Osa I: Dynaamisen tasapainottamisen teoreettiset ja sääntelyyn liittyvät perusteet

Kenttädynaaminen tasapainotus on yksi tärinänsäätötekniikan keskeisistä toiminnoista, jonka tarkoituksena on pidentää teollisuuslaitteiden käyttöikää ja ehkäistä hätätilanteita. Kannettavien instrumenttien, kuten Balanset-1A:n, käyttö mahdollistaa näiden toimenpiteiden suorittamisen suoraan käyttöpaikalla, mikä minimoi seisokkiajat ja purkamiseen liittyvät kustannukset. Onnistunut tasapainotus edellyttää kuitenkin paitsi instrumentin kanssa työskentelytaitoa myös tärinän taustalla olevien fysikaalisten prosessien syvällistä ymmärtämistä sekä työn laatua koskevan sääntelykehyksen tuntemusta.

Menetelmän periaate perustuu koepainojen asentamiseen ja epätasapainon vaikutuskertoimien laskemiseen. Yksinkertaisesti sanottuna laite mittaa pyörivän roottorin värähtelyä (amplitudia ja vaihetta), minkä jälkeen käyttäjä lisää peräkkäin pieniä koepainoja tietyissä tasoissa "kalibroidakseen" lisämassan vaikutusta värähtelyyn. Värähtelyn amplitudin ja vaiheen muutosten perusteella laite laskee automaattisesti tarvittavan korjauspainojen massan ja asennuskulman epätasapainon poistamiseksi.

Tämä lähestymistapa toteuttaa niin sanotun kolmen ajokerran menetelmän kaksitasoiseen tasapainotukseen: alkumittaus ja kaksi ajoa koepainoilla (yksi kummassakin tasossa). Yksitasoisessa tasapainotuksessa kaksi ajoa riittää yleensä – ilman painoa ja yksi koepaino. Nykyaikaisissa laitteissa kaikki tarvittavat laskelmat suoritetaan automaattisesti, mikä yksinkertaistaa prosessia merkittävästi ja vähentää käyttäjän pätevyysvaatimuksia.

Osa 1.1: Epätasapainon fysiikka: Syvällinen analyysi

Pyörivien laitteiden värähtelyn ytimessä on epätasapaino eli epätasapaino. Epätasapaino on tila, jossa roottorin massa jakautuu epätasaisesti pyörimisakseliinsa nähden. Tämä epätasainen jakautuminen johtaa keskipakovoimien syntymiseen, jotka puolestaan aiheuttavat tukien ja koko koneen rakenteen värähtelyä. Korjaamattoman epätasapainon seuraukset voivat olla katastrofaaliset: laakereiden ennenaikaisesta kulumisesta ja tuhoutumisesta perustuksen ja itse koneen vaurioitumiseen. Epätasapainon tehokkaan diagnosoinnin ja poistamisen kannalta on välttämätöntä erottaa sen tyypit selvästi toisistaan.

Epätasapainon tyypit

Roottorin tasapainotuskoneen kokoonpano tietokoneohjatulla valvontajärjestelmällä staattisten ja dynaamisten voimien mittaamiseksi pyörivien sähkömoottorin osien epätasapainon havaitsemiseksi.

Staattinen epätasapaino (yksi taso): Tämän tyyppiselle epätasapainolle on ominaista roottorin massakeskipisteen siirtyminen pyörimisakselin suuntaisesti. Staattisessa tilassa tällainen vaakasuorille prismoille asennettu roottori pyörii aina raskas puoli alaspäin. Staattinen epätasapaino on vallitseva ohuissa, kiekonmuotoisissa roottoreissa, joiden pituuden ja halkaisijan suhde (L/D) on alle 0,25, esimerkiksi hiomalaikoissa tai kapeissa tuuletinpyörissä. Staattinen epätasapaino on mahdollista poistaa asentamalla yksi korjauspaino yhteen korjaustasoon, joka on vastakkainen raskaiden kohtien kanssa.

Parin (hetken) epätasapaino: Tämä tyyppi esiintyy, kun roottorin päähitausakseli leikkaa pyörimisakselin massakeskipisteessä, mutta ei ole sen suuntainen. Parittaista epätasapainoa voidaan esittää kahtena yhtä suurena, mutta vastakkaisiin suuntiin suuntautuneena epätasapainoisena massana, jotka sijaitsevat eri tasoissa. Staattisessa tilassa tällainen roottori on tasapainossa, ja epätasapaino ilmenee vain pyörimisen aikana "keilahteluna" tai "heilumisena". Sen kompensoimiseksi tarvitaan vähintään kahden korjauspainon asentaminen kahteen eri tasoon, jotka luovat kompensoivan momentin.

Sähkömoottorin roottorin testauslaitteen tekninen kaavio, jossa kuparikäämit on asennettu tarkkuuslaakereille ja kytketty pyörimisdynamiikan mittaamiseen tarkoitettuihin elektronisiin valvontalaitteisiin.

Dynaaminen epätasapaino: Tämä on yleisin epätasapainon tyyppi todellisissa olosuhteissa, ja se edustaa staattisen ja kytkentäepätasapainon yhdistelmää. Tässä tapauksessa roottorin pääasiallinen inertia-akseli ei ole sama kuin pyörimisakseli eikä leikkaa sitä massakeskipisteessä. Dynaamisen epätasapainon poistamiseksi tarvitaan massakorjaus vähintään kahdessa tasossa. Kaksikanavaiset instrumentit, kuten Balanset-1A, on suunniteltu erityisesti ratkaisemaan tämä ongelma.

Kvasistaattinen epätasapaino: Tämä on dynaamisen epätasapainon erikoistapaus, jossa päähitausakseli leikkaa pyörimisakselin, mutta ei roottorin massakeskipisteessä. Tämä on hienovarainen mutta tärkeä ero monimutkaisten roottorijärjestelmien diagnosoinnissa.

Jäykät ja joustavat roottorit: ratkaiseva ero

Yksi tasapainotuksen perusperiaatteista on jäykkien ja joustavien roottoreiden välinen ero. Tämä ero määrää onnistuneen tasapainotuksen mahdollisuuden ja menetelmän.

Jäykkä roottori: Roottoria pidetään jäykkänä, jos sen pyörimistaajuus on merkittävästi pienempi kuin sen ensimmäinen kriittinen taajuus, eikä se kärsi merkittävistä elastisista muodonmuutoksista (taipumista) keskipakoisvoimien vaikutuksesta. Tällaisen roottorin tasapainottaminen onnistuu tyypillisesti kahdessa korjaustasossa. Balanset-1A-instrumentit on suunniteltu ensisijaisesti jäykkien roottoreiden kanssa työskentelyyn.

Joustava roottori: Roottoria pidetään joustavana, jos sen pyörimistaajuus on lähellä jotakin kriittisistä taajuuksistaan tai sitä suurempi. Tässä tapauksessa elastinen akselin taipuma on verrattavissa massakeskipisteen siirtymään ja itse vaikuttaa merkittävästi kokonaisvärähtelyyn.

Joustavan roottorin tasapainottaminen jäykkien roottoreiden menetelmällä (kahdessa tasossa) johtaa usein epäonnistumiseen. Korjaavien painojen asentaminen voi kompensoida tärinää alhaisella, aliresonanssinopeudella, mutta käyttönopeutta saavutettaessa, kun roottori taipuu, samat painot voivat lisätä tärinää herättämällä jonkin taivutusvärähtelymoodeista. Tämä on yksi keskeisistä syistä, miksi tasapainotus "ei toimi", vaikka kaikki toimenpiteet instrumentilla suoritetaan oikein. Ennen työn aloittamista on erittäin tärkeää luokitella roottori korreloimalla sen käyttönopeus tunnettuihin (tai laskettuihin) kriittisiin taajuuksiin.

