מעמדי איזון פשוטים לרוטורים: עיצוב ויישום

איזון רוטורים הוא שלב חשוב בייצור ותפעול של ציוד מסתובב. איזון איכותי מפחית רעידות, מאריך את תוחלת החיים של מיסבים ומנגנונים ומשפר את היעילות הכוללת של הציוד. מאמר זה בוחן מעמדי איזון פשוטים המספקים איזון איכותי של סוגים שונים של רוטורים בעלויות מינימליות. מעמדים אלה מתאימים לאיזון רוטורים קטנים ובינוניים המשמשים במנגנונים שונים.

הבסיס לתכנון של מעמדים כאלה הוא פלטה שטוחה או מסגרת המותקנת על קפיצי דחיסה גליליים. הקפיצים נבחרים כך שתדירות התנודה הטבעית של הפלטה עם המנגנון המאוזן המותקן עליה נמוכה פי 2-3 מתדירות הסיבוב של הרוטור של מנגנון זה במהלך האיזון.

1. מעמד לאיזון גלגלי שפשוף

מַטָרָה: איזון גלגלי שוחקים.

רכיבים עיקריים:

1. לוחית (1): מורכב על ארבעה קפיצים גליליים (2).
2. מנוע חשמלי (3): הרוטור של המנוע משמש בו זמנית כציר עליו מורכבת ציר (4) לחיבור גלגל השפשוף.
3. חיישן אימפולס (5): מודד את זווית הסיבוב של רוטור המנוע ומשמש במערכת המדידה "Balanceset" לקביעת המיקום הזוויתי להסרת המסה המתקנת מגלגל השפשוף.

עקרון הפעלה: המעמד מאפשר קביעה וביטול של חוסר איזון בגלגל הליטוש על ידי מדידת רעידות וזיהוי המיקום הזוויתי של נקודת חוסר האיזון.

מאפיינים: נוכחות של חיישן זווית סיבוב אימפולס לקביעה מדויקת של נקודת תיקון המסה.

2. מעמד לאיזון משאבות ואקום

מַטָרָה: איזון משאבות ואקום.

רכיבים עיקריים:

1. לוחית (1): מורכב על קפיצים גליליים (2).
2. משאבת ואקום (3): מותקן על הצלחת ובעל הנעה חשמלית משלו עם מהירות סיבוב מתכווננת מ-0 עד 60,000 סל"ד.
3. חיישני רטט (4): מותקן על בית המשאבה ומודד רעידות בשני מקטעים שונים לאורך הגובה.
4. חיישן זווית פאזה לייזר (5): משמש לסנכרון תהליך מדידת הרטט עם זווית הסיבוב של רוטור המשאבה.

עקרון הפעלה: רטט המשאבה נמדד על ידי חיישנים (4), וחיישן הלייזר (5) מסנכרן את המדידות עם זווית הסיבוב של הרוטור, ומאפשר קביעת מיקום וגודל חוסר האיזון.

מאפיינים: יכולת איזון במהירויות סיבוב גבוהות (עד 60,000 סל"ד) ושימוש בחיישן לייזר לסנכרון מדויק.

Results: במהירויות תת-קריטיות, חוסר האיזון השיורי של רוטור המשאבה עומד בדרישות דרגת איכות האיזון G0.16 לפי תקן ISO 1940-1-2007 "ויברציה מכנית - דרישות לאיכות האיזון של רוטורים במצב קבוע (קשיח) - חלק 1: מפרט ואימות של סבילות איזון". ויברציה שיורית של בית המשאבה במהירויות של עד 8,000 סל"ד אינה עולה על 0.01 מ"מ/שנייה.

3. מעמדים למאווררי איזון

מַטָרָה: איזון מאווררים.

רכיבים עיקריים: העיצוב דומה למעמדים הקודמים, הכולל פלטה על קפיצים ועליה מאוורר המותקן.

עקרון הפעלה: מדידת רטט המאוורר והתאמת המסה כדי למנוע חוסר איזון.

Results: במעמד המוצג באיור 3, הושגה רמת רעידות שיוריות של 0.8 מ"מ/שנייה, שהיא טובה פי שלושה ויותר מהערך המותר למאווררים בקטגוריה BV5 לפי תקן ISO 14694-2003 "מאווררים תעשייתיים - מפרט לאיכות איזון ורמות רעידות". במעמד אחר המשמש בייצור המוני של מאווררי תעלה, הרעידות השיוריות אינן עולות באופן עקבי על 0.1 מ"מ/שנייה.

סיכום

מעמדי איזון פשוטים המבוססים על פלטה המותקנת על קפיצים הם פתרון יעיל וחסכוני לאיזון איכותי של סוגים שונים של רוטורים. הם מאפשרים השגת רמות נמוכות של רעידות שיוריות, תוך עמידה בתקנים בינלאומיים. מעמדים כאלה נמצאים בשימוש נרחב בייצור ותיקון של ציוד, ומבטיחים את פעולתו האמינה וארוכת הטווח.