitteissa).

Vaikutuskerroinmenetelmä

Nykyaikaisessa tasapainotuksessa - sekä erikoiskoneilla että kentällä - käytetään apuna vaikutuskerroin (koepaino) -menetelmä. Fysikaalinen periaate: jos tiedämme, miten tunnettu massa tunnetussa asennossa muuttaa värähtelyä, voimme laskea massan ja asennon, jotka tarvitaan alkuperäisen epätasapainon kumoamiseksi.

Vaikutuskerroin
α = (Voikeudenkäynti − Valkukirjain) / T
α = vaikutuskerroin (värähtely yksikkökohtaista epätasapainoa kohti) | V = värähtelyvektori (amplitudi∠vaihe) | T = koepainovektori (massa∠kulma)
Korjauslaskenta
C = -Valkukirjain / α
C = korjauspainovektori (massa∠kulma) - paino, joka tuottaa V:n kanssa yhtä suuren ja vastakkaisen värähtelyn.alkukirjain

Kahden tason tasapainotuksessa järjestelmästä tulee 2×2-matriisi (neljä vaikutuskerrointa, jotka ottavat huomioon tasojen välisen ristikkäiskytkennän), mutta periaate on sama. . Balanset-1A ratkaisee tämän ongelman automaattisesti - kuljettaja vain käyttää konetta ja kiinnittää koepainot.

Koepainon valinta

Koepainon on tuotettava huomattava muutos tärinässä (mieluiten 10-30% alkuperäisestä tasosta) aiheuttamatta vaarallista kuormitusta. Hyödyllinen alkuarvio:

Koepainon arvio
moikeudenkäynti ≈ (10 × M) / (R × (n/1000)²)
m grammoina | M = roottorin massa (kg) | R = koesäde (mm) | n = kierrosluku - nyrkkisääntö noin 10% G 6.3 epätasapainoa varten.

Milloin tasapainottaa - tärinän allekirjoitus

Mistä tiedät, että värähtely johtuu epätasapainosta eikä niinkään virheasento, löysyys tai laakeriviat?

Epätasapainon värähtelymerkki

Taajuus: Vallitseva huippu tasan 1 × kierrosluvun (ajonopeus) kohdalla. FFT spektri.

Suunta: Ensisijaisesti säteittäinen (vaaka- ja pystysuora). Aksiaalinen komponentti on pieni.

Vaihe: Vakaa, toistettava vaihekulma 1×:lla. Vaihe ei ajaudu ajan myötä.

Nopeusriippuvuus: Amplitudi kasvaa nopeuden neliön myötä (verrannollinen ω²).

Vastakohta kohdistusvirheelle: Virheellinen kohdistus aiheuttaa merkittäviä 2× ja/tai aksiaalisia 1× komponentteja. Laakeriviat aiheuttavat epäsynkronisia taajuuksia.

Varmista diagnoosi aina ennen tasapainottamista. . Balanset-1A spektrianalysaattori (F1-tila) näyttää koko FFT spektri, jolloin voidaan varmistaa, että 1× on hallitseva ennen tasapainottamista.

Korjausmenetelmät

Massan lisääminen

  • Kiinnitettävät painot: Jousiklipillä varustetut sinkki- tai teräspainot. Yleinen tuulettimissa, pyörissä. Nopeat, ei-pysyvät.
  • Pultattavat painot: Tarkkuuspainot kiinnitetään pulteilla kierteitettyihin reikiin tai T-uriin. Vakiovaruste suurille roottoreille ja turbiineille.
  • Hitsatut painot: Teräslevyt tai -tangot, jotka on kiinnitetty roottoriin. Pysyvä. Yleinen raskaissa teollisuustuulettimissa ja murskainten roottoreissa.
  • Epoksi/kitti: Kaksiosainen liima, jossa on metallitäyteainetta. Hyvä epäsäännöllisille pinnoille. Rajoitettu kohtalaisiin lämpötiloihin.
  • Säätöruuvit: Kierretään säteittäisiin reikiin. Yleinen kytkimen navoissa ja karoissa. Säädettävä.