Jos resonanssia ei voida ohittaa (esimerkiksi jos koneen kiinteä nopeus on sama kuin resonanssinopeus), on suositeltavaa muuttaa laitteen asennusolosuhteita väliaikaisesti (esimerkiksi löysentää tukijäykkyyttä tai asentaa väliaikaisesti elastisia tiivisteitä) tasapainotuksen aikana resonanssin siirtämiseksi. Kun roottorin epätasapaino on korjattu ja normaali värähtely on palautettu, kone voidaan palauttaa vakioasennusolosuhteisiin.

Osa 1.2: Sääntelykehys: ISO-standardit

Tasapainotuksen alan standardeilla on useita keskeisiä tehtäviä: ne luovat yhtenäisen teknisen terminologian, määrittelevät laatuvaatimukset ja mikä tärkeintä, ne toimivat pohjana kompromisseille teknisen välttämättömyyden ja taloudellisen toteutettavuuden välillä. Liialliset laatuvaatimukset tasapainotukselle ovat epäedullisia, joten standardit auttavat määrittämään, missä määrin epätasapainoa on suositeltavaa vähentää. Lisäksi niitä voidaan käyttää valmistajien ja asiakkaiden välisissä sopimussuhteissa hyväksymiskriteerien määrittämiseen.

ISO 1940-1-2007 (ISO 1940-1): Jäykkien roottoreiden tasapainottamisen laatuvaatimukset

Ohjelmisto kannettavaan Balanset-1A tasapainotuslaitteeseen ja tärinäanalysaattoriin. Tasapainotoleranssilaskin (ISO 1940)

Tämä standardi on perusasiakirja sallitun jäännösepätasapainon määrittämiseksi. Se esittelee tasapainotuslaatuluokan (G) käsitteen, joka riippuu koneen tyypistä ja sen käyttökierrosnopeudesta.

Laatuluokka G: Jokainen laitetyyppi vastaa tiettyä laatuluokkaa, joka pysyy vakiona pyörimisnopeudesta riippumatta. Esimerkiksi murskaimille suositellaan luokkaa G6.3 ja sähkömoottoreiden ankkuriosille ja turbiineille G2.5.

Sallitun jäännösepätasapainon (U) laskeminen_per): Standardi sallii tietyn sallitun epätasapainon arvon laskemisen, jota käytetään tavoiteindikaattorina tasapainotuksen aikana. Laskenta suoritetaan kahdessa vaiheessa:

1. Sallitun ominaisepätasapainon (e) määritys_per) käyttäen kaavaa:
   e_per = (G × 9549) / n
   jossa G on tasapainotuksen laatuluokka (esim. 2,5), n on käyttöpyörimistaajuus, rpm. Mittayksikkö e_per on g·mm/kg tai μm.
2. Sallitun jäännösepätasapainon (U) määritys_per) koko roottorille:
   U_per = e_per × M
   jossa M on roottorin massa, kg. U:n mittayksikkö_per on g·mm.

Esimerkiksi sähkömoottorin roottorille, jonka massa on 5 kg ja joka toimii nopeudella 3000 rpm ja jonka laatuluokka on G2.5, laskelma olisi seuraava:

e_per = (2,5 × 9549) / 3000 ≈ 7,96 μm (tai g·mm/kg).

U_per = 7,96 × 5 = 39,8 g·mm

Tämä tarkoittaa, että tasapainotuksen jälkeen jäännösepätasapaino ei saisi ylittää 39,8 g·mm.

Standardin käyttö muuttaa subjektiivisen arvion "tärinä on edelleen liian voimakasta" objektiiviseksi, mitattavaksi kriteeriksi. Jos instrumenttiohjelmiston tuottama lopullinen tasapainotusraportti osoittaa, että jäännösepätasapaino on ISO-toleranssin rajoissa, työtä pidetään laadukkaasti suoritettuna, mikä suojaa suorittajaa kiistanalaisissa tilanteissa.

ISO 20806-2007 (ISO 20806): Tasapainottaminen paikallaan

Tämä standardi säätelee suoraan kentän tasapainotusprosessia.

Edut: Paikallaan tasapainottamisen tärkein etu on, että roottori tasapainotetaan todellisissa käyttöolosuhteissa, tuillaan ja käyttökuormituksen alaisena. Tämä ottaa automaattisesti huomioon tukijärjestelmän dynaamiset ominaisuudet ja kytkettyjen akseliston osien vaikutuksen, joita ei voida mallintaa tasapainotuskoneella.

Haitat ja rajoitukset: Standardi osoittaa myös merkittäviä haittoja, jotka on otettava huomioon työtä suunniteltaessa.

• Rajoitettu pääsy: Usein korjaushöyliin pääsy kootussa koneessa on vaikeaa, mikä rajoittaa painon asennusmahdollisuuksia.
• Koeajojen tarve: Tasapainotusprosessi vaatii useita koneen "käynnistys-pysäytys"-syklejä, mikä voi olla mahdotonta hyväksyä tuotantoprosessin ja taloudellisen tehokkuuden kannalta.
• Vaikeus vakavan epätasapainon kanssa: Hyvin suuren alkuepätasapainon tapauksissa tasovalinnan ja korjaavan painon rajoitukset eivät välttämättä mahdollista vaaditun tasapainotuslaadun saavuttamista.

Muut asiaankuuluvat standardit

Täydellisyyden vuoksi on mainittava myös muita standardeja, kuten ISO 21940 -sarja (korvaa ISO 1940 -standardin), ISO 8821 (joka säätelee keskeisten vaikutusten huomioon ottamista) ja ISO 11342 (joustaville roottoreille).

Osa II: Käytännön opas tasapainottamiseen Balanset-1A-instrumenteilla

Tasapainotuksen onnistuminen riippuu 80%:n valmistelutyön perusteellisuudesta. Useimmat viat eivät liity laitteen toimintahäiriöön, vaan mittausten toistettavuuteen vaikuttavien tekijöiden huomiotta jättämiseen. Tärkein valmisteluperiaate on sulkea pois kaikki muut mahdolliset tärinänlähteet, jotta laite mittaa vain epätasapainon vaikutusta.

Osa 2.1: Menestyksen perusta: Tasapainotusta edeltävä diagnostiikka ja koneen valmistelu

Ennen laitteen kytkemistä on suoritettava täydellinen mekanismin diagnostiikka ja valmistelu.

Vaihe 1: Ensisijainen värähtelydiagnostiikka (Onko kyseessä todella epätasapaino?)

Ennen tasapainotusta on hyödyllistä suorittaa alustava värähtelymittaus värähtelymittaritilassa. Balanset-1A-ohjelmistossa on "Vibration Meter" -tila (F5-painike), jossa voit mitata kokonaisvärähtelyn ja erikseen komponentin pyörimistaajuudella (1×) ennen painojen asentamista. Tällainen diagnostiikka auttaa ymmärtämään värähtelyn luonnetta: jos pääpyörimisharmonisen amplitudi on lähellä kokonaisvärähtelyä, hallitseva värähtelyn lähde on todennäköisesti roottorin epätasapaino, ja tasapainotus on tehokasta. Myös vaihe- ja värähtelylukemien mittauksesta toiseen tulisi olla vakaita eivätkä ne saisi muuttua enempää kuin 5-10%.

