איזון מאווררי פליטה תעשייתיים: מדריך מלא מתיאוריה למעשה

חלק 1: עקרונות יסוד של חוסר איזון - הבנת ה"למה"

איזון מסות מסתובבות הוא אחת הפעולות המרכזיות בתחזוקה ותיקון של ציוד תעשייתי, חיוני במיוחד עבור איזון פליטה יישומים. לצורך פתרון יעיל ומושכל של בעיות הקשורות לרעידות מוגזמות, יש צורך בהבנה מעמיקה של התהליכים הפיזיים העומדים בבסיס חוסר האיזון, סוגיו, גורמיו והשלכותיו ההרסניות.

1.1. פיזיקה של חוסר איזון: מדע הרטט

בעולם אידיאלי, גוף מסתובב כמו אימפלר של מאוורר פליטה יהיה מאוזן בצורה מושלמת. מבחינה מכנית, משמעות הדבר היא שציר האינרציה המרכזי העיקרי שלו חופף לחלוטין לציר הסיבוב הגיאומטרי. עם זאת, במציאות, עקב פגמים בייצור וגורמים תפעוליים, מתרחש מצב הנקרא חוסר איזון, שבו מרכז המסה של הרוטור מוטה יחסית לציר הסיבוב שלו.

כאשר רוטור לא מאוזן כזה מתחיל להסתובב, קיזוז מסה זה מייצר כוח צנטריפוגלי. כוח זה משנה כיוון באופן רציף, פועל בניצב לציר הסיבוב ומועבר דרך הציר לתומכי המיסבים ולאחר מכן לכל המבנה. כוח מחזורי זה הוא שורש הוויברציה.

כאשר F הוא הכוח הצנטריפוגלי, m הוא גודל המסה הלא מאוזנת, ω היא המהירות הזוויתית, ו-r הוא המרחק מציר הסיבוב למסה הלא מאוזנת (אקסצנטריות).

ההיבט המרכזי של קשר זה הוא שכוח אינרציאלי גדל באופן פרופורציונלי לריבוע מהירות הסיבוב (ω²). יש לכך משמעות מעשית עצומה עבור איזון פליטה נהלים. לדוגמה, הכפלת מהירות מאוורר הפליטה תגדיל את כוח התנודה פי ארבעה. צמיחה לא ליניארית זו מסבירה מדוע מאוורר פליטה הפועל בצורה מקובלת במהירויות נמוכות יכול להפגין רמות רעידות קטסטרופליות כאשר הוא מגיע למהירות נומינלית או מוגברת, כמו כאשר הוא נשלט באמצעות ממירי תדר.

1.2. סיווג חוסר איזון: שלושה סוגי בעיות

חוסר איזון ברוטור, בהתאם לסידור ההדדי של ציר האינרציה וציר הסיבוב, מחולק לשלושה סוגים עיקריים:

חוסר איזון סטטי (כוח/חוסר איזון סטטי)

הַגדָרָה: מתרחש כאשר ציר האינרציה מוזז במקביל לציר הסיבוב. ניתן לדמיין זאת כ"נקודה כבדה" אחת על הרוטור.

אִבחוּן: סוג זה של חוסר איזון ייחודי בכך שהוא מתבטא אפילו במנוחה. אם רוטור כזה מונח על תומכים אופקיים בעלי חיכוך נמוך (הנקראים "להבי סכין"), הוא תמיד יסתובב תחת כוח הכבידה ויעצור כאשר הקצה הכבד כלפי מטה.

תִקוּן: ניתן לבטל זאת בפשטות יחסית על ידי הוספה (או הסרה) של מסה מתקנת במישור אחד, 180 מעלות מול הנקודה הכבדה שזוהתה. חוסר איזון סטטי אופייני לרוטורים צרים בצורת דיסק עם יחסי אורך-קוטר (L/D) נמוכים (למשל, פחות מ-0.5).