Massan poistaminen

  • Poraus: Poista materiaali raskaasta kohdasta. Poistetun massan tarkka valvonta (massa = tiheys × tilavuus). Peruuttamaton.
  • Jyrsintä/hionta: Poista materiaalia vanteelta tai pinnalta. Yleinen turbiinipyörissä ja jarrupyörissä.

Painon jakaminen

Kun tarkka laskettu kulma osuu saavutettavissa olevien paikkojen väliin (esim. kytkimen pultinreikien väliin), korjaus jaetaan kahden vierekkäisen paikan kesken vektorin hajotuksen avulla. . Balanset-1A sisältää automaattisen painonjakolaskurin.

Kenttätasapainotus (paikan päällä)

Kentän tasapainottamisella tarkoitetaan roottorin tasapainottamista irrottamatta sitä koneesta. Näin vältytään purkamisen seisonta-ajalta ja otetaan huomioon todelliset käyttöolosuhteet (linjaus, laakerien esijännitys, perustusten vaikutukset), joita ei voida jäljitellä liikkeen tasapainotuksessa.

Balanset-1A kenttätasapainotussarja

The Balanset-1A on täydellinen kannettava kenttätasapainotusjärjestelmä: 2-kanavainen tärinäanalysaattori, lasertakometri, sisäänrakennettu ISO 1940 toleranssilaskuri, yhden tason (F2) ja kahden tason (F3) tasapainotustilat, automaattinen painojen jakaminen ja virallisen tasapainoraportin luominen (F6). Mittaustarkkuus: ±5% nopeus, ±1° vaihe. Soveltuu G 16:sta G 2.5:een.

The Balanset-4 laajennetaan 4 kanavaan monimutkaisia monilaakerisia roottoreita tai useiden koneiden samanaikaista valvontaa varten.

Kenttätasapainotuksen edut

  • Ei purkamista: Säästää tuntien tai päivien seisokkiaikoja suurissa koneissa.
  • Todelliset käyttöolosuhteet: Sisältää linjauksen, laakerin esijännityksen, lämpöolosuhteet ja perustusten vaikutukset.
  • Tasapainotus: Korjaa kokoonpanon aiheuttaman epätasapainon, jota ei voida korjata liikkeen tasapainotuksella.
  • Huollon jälkeinen tarkastus: Pikatarkastus juoksupyörän vaihdon, kytkimen vaihdon tai laakerin kunnostuksen jälkeen.

Standardit ja toleranssit

Tasapainottaminen ei ole "niin hyvä kuin mahdollista" - se on "toleranssin sisällä". Toleranssi on määritelty kansainvälisissä standardeissa:

📏 Keskeiset tasapainotusstandardit
StandardiAiheKeskeinen sisältö
ISO 1940-1 / ISO 21940-11Tasapainon laatuluokat (G-luokat)G 0,4-G 4000 asteikko. Kaava: Uper = (9 549×G×M)/n. G 6.3 = standardi puhaltimille, pumpuille ja moottoreille.
ISO 1940-2 / ISO 21940-2SanastoMääritelmät: epätasapainotyypit, roottoriluokitukset, konetyypit, laatutermit.
ISO 14694Teolliset tuulettimetBV-luokat (tasapaino) ja FV-luokat (tärinä), jotka koskevat erityisesti puhaltimen juoksupyöriä.
ISO 10816 / ISO 20816Koneen tärinän arviointiMittaa operatiivista tulos tasapainon laatu. Vyöhykkeen A/B/C/D luokitus.
ISO 21940-12Joustavat roottoritMoninopeuksiset, monitasoiset menettelyt roottoreille, jotka ylittävät ensimmäisen taivutuskriittisen nopeuden.
ISO 21940-14TasapainotusmenettelytYleiset menettelyt tasapainottamiseksi useissa tasoissa.
API 610 / API 617Öljypumput / kompressoritRoottorin tasapainovaatimusten osalta viitataan ISO 1940 G-luokkiin.
ISO 1940-1 Toleranssikaava
Uper = (9 549 × G × M) / n
Uper = sallittu jäännösepätasapaino (g-mm) | G = luokka (mm/s) | M = massa (kg) | n = suurin kierrosluku

Toimivat esimerkit

Tapaus 1: Keskipakopuhallin - yksitasoinen kenttätasapainotus

Kone: 22 kW:n keskipakopuhallin, 1 460 RPM, juoksupyörän massa 38 kg. Liiallinen tärinä: 8,2 mm/s RMS vetopään laakerissa. FFT vahvistaa hallitsevan 1 × piikin, jonka vaihe on vakaa.