Käytä laitetta vibrometri- tai spektrianalysaattoritilassa (FFT) koneen kunnon alustavaan arviointiin.

Klassinen epätasapainon merkki: Värähtelyspektriä tulisi hallita roottorin pyörimistaajuuden huippu (huippu 1x RPM-taajuudella). Tämän komponentin amplitudin tulisi olla vertailukelpoinen vaaka- ja pystysuunnassa, ja muiden harmonisten amplitudien tulisi olla huomattavasti pienempiä.

Muiden vikojen merkkejä: Jos spektrissä on merkittäviä piikkejä muilla taajuuksilla (esim. 2x, 3x RPM) tai ei-useilla taajuuksilla, tämä viittaa muihin ongelmiin, jotka on poistettava ennen tasapainottamista. Esimerkiksi piikki nopeudella 2x RPM viittaa usein akselin linjausvirheeseen.

Vaihe 2: Kattava mekaaninen tarkastus (tarkistuslista)

Roottori: Puhdista kaikki roottorin pinnat (puhaltimen siivet, murskaimen vasarat jne.) huolellisesti liasta, ruosteesta ja tarttuneista tuotteista. Jopa pieni määrä likaa suurella säteellä aiheuttaa merkittävää epätasapainoa. Tarkista, ettei roottoreissa ole rikkoutuneita tai puuttuvia osia (siipiä, vasaroita) tai irtonaisia osia.

Laakerit: Tarkista laakerikokoonpanot liiallisen välyksen, ylimääräisten äänien ja ylikuumenemisen varalta. Kuluneet laakerit, joilla on suuri välys, eivät mahdollista vakaiden lukemien saamista ja tekevät tasapainotuksen mahdottomaksi. On tarpeen tarkistaa roottorin laakeritappien sopivuus laakerikuoriin ja välykset.

Perustus ja runko: Varmista, että yksikkö on asennettu jäykälle alustalle. Tarkista ankkuripulttien kireys ja halkeamien puuttuminen rungosta. "Pehmeän jalan" olemassaolo (kun yksi tuki ei sovi alustaan) tai tukirakenteen riittämätön jäykkyys johtaa tärinäenergian imeytymiseen ja epävakaisiin, arvaamattomiin lukemiin.

Ajaa: Hihnakäytöissä tarkista hihnan kireys ja kunto. Kytkinliitäntöjen osalta tarkista akselin linjaus. Linjausvirhe voi aiheuttaa tärinää 2x RPM-taajuudella, mikä vääristää mittauksia pyörimisnopeudella.

Turvallisuus: Varmista kaikkien suojavarusteiden olemassaolo ja käyttökelpoisuus. Työalueella ei saa olla vieraita esineitä eikä ihmisiä.

Osa 2.2: Laitteen asennus ja konfigurointi

Anturin oikea asennus on avain tarkkojen ja luotettavien tietojen saamiseen.

Laitteiston asennus

Tärinäanturit (kiihtyvyysanturit):

• Kytke anturikaapelit vastaaviin instrumenttiliittimiin (esim. X1 ja X2 Balanset-1A:lle).
• Asenna anturit laakeripesiin mahdollisimman lähelle roottoria.
• Keskeinen käytäntö: Maksimaalisen signaalin (korkeimman herkkyyden) saavuttamiseksi anturit tulisi asentaa suuntaan, jossa tärinä on suurinta. Useimmissa vaakasuoraan sijoitettujen koneiden kohdalla tämä on vaakasuora suunta, koska perustuksen jäykkyys tässä tasossa on yleensä pienempi. Käytä tehokasta magneettista jalustaa tai kierteitettyä kiinnitystä jäykän kontaktin varmistamiseksi. Huonosti kiinnitetty anturi on yksi tärkeimmistä syistä virheellisten tietojen saamiseen.

Vaiheanturi (laserkierroslukumittari):

• Kytke anturi erityiseen tuloon (X3 Balanset-1A:lle).
• Kiinnitä pieni pala heijastavaa teippiä roottorin akseliin tai muuhun pyörivään osaan. Teipin tulee olla puhdas ja sen kontrastin tulee olla hyvä.
• Asenna kierroslukumittari magneettijalustalleen siten, että lasersäde osuu merkkiin vakaasti koko kierroksen ajan. Varmista, että laite näyttää vakaata kierroslukua minuutissa (RPM).

Jos anturi "ohittaa" merkin tai päinvastoin antaa ylimääräisiä pulsseja, sinun on korjattava joko merkin leveyttä/väriä tai anturin herkkyyttä/kulmaa. Esimerkiksi jos roottorissa on kiiltäviä elementtejä, ne voidaan peittää mattateipillä, jotta ne eivät heijasta laseria. Kun työskentelet ulkona tai kirkkaasti valaistuissa huoneissa, suojaa anturi mahdollisuuksien mukaan suoralta valolta, sillä kirkas valaistus voi aiheuttaa häiriöitä vaiheanturille.

Ohjelmiston konfigurointi (Balanset-1A)

• Käynnistä ohjelmisto (järjestelmänvalvojana) ja kytke USB-liitäntämoduuli.
• Siirry tasapainotusmoduuliin. Luo uusi tietue tasapainotettavalle yksikölle ja syötä sen nimi, massa ja muut käytettävissä olevat tiedot.
• Valitse tasapainotustyyppi: 1-tasoinen (staattinen) kapeille roottoreille tai 2-tasoinen (dynaaminen) useimmille muille tapauksille.
• Määritä korjaustasot: valitse roottorista paikat, joihin korjauspainot voidaan asentaa turvallisesti ja luotettavasti (esim. puhaltimen siipipyörän takalevy, akselin erityiset urat).

Osa 2.3: Tasapainotusmenettely: Vaiheittainen opas

Menetelmä perustuu vaikutuskerroinmenetelmään, jossa laite "oppii", miten roottori reagoi tunnetun massan asentamiseen. Balanset-1A-laitteet automatisoivat tämän prosessin.

Tällainen lähestymistapa toteuttaa niin sanotun kolmen juoksun menetelmän kahden tason tasapainottamiseen: alkumittaus ja kaksi ajoa koepainoilla (yksi kummassakin tasossa).

Suoritus 0: Alkumittaus

• Käynnistä kone ja säädä se vakaalle käyntinopeudelle. On erittäin tärkeää, että pyörimisnopeus on sama kaikilla seuraavilla käyttökerroilla.
• Käynnistä mittaus ohjelmassa. Laite tallentaa alkuvärähtelyn amplitudin ja vaiheen arvot (ns. alkuvektori "O").

Teollisuusmoottorien testauslaite, jossa on tarkkuuslaakereille asennettu kuparikäämitty roottori ja tietokoneohjattu valvontajärjestelmä sähköiseen suorituskyvyn analysointiin ja diagnostiikkaan.

Kaksitasoinen dynaaminen tasapainotusohjelmisto, joka näyttää värähtelyanalyysidataa aikatasoaaltomuodoilla ja taajuusspektrikaavioilla pyörivien koneiden diagnostiikkaa varten.