חוסר איזון זוגי

הַגדָרָה: מתרחש כאשר ציר האינרציה חותך את ציר הסיבוב במרכז המסה של הרוטור. מבחינה פיזיקלית, זה שקול לשתי מסות שוות ולא מאוזנות הממוקמות בשני מישורים שונים לאורך הרוטור וממוקמות בזווית של 180 מעלות זו מזו.

אִבחוּן: במצב סטטי, רוטור כזה מאוזן ולא יטה לתפוס מיקום ספציפי. עם זאת, במהלך הסיבוב, זוג מסות זה יוצר מומנט "נדנוד" או "תנודה" הנוטה לסובב את הרוטור בניצב לציר הסיבוב, וגורם לתנודות חזקות בתומכים.

תִקוּן: דורש תיקון בשני מישורים לפחות כדי לפצות על רגע זה.

חוסר איזון דינמי

       

הַגדָרָה: זהו המקרה הכללי והנפוץ ביותר בפועל, שבו ציר האינרציה אינו מקביל ואינו חותך את ציר הסיבוב, אלא נוטה איתו במרחב. חוסר איזון דינמי הוא תמיד שילוב של חוסר איזון סטטי וזוגי.

אִבחוּן: מתבטא רק במהלך סיבוב הרוטור.

תִקוּן: תמיד דורש איזון בשני מישורי תיקון לפחות כדי לפצות בו זמנית על רכיבי הכוח והמומנט.

1.3. שורשי הבעיות: מהיכן נובע חוסר האיזון?

ניתן לחלק את הגורמים לחוסר איזון לשתי קבוצות גדולות, הרלוונטיות במיוחד עבור איזון פליטה יישומים:

גורמים תפעוליים (הנפוצים ביותר):

• צבירת חומרים: הסיבה הנפוצה ביותר לפעולת מאווררי פליטה בסביבות מזוהמות. הצטברות לא אחידה של אבק, לכלוך, צבע, תוצרי תהליך או לחות על להבי האימפלר משנה את פיזור המסה.
• בלאי וקורוזיה: בלאי שוחק לא אחיד של להבים, שחיקת טיפות מחדירת נוזלים או קורוזיה כימית מובילים לאובדן מסה באזורים מסוימים וכתוצאה מכך לחוסר איזון.
• דפורמציה תרמית: חימום או קירור לא אחידים של הרוטור, במיוחד במהלך כיבוי ממושך של ציוד חם, עלולים להוביל לכיפוף זמני או קבוע של הציר או האימפלר.
• אובדן משקולות איזון: משקולות תיקון שהותקנו בעבר עלולות להתנתק עקב רעידות, קורוזיה או השפעה מכנית.

פגמי ייצור והרכבה:

• פגמי ייצור: חוסר אחידות בחומר (למשל, נקבוביות יציקה), אי דיוקים בעיבוד שבבי, או הרכבת להב באיכות ירודה לאימפלר.
• שגיאות הרכבה והתקנה: התאמה לא תקינה של האימפלר על הציר, חוסר יישור, התרופפות של מחבר הציר, חוסר יישור של צירי המנוע והמאוורר.
• בעיות רכיבים קשורות: שימוש ברצועות הנעה לא סטנדרטיות או שחוקות, פגמי מיסב, התרופפות של חיבור היחידה ליסודות (מצב המכונה "רגל רכה").

1.4. השלכות של חוסר איזון: תגובת שרשרת של הרס

התעלמות מבעיות חוסר איזון מובילה לתגובת שרשרת של השלכות הרסניות המשפיעות הן על רכיבי הציוד המכני והן על הביצועים הכלכליים, דבר קריטי במיוחד במערכות פליטה:

השלכות מכניות:

• רעידות ורעש: עלייה חדה ברעידות וברעש היא התוצאה הברורה ביותר, המובילה לתנאי עבודה רעים ומשמשת כסימן ראשון לתקלה.
• שחיקה מואצת של מיסבים: התוצאה השכיחה ביותר, היקרה והמסוכנת ביותר. עומסים מחזוריים מכוח צנטריפוגלי גורמים לעייפות מואצת ולהרס של אלמנטים מתגלגלים ומסילות, ומפחיתים את חיי המיסב פי עשרות.
• כשל עייפות: חשיפה ממושכת לרעידות מובילה להצטברות עייפות במתכת, מה שעלול לגרום להרס של פירים, מבני תמיכה, ריתוכים ואפילו לשבירה של ברגי עוגן המאבטחים את היחידה ליסודות.
• נזק לרכיבים סמוכים: רעידות הורסות גם חיבורי מצמדים, הנעות רצועות ואטמי ציר.