Asetukset: Balanset-1A anturi DE-laakerissa, laserkierroslukumittari akselissa. Tila F2 (yksitasoinen - L/D < 0,4).

Vaihe 1: Ensimmäinen ajo: 8,2 mm/s 47°:ssa.

Vaihe 2: Koepaino: 15 g 0°:ssa tuulettimen navan kohdalla, R = 200 mm.

Vaihe 3: Koeajo: 5,9 mm/s 112°:ssa.

Vaihe 4: Ohjelmisto laskee: korjaus = 22 g 198°:ssa, R = 200 mm.

Vaihe 5: Asenna hitsauspaino 22 g 198°:n lämpötilassa. Poistetaan koepaino.

Vaihe 6: Tarkastus: 0,9 mm/s. ISO-toleranssi G 6.3 → Uper = 1 570 g-mm. Saavutettu: ~180 g-mm. ✅ Hyväksytty.

Tapaus 2: Moottori-pumppu-kokoonpano - kaksitasoinen

Kone: 45 kW:n moottori + keskipakopumppu, 2 950 RPM, roottorin massa 55 kg. Tärinä: DE-laakeri 6,1 mm/s, NDE-laakeri 4,8 mm/s. Vaihe-ero ~140° → dynaaminen epätasapaino.

Asetukset: Balanset-1A kaksi anturia (DE + NDE), tila F3. Korjaustasot: kytkimen napa (taso 1) ja moottorin tuulettimen pää (taso 2).

Juoksee: Alkuperäinen → koetaso 1 (10 g 0°:ssa) → koetaso 2 (8 g 0°:ssa).

Tulos: Ohjelmisto ratkaisee 2×2-matriisin. Korjaus: taso 1 = 18 g 245°:ssa, taso 2 = 12 g 68°:ssa.

Tarkastus: DE: 0,7 mm/s, NDE: 0,5 mm/s. G 6.3 raja: 1 122 g-mm. ✅ Molemmat tasot hyvin toleranssin sisällä.

Tapaus 3: Murskaimen roottori - karkea G 16

Kone: Vasaramurskain, 980 RPM, roottorin massa 420 kg. Vasaran vaihdon jälkeen tärinä kasvoi 14,5 mm/s.

Tekniset tiedot: G 16 (raskas käyttö, vaikeat olosuhteet). Uper = 9 549 × 16 × 420 / 980 = 65 500 g-mm.

Menettely: Yksitasoinen (levymäinen roottori). Koe 150 g 0°:n kulmassa vanteella. Korjaus: 280 g 315°:ssa. Hitsattava teräslevy.

Tulos: 2,8 mm/s. Jäännös ~5 600 g-mm. ✅ Hyvin G 16 -rajan sisällä.

  • ISO 1940-1: G-luokan toleranssijärjestelmä - tasapainotustulosten hyväksymiskriteeri.
  • ISO 1940-2: Sanasto - kaikkien tasapainottamistermien määritelmät.
  • Tasapainoinen laatuluokka: Interaktiivinen G-luokan laskin.
  • Epätasapaino: Fyysinen tila, jonka tasapainottaminen korjaa.
  • ISO 14694: Puhallinkohtaiset BV/FV-luokat.
  • Harmoniat: Erotetaan 1× (epätasapaino) 2×:stä (virheasento) ja muista järjestyksistä.
  • Luonnollinen taajuus: Jäykän/joustavan roottorin raja - kriittinen tasapainottamisen kannalta.

← Takaisin sanastohakemistoon