Ajo 1: Koepaino tasossa 1

• Pysäytä kone.
• Koepainon valinta: Tämä on käyttäjästä riippuen kriittisin vaihe. Koepainon massan tulee olla riittävä aiheuttamaan havaittavan muutoksen värähtelyparametreissa (amplitudin muutos vähintään 20-30% TAI vaiheen muutos vähintään 20-30 astetta). Jos muutos on liian pieni, laskennan tarkkuus on heikko. Tämä johtuu siitä, että koepainon heikko hyötysignaali "hukkuu" järjestelmän meluun (laakerivälys, virtauksen turbulenssi), mikä johtaa virheelliseen vaikutuskertoimen laskentaan.
• Koepainon asennus: Kiinnitä punnittu koepaino (m) tukevasti_t) tunnetulla säteellä (r) tasossa 1. Kiinnityksen on kestettävä keskipakovoima. Kirjaa painon kulma-asento vaihemerkkiin nähden.
• Käynnistä kone samalla vakaalla nopeudella.
• Suorita toinen mittaus. Laite tallentaa uuden värähtelyvektorin ("O+T").
• Pysäytä kone ja POISTA koepaino (ellei ohjelmassa toisin määrätä).

3D-renderöinti sähkömoottorin roottorin testauslaitteistosta, jossa kuparikäämit on asennettu tarkkuustasapainotuslaitteistoon ja kytketty diagnostiikka-antureihin ja kannettavaan tietokoneeseen suorituskykyanalyysiä varten.

Kaksitasoinen dynaaminen tasapainotusohjelmisto, joka näyttää värähtelyanalyysin aikatasoaaltomuodoilla ja taajuusspektrillä pyörivien koneiden tasapainotuksessa nopeudella ~2960 rpm.

Suoritus 2: Koepaino tasossa 2 (kahden tason tasapainotusta varten)

• Toista täsmälleen vaiheen 2 menettely, mutta tällä kertaa asenna koepaino tasoon 2.
• Käynnistä, mittaa, pysäytä ja POISTA koepaino.

Teollisuusmoottorien testauslaite, jonka kuparikäämit on asennettu tukitelineisiin ja jossa on kannettavalla tietokoneella ohjattava diagnostiikka sähkömoottorin suorituskyvyn ja hyötysuhteen analysointiin.

Kaksitasoinen dynaaminen tasapainotuskoneen käyttöliittymä, joka näyttää pyörivien laitteiden värähtelyanalyysin tulokset ja massakorjauslaskelmat sekä jäännösepätasapainon lukemat.

Korjauspainojen laskeminen ja asennus

• Koeajojen aikana tallennettujen vektorimuutosten perusteella ohjelma laskee automaattisesti korjauspainon massan ja asennuskulman kullekin tasolle.
• Asennuskulma mitataan yleensä koepainon kohdasta roottorin pyörimissuunnassa.
• Kiinnitä pysyvät korjauspainot tukevasti. Hitsausta käytettäessä on muistettava, että myös hitsauksella itsellään on massa. Pultteja käytettäessä niiden massa on otettava huomioon.

3D-renderöity malli suuresta sähkömagneettisesta kelasta tai moottorin staattorista, joka on asennettu testauslaitteeseen, jossa on kuparikäämit ja valvontalaitteet sähköistä analyysiä ja suorituskyvyn arviointia varten.

Dynaamisen tasapainotuskoneen ohjelmistoliittymä, joka näyttää kaksitasoiset tasapainotustulokset 0,290 g:n ja 0,270 g:n korjausmassoilla tietyissä kulmissa tärinän poistamiseksi.

Kaksitasoinen dynaaminen tasapainotusanalyysi, joka esittää roottorin korjauksen polaarikäyrät. Käyttöliittymä näyttää massanlisäysvaatimukset (0,290 g 206°:ssa tasolle 1, 0,270 g 9°:ssa tasolle 2) tärinän minimoimiseksi ja mekaanisen tasapainon saavuttamiseksi pyörivissä koneissa.

Ajo 3: Tarkastusmittaus ja hienosäätö

• Käynnistä kone uudelleen.
• Suorita tarkastusmittaus jäännösvärähtelyn tason arvioimiseksi.
• Vertaa saatua arvoa standardin ISO 1940-1 mukaisesti laskettuun toleranssiin.
• Jos tärinä ylittää edelleen toleranssin, laite laskee pienen "hieno"korjauksen käyttäen jo tunnettuja vaikutuskertoimia. Asenna tämä lisäpaino ja tarkista uudelleen. Yleensä yksi tai kaksi hienotasapainotusjaksoa riittää.
• Kun olet valmis, tallenna raportti ja vaikutuskertoimet mahdollista tulevaa käyttöä varten vastaavissa koneissa.

3D-kuva sähkömoottorin roottorikokoonpanosta testauslaitteistossa, jossa on kuparikäämit vihreillä diagnostiikkaindikaattoreilla ja kytketyt mittauslaitteet laadunvalvonta-analyysiä varten.

Kaksitasoinen dynaaminen tasapainotusohjelmiston käyttöliittymä, joka näyttää pyörivien koneiden värähtelymittausten tulokset ja korjauslaskelmat sekä koemassojen, kulmien ja jäännösepätasapainon arvot.

Osa III: Edistynyt ongelmanratkaisu ja vianmääritys

Tämä osio on omistettu kentän tasapainottamisen monimutkaisimmille näkökohdille – tilanteille, joissa vakiomenettely ei tuota tuloksia.

Dynaaminen tasapainotus sisältää massiivisten osien pyörittämistä, joten turvallisuusmenetelmien noudattaminen on kriittisen tärkeää. Alla on lueteltu tärkeimmät turvatoimenpiteet roottoreiden tasapainottamisessa paikoillaan:

Turvatoimenpiteet

Vahingossa käynnistymisen esto (lukitus/merkintä): Ennen töiden aloittamista on roottorin käyttö kytkettävä pois päältä ja irti. Käynnistyslaitteisiin on ripustettu varoituskylttejä, jotta kukaan ei käynnistä konetta vahingossa. Suurin riski on roottorin äkillinen käynnistyminen painon tai anturin asennuksen aikana. Siksi ennen koe- tai korjauspainojen asentamista akseli on pysäytettävä luotettavasti, eikä sen käynnistyminen saa olla mahdollista ilman käyttäjän lupaa. Esimerkiksi irrota moottorin automaattisesta kytkimestä ja ripusta siihen lukko lappulla tai poista sulakkeet. Painojen asennus voidaan suorittaa vasta sen jälkeen, kun on varmistettu, että roottori ei käynnisty itsestään.

Henkilökohtaiset suojavarusteet: Työskennellessäsi pyörivien osien kanssa, käytä asianmukaisia henkilönsuojaimia. Suojalasit tai kasvosuojus ovat pakollisia pienten osien tai painojen sinkoutumisen estämiseksi. Käsineet - tarpeen mukaan (ne suojaavat käsiä painojen asennuksen aikana, mutta mittausten aikana on parempi työskennellä ilman löysiä vaatteita ja käsineitä, jotka voivat tarttua pyöriviin osiin). Vaatteiden tulee olla tiiviisti istuvia, ilman löysiä reunoja. Pitkät hiukset tulee pitää päähineessä. Käytä korvatulppia tai kuulokkeita - työskennellessäsi äänekkäiden koneiden kanssa (esimerkiksi suurten tuulettimien tasapainottaminen voi aiheuttaa voimakasta melua). Jos painojen kiinnittämiseen käytetään hitsausta - käytä lisäksi hitsausmaskia, hitsauskäsineitä ja poista syttyvät materiaalit.