השלכות כלכליות ותפעוליות:

• צריכת אנרגיה מוגברת: חלק ניכר מאנרגיית המנוע מושקעת לא בהזזת אוויר אלא ביצירת רעידות, מה שמוביל להפסדים כספיים ישירים.
• ביצועים מופחתים: רעידות יכולות לשבש את המאפיינים האווירודינמיים של האימפלר, מה שמוביל לירידה בזרימת האוויר ובלחץ הנוצרים על ידי מאוורר הפליטה.
• זמן השבתה בחירום: בסופו של דבר, חוסר איזון מוביל לכיבוי חירום של ציוד, וכתוצאה מכך תיקונים יקרים והפסדים כתוצאה מהשבתה בקו הייצור.
• איומי בטיחות: במקרים קריטיים, ייתכן נזק לאימפלר במהירויות גבוהות, דבר המהווה איום ישיר על חיי הצוות ובריאותו.

חלק 2: אבחון רטט - אמנות האבחון המדויק

אבחון נכון הוא אבן הפינה לאיזון מוצלח. לפני שתמשיך בתיקון המסה, יש צורך לקבוע בביטחון גבוה שחוסר איזון הוא אכן הגורם העיקרי לרעידות מוגזמות. סעיף זה מוקדש לשיטות אינסטרומנטליות המאפשרות לא רק זיהוי בעיה אלא גם זיהוי מדויק של טבעה.

2.1. מדוע רטט אינו תמיד חוסר איזון: אבחנה מבדלת

עיקרון מפתח שכל מומחה תחזוקה חייב להבין: רעידות מוגזמות הן סימפטום, לא אבחנה. בעוד שחוסר איזון הוא אחד הגורמים הנפוצים ביותר לרעידות מאוורר הפליטה, מספר פגמים אחרים יכולים ליצור דפוסים דומים שיש לשלול לפני שמתחילים. איזון פליטה עֲבוֹדָה.

פגמים עיקריים "המתחזים" לחוסר איזון:

• חוסר יישור: חוסר יישור של הציר בין המנוע למאוורר. בספקטרום הרטט, מאופיין בשיא משמעותי בתדר פעולה כפול (2x), במיוחד בכיוון הצירי.
• רפיון מכני: התרופפות ברגי תמיכת המיסב, סדקים בשלד היסוד. מתבטא בסדרה של הרמוניות בתדר ריצה (1x, 2x, 3x וכו') ובמקרים חמורים, תת-הרמוניות (0.5x, 1.5x).
• פגמים במיסבים מתגלגלים: התקלפות, סדקים במסילות או באלמנטים מתגלגלים. יצירת רעידות ברכיבים אופייניים בתדר גבוה, לא סינכרוניים (לא כפולות של תדר סיבוב) המחושבים מגיאומטריית המיסב.
• פיר כפוף: יוצר רעידות הן בתדרי ריצה (1x) והן בתדרי ריצה כפולים (2x), דבר המסבך מאוד את האבחון ודורש יישום חובה של ניתוח פאזות כדי להבחין בין חוסר איזון וחוסר יישור.
• תְהוּדָה: הגברת רעידות חדה ומרובה כאשר תדר סיבוב הפעולה תואם לאחד מתדרים טבעיים של המבנה. מצב מסוכן ביותר זה אינו ניתן לביטול על ידי איזון.

2.2. ארגז כלים למומחה: עיניים ואוזניים של מהנדס

אבחון רטט מדויק ואחריו איזון פליטה דורשים ציוד ייעודי:

• חיישני רטט (מדדי תאוצה): אמצעי איסוף נתונים ראשוניים. לקבלת תמונה תלת-ממדית מלאה של רעידות המכונה, חיישנים מותקנים על בתי המיסבים בשלושה כיוונים ניצבים זה לזה: אופקי, אנכי וצירי.
• מנתחי/מאזני רעידות ניידים: כלי נגינה מודרניים כמו Balanset-1A משלבים פונקציות של ויברמטר (מדידת רמת רעידות כוללת), מנתח ספקטרום של התמרת פורייה מהירה (FFT), מד פאזה ומחשבון איזון. הם מאפשרים אבחון ואיזון מלאים ישירות באתר הפעלת הציוד.
• טכומטר (אופטי או לייזר): חלק בלתי נפרד מכל ערכת איזון. הכרחי למדידת מהירות סיבוב מדויקת וסנכרון מדידת פאזה. לצורך ההפעלה, חתיכה קטנה של סרט מחזיר אור מודבקת על הציר או על חלק מסתובב אחר.
• תוֹכנָה: תוכנה ייעודית מאפשרת תחזוקה של מסדי נתונים של ציוד, ניתוח מגמות רעידות לאורך זמן, ביצוע אבחון ספקטרום מעמיק ויצירה אוטומטית של דוחות עבודה.

2.3. קריאת ספקטרום רטט (ניתוח FFT): פענוח אותות מכונה

אות הרטט הנמדד על ידי מד תאוצה מייצג תלות מורכבת של אמפליטודה-זמן. לצורך אבחון, אות כזה אינו אינפורמטיבי מספיק. שיטת הניתוח העיקרית היא התמרת פורייה מהירה (FFT), אשר מפרקת מתמטית אות זמן מורכב לספקטרום התדרים שלו. הספקטרום מראה בדיוק אילו תדרים מכילים אנרגיית רטט, מה שמאפשר זיהוי של מקורות רטט אלה.

אינדיקטור חוסר האיזון המרכזי בספקטרום הרטט הוא נוכחות של שיא דומיננטי בתדר השווה בדיוק לתדר סיבוב הרוטור. תדר זה מסומן כ-1x. משרעת (גובה) שיא זה פרופורציונלי ישירות לגודל חוסר האיזון.

2.4. תפקיד מרכזי של ניתוח פאזות: אימות האבחון

ניתוח פאזות הוא כלי רב עוצמה המאפשר אישור סופי של אבחון "חוסר איזון" ולהבחין בינו לבין פגמים אחרים המתבטאים גם בתדירות ריצה פי 1.

פאזה היא למעשה יחסי הזמן בין שני אותות רטט בעלי תדר זהה, הנמדדים במעלות. היא מראה כיצד נקודות מכונה שונות נעות זו ביחס לזו ויחסית לסמן המחזיר אור על הציר.

קביעת סוג חוסר איזון לפי שלב:

• חוסר איזון סטטי: שני תומכי המיסב נעים באופן סינכרוני, "בפאזה". לכן, הפרש זווית הפאזה הנמדד בשני תומכים באותו כיוון רדיאלי יהיה קרוב ל-0° (±30°).
• חוסר איזון זוגי או דינמי: התומכים מבצעים תנועה תנודתית "באנטי-פאזה". בהתאם לכך, הפרש הפאזה ביניהם יהיה קרוב ל-180° (±30°).

מכשירים

מאזן נייד ומנתח רעידות Balanset-1A

€1,751.00

חלקים

חיישן רטט

€90.00

חלקים

חיישן אופטי (מד טכומטר לייזר)

€124.00

מכשירים

Balanset-4

€6,803.00

חלקים

מעמד מגנטי בגודל 60 ק"ג

€46.00

חלקים

סרט מחזיר אור

€10.00

מכשירים

מאזן דינמי "Balanset-1A" OEM

€1,561.00

חלק 3: מדריך איזון מעשי - שיטות שלב אחר שלב וטיפים מקצועיים

סעיף זה מציג הנחיות מפורטות, שלב אחר שלב, לביצוע איזון פליטה עבודה, החל מפעולות הכנה ועד טכניקות ייעודיות עבור סוגים שונים של מאווררי פליטה.