Vaara-alue koneen ympärillä: Rajoita luvattomien henkilöiden pääsyä tasapainotusalueelle. Koeajojen aikana yksikön ympärille asennetaan esteitä tai ainakin varoitusnauhoja. Vaara-alueen säde on vähintään 3–5 metriä, ja suurilla roottoreilla jopa enemmän. Ketään ei saa olla pyörivien osien linjalla tai roottorin pyörimistason lähellä sen kiihdytyksen aikana. Ole valmiina hätätilanteisiin: käyttäjällä on oltava hätäpysäytyspainike valmiina tai hänen on oltava virtakytkimen lähellä, jotta hän voi välittömästi katkaista yksikön virran, jos ilmenee vieraita ääniä, sallittuja tasoja ylittävää tärinää tai sinkoutuu painoa.

Luotettava painonkiinnitys: Kiinnittäessäsi koe- tai pysyviä korjauspainoja, kiinnitä erityistä huomiota niiden kiinnitykseen. Väliaikaiset koepainot kiinnitetään usein pultilla olemassa olevaan reikään tai liimataan vahvalla teipillä/kaksipuolisella teipillä (pienille painoille ja alhaisille nopeuksille) tai hitsataan muutamasta kohdasta (jos se on turvallista ja materiaali sallii). Pysyvät korjauspainot tulee kiinnittää luotettavasti ja pitkäksi aikaa: yleensä ne hitsataan, ruuvataan pulteilla/ruuveilla tai porataan metallia (massanpoisto) tarvittaviin paikkoihin. Huonosti kiinnitetyn painon jättäminen roottoriin (esimerkiksi magneetilla ilman tukea tai heikolla liimalla) pyörimisen aikana on ehdottomasti kielletty - sinkoutuneesta painosta tulee vaarallinen ammus. Laske aina keskipakovoima: jopa 10 gramman pultti 3000 rpm:n nopeudella luo suuren sinkoutumisvoiman, joten kiinnityksen on kestettävä ylikuormitusta suurella marginaalilla. Tarkista jokaisen pysähdyksen jälkeen, onko koepainon kiinnitys löystynyt, ennen kuin käynnistät roottorin uudelleen.

Laitteiden sähköturvallisuus: Balanset-1A-laite saa yleensä virtansa kannettavan tietokoneen USB-portista, mikä on turvallista. Mutta jos kannettava tietokone on kytketty 220 V:n verkkoon sovittimen kautta, on noudatettava yleisiä sähköturvallisuustoimenpiteitä – käytä käyttökelpoista maadoitettua pistorasiaa, älä reititä kaapeleita märkien tai kuumien alueiden läpi ja suojaa laitteita kosteudelta. Balanset-laitteen tai sen virtalähteen purkaminen tai korjaaminen on kielletty, kun se on kytkettynä verkkoon. Kaikki anturiliitännät tehdään vain laitteen ollessa jännitteetön (USB-johto irrotettu tai kannettavan tietokoneen virtajohto irrotettu). Jos työmaalla on epävakaa jännite tai voimakkaita sähköhäiriöitä, on suositeltavaa käyttää kannettavaa tietokonetta erillisestä lähteestä (UPS, akku), jotta vältetään signaalien häiriöt tai laitteen sammuminen.

Roottorin ominaisuuksien huomioon ottaminen: Jotkin roottorit saattavat vaatia lisävarotoimia. Esimerkiksi suurnopeuksisten roottorien tasapainottamisessa on varmistettava, etteivät ne ylitä sallittua nopeutta (eivät ne "karkaa"). Tätä varten voidaan käyttää takometrisiä rajoituksia tai pyörimistaajuus voidaan tarkistaa etukäteen. Joustavat pitkät roottorit voivat pyöriessään ylittää kriittisiä nopeuksia – ole valmis hidastamaan kierroksia nopeasti liiallisen tärinän sattuessa. Jos tasapainotus suoritetaan yksikölle, jossa on käyttönestettä (esim. pumppu, hydrauliikkajärjestelmä), varmista, että tasapainotuksen aikana ei tapahdu nesteen syöttöä tai muita kuormituksen muutoksia.

Dokumentaatio ja viestintä: Työturvallisuusmääräysten mukaan on suositeltavaa, että yritykselläsi on omat ohjeet tasapainotustöiden turvalliseen suorittamiseen. Niissä tulee määrätä kaikista luetelluista toimenpiteistä ja mahdollisesti lisätoimenpiteistä (esimerkiksi vaatimukset toisen tarkkailijan läsnäolosta, työkalun tarkastuksesta ennen työskentelyä jne.). Perehdytä koko työhön osallistuva tiimi näihin ohjeisiin. Ennen kokeiden aloittamista pidä lyhyt perehdytys: kuka tekee mitä, milloin antaa pysähtymismerkki ja mitä tavanomaisia merkkejä annetaan. Tämä on erityisen tärkeää, jos yksi henkilö on ohjauspaneelissa ja toinen mittauslaitteissa.

Lueteltujen toimenpiteiden noudattaminen minimoi tasapainottamisen riskit. Muista, että turvallisuus on tärkeämpää kuin tasapainottamisen nopeus. On parempi käyttää enemmän aikaa valmisteluihin ja hallintaan kuin sallia onnettomuus. Tasapainottamisessa on tunnettuja tapauksia, joissa sääntöjen huomiotta jättäminen (esimerkiksi heikko painon kiinnitys) on johtanut onnettomuuksiin ja vammoihin. Siksi suhtaudu prosessiin vastuullisesti: tasapainottaminen ei ole vain tekninen, vaan myös mahdollisesti vaarallinen operaatio, joka vaatii kurinalaisuutta ja tarkkaavaisuutta.

Osa 3.1: Mittausvirheiden diagnosointi ja voittaminen ("kelluvat" lukemat)

Oire: Toistuvissa mittauksissa identtisissä olosuhteissa amplitudi- ja/tai vaihelukemat muuttuvat merkittävästi ("kelluvat", "hypähtävät"). Tämä tekee korjauslaskennan mahdottomaksi.

Perimmäinen syy: Laite ei ole toimintahäiriössä. Se raportoi tarkasti, että järjestelmän värähtelyvaste on epävakaa ja arvaamaton. Asiantuntijan tehtävänä on löytää ja poistaa tämän epävakauden lähde.

Systemaattinen diagnostinen algoritmi:

• Mekaaninen löysyys: Tämä on yleisin syy. Tarkista laakeripesän kiinnityspulttien ja rungon ankkuripulttien kireys. Tarkista, onko perustuksissa tai rungossa halkeamia. Poista "pehmeä tassu".
• Laakeriviat: Liian suuri sisäinen välys vierintälaakereissa tai laakerikuoren kuluminen aiheuttaa akselin kaoottisen liikkeen tuen sisällä, mikä johtaa epävakaisiin lukemiin.
• Prosessiin liittyvä epävakaus:
  • Aerodynaaminen (tuulettimet): Turbulentti ilmavirtaus ja virtauksen irtoaminen lavasta voivat aiheuttaa satunnaisia voimavaikutuksia juoksupyörään.
  • Hydraulinen (pumput): Kavitaatio – höyrykuplien muodostuminen ja romahtaminen nesteessä – aiheuttaa voimakkaita, satunnaisia hydraulisia iskuja. Nämä iskut peittävät täysin epätasapainosta johtuvan jaksollisen signaalin ja tekevät tasapainottamisen mahdottomaksi.
  • Sisäinen massan liike (murskaimet, myllyt): Käytön aikana materiaali voi liikkua ja jakautua uudelleen roottorin sisällä, mikä toimii "liikkuvana epätasapainona".
• Resonanssi: Jos käyttönopeus on hyvin lähellä rakenteen ominaistaajuutta, pienetkin nopeuden vaihtelut (50–100 rpm) aiheuttavat valtavia muutoksia värähtelyn amplitudissa ja vaiheessa. Tasapainottaminen resonanssialueella on mahdotonta. On tarpeen suorittaa rullauskoe (koneen pysäyttämisen yhteydessä) resonanssihuippujen määrittämiseksi ja tasapainotusta varten nopeuden valitsemiseksi, joka on niistä kaukana.
• Lämpövaikutukset: Koneen lämmetessä lämpölaajeneminen voi aiheuttaa akselin taipumista tai linjauksen muutoksia, mikä johtaa lukeman "ajautumiseen". On odotettava, kunnes kone saavuttaa vakaan lämpötilan, ja tehtävä kaikki mittaukset tässä lämpötilassa.
• Naapurilaitteiden vaikutus: Lähellä toimivista koneista tuleva voimakas tärinä voi siirtyä lattian läpi ja vääristää mittauksia. Jos mahdollista, eristä tasapainotettava yksikkö tai poista häiriölähde.

Osa 3.2: Kun tasapainottaminen ei auta: Juurivirheiden tunnistaminen

Oire: Tasapainotus on suoritettu, lukemat ovat vakaat, mutta lopullinen värähtely pysyy korkeana. Tai tasapainotus yhdessä tasossa pahentaa värähtelyä toisessa.

Perimmäinen syy: Lisääntynyt värähtely ei johdu yksinkertaisesta epätasapainosta. Käyttäjä yrittää ratkaista geometrian tai komponentin vikaantumisen ongelman massankorjausmenetelmällä. Epäonnistunut tasapainotusyritys on tässä tapauksessa onnistunut diagnostiikkatesti, joka osoittaa, ettei ongelma ole epätasapaino.

Spektrianalysaattorin käyttö erotusdiagnoosiin:

• Akselin väärä suuntaus: Pääoire - voimakas värähtelyhuippu taajuudella 2x RPM, usein mukana merkittävä piikki taajuudella 1x RPM. Myös voimakas aksiaalinen värähtely on tyypillistä. Yritykset "tasapainottaa" linjausvirhettä ovat tuomittuja epäonnistumaan. Ratkaisu - suorita laadukas akselin linjaus.
• Vierintälaakerin viat: Ilmenee korkeataajuisena värähtelynä spektrissä ominaisilla "laakeri"taajuuksilla (BPFO, BPFI, BSF, FTF), jotka eivät ole pyörimistaajuuden kerrannaisia. Balanset-instrumenttien FFT-toiminto auttaa havaitsemaan nämä piikit.
• Akselin kaari: Ilmenee korkeana huippuna 1x RPM:ssä (samanlainen kuin epätasapaino), mutta usein siihen liittyy havaittava komponentti 2x RPM:ssä ja voimakas aksiaalinen värähtely, mikä tekee kuvasta samanlaisen kuin epätasapainon ja linjausvirheen yhdistelmä.
• Sähköongelmat (sähkömoottorit): Magneettikentän epäsymmetria (esimerkiksi roottorisauvan vikojen tai ilmavälin epäkeskisyyden vuoksi) voi aiheuttaa värähtelyä kaksinkertaisella syöttötaajuudella (100 Hz 50 Hz:n verkossa). Tätä värähtelyä ei voida poistaa mekaanisella tasapainotuksella.

Esimerkki monimutkaisesta syy-seuraussuhteesta on pumpun kavitaatio. Alhainen tulopaine johtaa nesteen kiehumiseen ja höyrykuplien muodostumiseen. Niiden myöhempi romahtaminen juoksupyörälle aiheuttaa kaksi vaikutusta: 1) lapojen eroosiokuluminen, joka ajan myötä itse asiassa muuttaa roottorin tasapainoa; 2) voimakkaat satunnaiset hydrauliset iskut, jotka aiheuttavat laajakaistaista värähtely"kohinaa", peittäen täysin hyödyllisen signaalin epätasapainolta ja tehden lukemista epävakaita. Ratkaisu ei ole tasapainottaminen, vaan hydraulisen syyn poistaminen: imulinjan tarkistaminen ja puhdistaminen sekä riittävän kavitaatiomarginaalin (NPSH) varmistaminen.

Yleisiä tasapainotusvirheitä ja niiden ehkäisyvinkkejä

Roottorin tasapainotusta suoritettaessa, erityisesti kenttäolosuhteissa, aloittelijat kohtaavat usein tyypillisiä virheitä. Alla on yleisiä virheitä ja suosituksia niiden välttämiseksi:

Viallisen tai likaisen roottorin tasapainottaminen: Yksi yleisimmistä virheistä on yrittää tasapainottaa roottoria, jossa on muita ongelmia: kuluneita laakereita, välystä, halkeamia, tarttunutta likaa jne. Tämän seurauksena epätasapaino ei välttämättä ole tärinän pääasiallinen syy, ja pitkien yritysten jälkeen tärinä pysyy korkeana. Vinkki: tarkista aina mekanismin kunto ennen tasapainotusta.

Koepaino liian pieni: Yleinen virhe on riittämättömän massaisen koepainon asentaminen. Tämän seurauksena sen vaikutus hukkuu mittausmeluun: vaihe muuttuu tuskin lainkaan, amplitudi muuttuu vain muutaman prosentin ja korjaavan painon laskennasta tulee epätarkka. Vinkki: pyri noudattamaan 20-30%-värähtelymuutossääntöä. Joskus on parempi tehdä useita yrityksiä eri koepainoilla (pitämällä onnistunein vaihtoehto) – laite sallii tämän, mutta muuten vain ylikirjoitat ensimmäisen ajon tuloksen. Huomaa myös: liian suuren koepainon ottaminen on myös ei-toivottavaa, koska se voi ylikuormittaa tuet. Valitse koepaino, jonka massa on sellainen, että asennettaessa 1× värähtelyamplitudi muuttuu vähintään neljänneksellä alkuperäiseen verrattuna. Jos ensimmäisen koeajon jälkeen huomaat, että muutokset ovat pieniä, lisää koepainon massaa rohkeasti ja toista mittaus.

Järjestelmän pysyvyyden ja resonanssivaikutusten noudattamatta jättäminen: Jos roottori pyöri eri ajojen tasapainottamisen aikana merkittävästi eri nopeuksilla tai mittauksen aikana nopeus "kellui", tulokset ovat virheellisiä. Myös, jos nopeus on lähellä järjestelmän resonanssitaajuutta, värähtelyvaste voi olla arvaamaton (suuret vaihesiirrot, amplitudin hajonta). Virhe on näiden tekijöiden huomiotta jättäminen. Neuvo: pidä aina vakaa ja identtinen pyörimisnopeus kaikkien mittausten aikana. Jos käytössä on säädin, aseta kierrokset kiinteiksi (esimerkiksi täsmälleen 1500 rpm kaikille mittauksille). Vältä rakenteen kriittisten nopeuksien ylittämistä. Jos huomaat, että ajosta toiseen vaihe "hyppää" ja amplitudi ei toistu samoissa olosuhteissa, epäile resonanssia. Tällaisessa tapauksessa yritä vähentää tai lisätä nopeutta 10-15%:llä ja toista mittaukset tai muuta koneen asennuksen jäykkyyttä resonanssin vaimentamiseksi. Tehtävänä on viedä mittaustila resonanssialueen ulkopuolelle, muuten tasapainottaminen on merkityksetöntä.