3.1. שלב ההכנה - 50% של הצלחה

הכנה איכותית היא המפתח להצלחה ובטוחה איזון פליטההזנחת שלב זה מובילה לעיתים קרובות לתוצאות שגויות ולאובדן זמן.

בטיחות קודמת לכול:

לפני תחילת כל עבודה, יש לנתק לחלוטין את הציוד ממתח. נהלי נעילה/תיוג סטנדרטיים (LOTO) מיושמים כדי למנוע הפעלה מקרית. יש לוודא היעדר מתח במסופי המנוע.

ניקוי ובדיקה ויזואלית:

זוהי אינה פעולה ראשונית אלא פעולה ראשונית. יש לנקות היטב את האימפלר מכל הצטברות - לכלוך, אבק, חומר. במקרים רבים, ניקוי איכותי לבדו מבטל לחלוטין או מפחית משמעותית את חוסר האיזון, מה שמייתר איזון נוסף. לאחר הניקוי, מתבצעת בדיקה ויזואלית מדוקדקת של הלהבים, הדיסקים והריתוכים לאיתור סדקים, שקעים, עיוותים וסימני בלאי.

בדיקה מכנית ("היררכיית התערבות"):

לפני תיקון פיזור המסה, יש לוודא את תקינותו המכנית של המכלול כולו:

• הידוק חיבור בורג: בדוק ואם יש צורך, הדק את הברגים המאבטחים את האימפלר לציר, את בתי המיסב לשלדה ואת ברגי העיגון של המסגרת ליסודות.
• בדיקת גיאומטריה: באמצעות מחווני חוגה, בדקו את המסלול הרדיאלי והצירי של הציר והאימפלר. כמו כן, בדקו חזותית או באמצעות תבניות וכלי מדידה, יישור הלהבים ואחידות זווית ההתקפה שלהם.

3.2. איזון סטטי: שיטות פשוטות למקרים פשוטים

איזון סטטי מיושם על רוטורים צרים בצורת דיסק (למשל, אימפלרים עם יחס L/D קטן) כאשר איזון דינמי בלתי אפשרי מבחינה טכנית או אינו מעשי מבחינה כלכלית.

שיטת קצה הסכין:

שיטה קלאסית ומדויקת מאוד. הרוטור (לאחר שהוסר מהיחידה) ממוקם על שתי מנסרות אופקיות, מקבילות וחלקות לחלוטין, או על שתי תומכות בעלות חיכוך נמוך. תחת כוח הכבידה, "הנקודה הכבדה" של הרוטור תמיד תטה לתפוס את המיקום התחתון. משקל תיקון מותקן בדיוק מול (ב-180°) נקודה זו. התהליך חוזר על עצמו עד שהרוטור נשאר בשיווי משקל ניטרלי בכל מיקום.

שיטת סיבוב חופשי ("קו אנך"):

שיטה פשוטה המתאימה למאווררים עם להבים ישירות במקומם. לאחר הסרת רצועות ההינע (אם קיימות), האימפלר מסובב באיטיות ומשוחרר. הלהב הכבד ביותר ייפול כלפי מטה. התיקון מתבצע על ידי הוספת משקולות קטנות (למשל, באמצעות סרט דביק או מגנטים) ללהבים הקלים ביותר עד שהאימפלר מפסיק לחפש מיקום ספציפי.

3.3. איזון שדה דינמי: גישה מקצועית

זוהי השיטה העיקרית לתעשייה איזון פליטה, שבוצע באמצעות מכשירים מיוחדים כמו Balanset-1A ללא פירוק הציוד. התהליך מורכב ממספר שלבים חובה.