Vaihe- ja merkkivirheet: Käyttäjä voi joskus hämmentyä kulmamittausten kanssa. Esimerkiksi käyttäjä ilmoittaa väärin, mistä kohdasta painon asennuskulma lasketaan. Tämän seurauksena paino asennetaan eikä siihen kohtaan, johon laite laski. Neuvo: seuraa kulman määrittämistä huolellisesti. Balanset-1A:ssa korjaava painokulma mitataan yleensä koepainon asennosta pyörimissuuntaan. Eli jos laite näytti esimerkiksi "Taso 1: 45°", se tarkoittaa - pisteestä, jossa koepaino oli, mitataan 45° pyörimissuuntaan. Esimerkiksi kellon viisarit käyvät "myötäpäivään" ja roottori pyörii "myötäpäivään", joten 90 astetta on kohdassa, jossa kello 3 on kello 3 kellotaulussa. Jotkut laitteet (tai ohjelmat) voivat mitata vaiheen merkistä tai toiseen suuntaan - lue aina laitteen ohjeet. Sekaannusten välttämiseksi voit merkitä suoraan roottoriin: merkitse koepainon asennon arvoksi 0°, osoita sitten pyörimissuunta nuolella ja mittaa pysyvän painon kulma astelevyn tai paperimallin avulla.

Huomio: kierroslukumittaria ei saa liikuttaa tasapainotuksen aikana. Sen tulee aina olla suunnattuna samaan pisteeseen kehän kehällä. Jos vaihemerkki siirtyy tai vaiheanturi asennetaan uudelleen, koko vaihekuva häiriintyy.

Painojen virheellinen kiinnitys tai irtoaminen: Käy ilmi, että kiireessä paino on ruuvattu huonosti, ja seuraavalla käynnistyksellä se on irronnut tai siirtynyt. Tällöin kaikki tämän ajon mittaukset ovat hyödyttömiä, ja mikä tärkeintä - se on vaarallista. Tai jokin muu virhe - koepainon poistamisen unohtaminen, kun menetelmä vaatii sen poistamista, ja seurauksena laite luulee, ettei sitä ole, mutta se on jäänyt roottorille (tai päinvastoin - ohjelma odotti jättävänsä sen, mutta sinä poistit sen). Neuvo: noudata tarkasti valittua menetelmää - jos se vaatii koepainon poistamista ennen toisen asentamista, poista se äläkä unohda sitä. Käytä tarkistuslistaa: "koepaino 1 poistettu, koepaino 2 poistettu" - ennen laskelmaa varmista, ettei roottorilla ole ylimääräisiä massoja. Kun kiinnität painoja, tarkista aina niiden luotettavuus. On parempi käyttää 5 minuuttia ylimääräistä poraamiseen tai pulttien kiristämiseen kuin myöhemmin etsiä irronnutta osaa. Älä koskaan seiso mahdollisen painon irtoamisen tasossa pyörimisen aikana - tämä on turvallisuussääntö ja myös virhetilanteiden varalta.

Instrumentin ominaisuuksia ei käytetä: Jotkut käyttäjät jättävät tietämättään huomiotta hyödyllisiä Balanset-1A:n toimintoja. He eivät esimerkiksi tallenna vaikutuskertoimia samankaltaisille roottoreille, eivätkä käytä rullauskäyriä ja spektritilaa, jos laite tarjoaa niitä. Neuvo: tutustu laitteen käyttöohjeeseen ja käytä kaikkia sen vaihtoehtoja. Balanset-1A voi luoda käyriä värähtelymuutoksista rullauskäyrän aikana (hyödyllinen resonanssin havaitsemisessa), suorittaa spektrianalyysin (auttaa varmistamaan, että 1× harmoninen on vallitseva) ja jopa mitata suhteellista akselin värähtelyä kosketuksettomien antureiden avulla, jos sellaisia on kytketty. Nämä toiminnot voivat tarjota arvokasta tietoa. Lisäksi tallennetut vaikutuskertoimet mahdollistavat samankaltaisen roottorin tasapainottamisen seuraavalla kerralla ilman koepainoja - yksi ajo riittää, mikä säästää aikaa.

Yhteenvetona voidaan todeta, että jokainen virhe on helpompi estää kuin korjata. Huolellinen valmistelu, mittausmenetelmien perusteellinen noudattaminen, luotettavien kiinnitysmenetelmien käyttö ja instrumenttilogiikan soveltaminen ovat avain onnistuneeseen ja nopeaan tasapainotukseen. Jos jokin menee pieleen, älä epäröi keskeyttää prosessia, analysoi tilanne (mahdollisesti tärinädiagnostiikan avulla) ja jatka vasta sitten. Tasapainotus on iteratiivinen prosessi, joka vaatii kärsivällisyyttä ja tarkkuutta.

Esimerkki asennuksesta ja kalibroinnista käytännössä:

Kuvittele, että meidän on tasapainotettava kahden identtisen ilmanvaihtoyksikön roottorit. Laitteen asetukset suoritetaan ensimmäiselle puhaltimelle: asennamme ohjelmiston, kytkemme anturit (kaksi tuilla, optinen jalustalla), valmistelemme puhaltimen käynnistystä varten (irrotamme kotelon, kiinnitämme merkin). Suoritamme ensimmäisen puhaltimen tasapainotuksen koepainoilla, laite laskee ja ehdottaa korjausta - asennamme sen, saavutamme tärinänvaimennuksen standardin mukaiseksi. Sitten tallennamme kerrointiedoston (laitteen valikon kautta). Nyt siirrymme toiseen identtiseen puhaltimeen ja voimme ladata tämän tiedoston. Laite pyytää välittömästi suorittamaan ohjausajon (lähinnä Run 0 -mittauksen toiselle puhaltimelle) ja käyttämällä aiemmin ladattuja kertoimia, syöttää välittömästi korjauspainojen massat ja kulmat toiselle puhaltimelle. Asennamme painot, käynnistämme - ja saamme merkittävän tärinänvaimennuksen ensimmäisellä yrityksellä, yleensä toleranssin rajoissa. Siten laitteen asetukset kalibrointitietojen tallentamisen kanssa ensimmäiselle koneelle mahdollistivat toisen koneen tasapainotusajan dramaattisen lyhentämisen. Tietenkin, jos toisen puhaltimen tärinä ei vähentynyt standardin mukaiseksi, voidaan suorittaa lisäsyklejä koepainoilla erikseen, mutta usein tallennetut tiedot riittävät.

Laatustandardien tasapainottaminen

Osa IV: Usein kysytyt kysymykset ja sovellusohjeet

Tässä osiossa on yhteenveto käytännön neuvoista ja vastauksia kysymyksiin, joita kenttäolosuhteiden asiantuntijoilla useimmiten herää.

Osa 4.1: Yleisiä usein kysyttyjä kysymyksiä (UKK)

Milloin käyttää yksi- ja milloin kaksitasoista tasapainotusta?
Käytä kapeille, kiekonmuotoisille roottoreille yksitasoista (staattista) tasapainotusta (L/D-suhde < 0,25), jossa parin epätasapaino on merkityksetön. Käytä 2-tasoista (dynaamista) tasapainotusta käytännössä kaikille muille roottoreille, erityisesti L/D-suhteen ollessa > 0,25 tai toimiessaan suurilla nopeuksilla.

Mitä tehdä, jos koepaino aiheutti vaarallisen tärinän lisääntymisen?
Pysäytä kone välittömästi. Tämä tarkoittaa, että koepaino on asennettu lähelle olemassa olevaa painopistettä, mikä pahentaa epätasapainoa. Ratkaisu on yksinkertainen: siirrä koepainoa 180 astetta alkuperäisestä asennostaan.

Voiko tallennettuja vaikutuskertoimia käyttää toiselle koneelle?
Kyllä, mutta vain jos toinen kone on täysin identtinen – sama malli, sama roottori, sama perustus, samat laakerit. Rakenteellisen jäykkyyden muutokset muuttavat vaikutuskertoimia, jolloin ne ovat mitättömiä. Parhaiden käytäntöjen mukaan jokaiselle uudelle koneelle on aina tehtävä uudet koeajot.

Miten kiilaurat otetaan huomioon? (ISO 8821)
Vakiokäytäntönä (ellei dokumentaatiossa toisin mainita) on käyttää akselin kiilaurassa "puolta kiilaa", kun tasapainotetaan ilman vastakappaletta. Tämä kompensoi kiilan sen osan massaa, joka täyttää akselin uran. Täyden kiilan käyttö tai tasapainotus ilman kiilaa johtaa väärin tasapainotettuun kokoonpanoon.

Mitkä ovat tärkeimmät turvatoimenpiteet?

• Sähköturvallisuus: Käytä kytkentäkaaviota, jossa on kaksi peräkkäistä kytkintä roottorin vahingossa tapahtuvan "liikkeellelähdön" estämiseksi. Käytä lukitus- ja merkintämenetelmiä (LOTO) painoja asennettaessa. Työt on suoritettava valvonnan alaisena ja työalue on eristettävä.
• Mekaaninen turvallisuus: Älä työskentele löysissä vaatteissa, joissa on hulmuavia elementtejä. Varmista ennen aloittamista, että kaikki suojavarusteet ovat paikoillaan. Älä koskaan koske pyöriviin osiin äläkä yritä jarruttaa roottoria manuaalisesti. Varmista, että korjauspainot on kiinnitetty luotettavasti niin, etteivät ne sinkoudu.
• Yleinen tuotantokulttuuri: Pidä työpaikka siistinä, äläkä sotke käytäviä.

Osa 4.2: Tasapainotusopas tietyille laitetyypeille

Teollisuuspuhaltimet ja savunpoistolaitteet:

• Ongelma: Alttiimpia epätasapainolle terille kertyvän tuotteen (massan kasvu) tai hankauskulumisen (massahävikki) vuoksi.
• Menettely: Puhdista juoksupyörä aina huolellisesti ennen töiden aloittamista. Tasapainotus voi vaatia useita vaiheita: ensin itse juoksupyörän ja sitten kokoamisen akselin kanssa. Kiinnitä huomiota aerodynaamisiin voimiin, jotka voivat aiheuttaa epävakautta.

Pumput:

• Ongelma: Päävihollinen - kavitaatio.
• Menettely: Ennen tasapainotusta varmista riittävä kavitaatiomarginaali tuloaukossa (NPSHa). Tarkista, ettei imuputki tai suodatin ole tukossa. Jos kuulet tyypillistä "soraääntä" ja tärinä on epävakaata, korjaa ensin hydraulinen ongelma.

Murskaimet, jauhattimet ja silppurit:

• Ongelma: Äärimmäinen kuluminen, suuret ja äkilliset epätasapainon muutokset mahdollisia vasaran/vatkaimen rikkoutumisen tai kulumisen vuoksi. Roottorit ovat painavia ja toimivat suurten iskukuormien alaisena.
• Menettely: Tarkista työelementtien eheys ja kiinnitys. Voimakkaan tärinän vuoksi koneen runko voidaan joutua ankkuroimaan lattiaan vakaiden lukemien saamiseksi.

Sähkömoottorin ankkurit:

• Ongelma: Voi sisältää sekä mekaanisia että sähköisiä värähtelylähteitä.
• Menettely: Käytä spektrianalysaattoria tarkistaaksesi värähtelyn, joka on kaksinkertainen syöttötaajuuteen verrattuna (esim. 100 Hz). Sen läsnäolo viittaa sähköiseen toimintahäiriöön, ei epätasapainoon. Tasavirtamoottorien ankkuripanssareihin ja induktiomoottoreihin sovelletaan vakiomuotoista dynaamista tasapainotusmenettelyä.

Päätelmä

Roottoreiden dynaaminen tasapainotus paikallaan kannettavilla instrumenteilla, kuten Balanset-1A:lla, on tehokas työkalu teollisuuslaitteiden toiminnan luotettavuuden ja tehokkuuden lisäämiseen. Analyysin mukaan tämän toimenpiteen onnistuminen ei kuitenkaan riipu niinkään itse instrumentista kuin asiantuntijan pätevyydestä ja kyvystä soveltaa systemaattista lähestymistapaa.

Tämän oppaan keskeiset johtopäätökset voidaan tiivistää useisiin perusperiaatteisiin:

Valmistelu ratkaisee tuloksen: Roottorin perusteellinen puhdistus, laakerin ja perustuksen kunnon tarkistus sekä alustava tärinädiagnostiikka muiden vikojen poissulkemiseksi ovat välttämättömiä edellytyksiä onnistuneelle tasapainotukselle.

Standardien noudattaminen on laadun ja lainsuojan perusta: Standardin ISO 1940-1 soveltaminen jäännösepätasapainon toleranssien määrittämiseen muuttaa subjektiivisen arvioinnin objektiiviseksi, mitattavaksi ja oikeudellisesti merkittäväksi tulokseksi.

Laite ei ole pelkästään tasapainotin, vaan myös diagnostiikkatyökalu: Kyvyttömyys tasapainottaa mekanismia tai lukeman epävakaus eivät ole laitevikoja, vaan tärkeitä diagnostisia merkkejä, jotka viittaavat vakavampiin ongelmiin, kuten linjausvirheisiin, resonanssiin, laakerivikoihin tai teknologisiin rikkomuksiin.

Prosessifysiikan ymmärtäminen on avainasemassa epästandardien tehtävien ratkaisemisessa: Jäykkien ja joustavien roottoreiden erojen tuntemus, resonanssin vaikutuksen, lämpömuodonmuutosten ja teknologisten tekijöiden (esim. kavitaatio) ymmärtäminen antaa asiantuntijoille mahdollisuuden tehdä oikeita päätöksiä tilanteissa, joissa tavanomaiset vaiheittaiset ohjeet eivät toimi.

Tehokas kenttätasapainotus on siis synteesi moderneilla laitteilla suoritetuista tarkoista mittauksista ja syvällisestä analyyttisestä lähestymistavasta, joka perustuu värähtelyteorian, standardien ja käytännön kokemuksen tuntemukseen. Tässä oppaassa esitettyjen suositusten noudattaminen antaa teknisille asiantuntijoille mahdollisuuden paitsi selviytyä tyypillisistä tehtävistä onnistuneesti, myös diagnosoida ja ratkaista tehokkaasti pyörivien laitteiden värähtelyyn liittyviä monimutkaisia ja merkittäviä ongelmia.