שלב 1: מדידה ראשונית (ריצה ראשונית)

• חיישני רטט מותקנים על בתי המיסבים, וסרט מחזיר אור מודבק על הציר עבור טכומטר.
• מאוורר הפליטה מופעל ומגיע למהירות פעולה נומינלית.
• באמצעות מנתח רעידות, נרשמים נתונים ראשוניים: אמפליטודה (בדרך כלל במ"מ/שנייה) וזווית פאזה (במעלות) של רעידות בתדר ריצה 1x. נתונים אלה מייצגים את וקטור חוסר האיזון הראשוני.

שלב 2: ריצת משקל ניסיון

הִגָיוֹן: כדי שהמכשיר יוכל לחשב בדיוק כיצד לתקן חוסר איזון, יש צורך להכניס שינוי ידוע למערכת ולצפות בתגובתו. זוהי מטרת התקנת משקולת ניסיון.

• בחירת מסה ומיקום: משקולת הניסיון נבחרה כך שתגרום לשינוי מורגש אך בטוח בווקטור הרטט (למשל, שינוי אמפליטודה של 20-30% ו/או הזזת פאזה של 20-30°). המשקולת מחוברת באופן זמני למישור התיקון שנבחר במיקום זוויתי ידוע.
• מְדִידָה: חזור על ההפעלה והמדידה שבוצעו, תוך רישום ערכי אמפליטודה ופאזה חדשים.

שלב 3: חישוב משקל תיקון והתקנה

מכשירי איזון מודרניים כמו Balanset-1A לבצע באופן אוטומטי חיסור וקטורי של וקטור הרטט ההתחלתי מווקטור שהתקבל עם משקולת ניסיון. בהתבסס על הפרש זה (וקטור השפעה), המכשיר מחשב מסה מדויקת וזווית מדויקת שבה יש להתקין משקולת תיקון קבועה כדי לפצות על חוסר איזון התחלתי.

ניתן לבצע תיקון על ידי הוספת מסה (ריתוך לוחות מתכת, התקנת ברגים עם אומים) או הסרת מסה (קידוח חורים, ליטוש). הוספת מסה עדיפה מכיוון שזהו תהליך הפיך ומבוקר יותר.

שלב 4: אימות, ריצה ואיזון קיצוץ

• לאחר התקנת משקולת תיקון קבועה (והסרת משקולת הניסיון), מתבצעת הרצת אימות כדי להעריך את התוצאה.
• אם רמת הרטט ירדה אך עדיין חורגת מהסטנדרטים המקובלים, מתבצע איזון טריז. ההליך חוזר על עצמו, אך תוצאות ריצת האימות משמשות כעת כנתונים ראשוניים. זה מאפשר גישה איטרטיבית, שלב אחר שלב, לאיכות האיזון הנדרשת.

3.4. איזון חד-מישורי או דו-מישורי? קריטריונים מעשיים לבחירה

בחירה בין איזון יחיד לשני מישורים היא החלטה מרכזית המשפיעה על הצלחת ההליך כולו, חשובה במיוחד עבור איזון פליטה יישומים.

קריטריון עיקרי: יחס אורך הרוטור (L) לקוטר (D).

• אם L/D < 0.5 ומהירות סיבוב פחות מ-1000 סל"ד, חוסר איזון סטטי בדרך כלל שולט, ואיזון במישור יחיד מספיק.
• אם L/D > 0.5 או מהירות הסיבוב גבוהה (>1000 סל"ד), חוסר איזון בזוג מתחיל לשחק תפקיד משמעותי, ודורש איזון דו-מישורי לצורך ביטול.

3.5. מוזרויות איזון מאוורר תלוי

מאווררי פליטה מסוג תלייה, שבהם גלגל העבודה (אימפלר) ממוקם מעבר לתומכי המיסבים, מציגים מורכבות מיוחדת לאיזון.

בְּעָיָה: מערכות כאלה הן מטבען לא יציבות מבחינה דינמית ורגישות ביותר לחוסר איזון, במיוחד מסוג זוגות. זה מתבטא לעתים קרובות ברעידות ציריות גבוהות באופן חריג.

סיבוכים: יישום שיטות דו-מישוריות סטנדרטיות על רוטורים תלויים מוביל לעיתים קרובות לתוצאות לא מספקות או דורש התקנה של משקולות תיקון גדולות מספיק. תגובת המערכת למשקל ניסיון יכולה להיות לא אינטואיטיבית: לדוגמה, התקנת משקל על האימפלר עלולה לגרום לשינוי רעידות גדול יותר בתמיכה רחוקה (במנוע) מאשר בתמיכה קרובה.

המלצות: איזון מאווררי פליטה תלויים דורש ניסיון מקצועי רב יותר והבנה דינמית. לעתים קרובות יש צורך להשתמש במודולי תוכנה ייעודיים במנתחי רעידות המיישמים שיטת הפרדת כוח סטטי/כוח זוגי לחישוב מסה מתקנת מדויק יותר.

סעיף 4: מקרים מורכבים וטכניקות מקצועיות

אפילו עם הקפדה קפדנית על נהלים, מומחים עלולים להיתקל במצבים בהם גישות סטנדרטיות אינן מניבות תוצאות. מקרים אלה דורשים ניתוח מעמיק יותר ויישום טכניקות לא סטנדרטיות.

4.1. טעויות אופייניות וכיצד להימנע מהן

טעות 1: אבחון שגוי

הטעות השכיחה והיקרה ביותר - ניסיון לאזן רעידות הנגרמות עקב חוסר יישור, רפיון מכני או תהודה.

פִּתָרוֹן: תמיד התחילו עם ניתוח רטט מלא (ניתוח ספקטרום ופאזה). אם הספקטרום אינו מראה דומיננטיות שיא ברורה של פי 1 אך קיימים שיאים משמעותיים בתדרים אחרים, לא ניתן להתחיל באיזון עד לביטול הגורם העיקרי.

טעות 2: התעלמות משלב ההכנה

דילוג על שלבי ניקוי האימפלר או בדיקת הידוק חיבורי הברגים.

פִּתָרוֹן: יש להקפיד על "היררכיית ההתערבות" המתוארת בסעיף 3.1. ניקוי והידוק אינם אופציות אלא צעדים ראשונים הכרחיים.

טעות 3: הסרת כל משקולות האיזון הישנות

פעולה זו הורסת תוצאות איזון קודמות (אולי מהמפעל) ולעתים קרובות מסבכת באופן משמעותי את העבודה, שכן חוסר האיזון הראשוני עלול להפוך לגדול מאוד.

פִּתָרוֹן: לעולם אל תסיר את כל המשקולות ללא סיבה מוצדקת. אם האימפלר צבר משקולות קטנות רבות מאזונים קודמים, ניתן להסירן, אך לאחר מכן שלב את סכום הווקטורים שלהן למשקולת שוות ערך אחת והתקן אותה במקומה.

טעות 4: אי בדיקת חזרתיות נתונים

איזון מתחיל עם קריאות אמפליטודה ופאזה התחלתיות לא יציבות.

פִּתָרוֹן: לפני התקנת משקולת ניסיון, יש לבצע 2-3 התחלות בקרה. אם האמפליטודה או הפאזה "צפות" מתחילה להתחלה, הדבר מצביע על בעיה מורכבת יותר (תהודה, קשת תרמית, חוסר יציבות אווירודינמית). איזון בתנאים כאלה לא ייתן תוצאה יציבה.

4.2. איזון תהודה קרובה: כאשר הפאזה שוכבת

בְּעָיָה: כאשר מהירות הפעולה של מאוורר הפליטה קרובה מאוד לאחד מתדרי הרטט הטבעיים של המערכת (תהודה), זווית הפאזה הופכת לבלתי יציבה ביותר ורגישה מאוד לתנודות המהירות הקטנות ביותר. זה הופך חישובי וקטור סטנדרטיים המבוססים על מדידת פאזה ללא מדויקים או בלתי אפשריים לחלוטין.

פתרון: שיטת ארבע הריצות

מַהוּת: שיטת איזון ייחודית זו אינה משתמשת במדידות פאזה. חישוב משקל מתקן מתבצע אך ורק על סמך שינויים באמפליטודת הרטט.

תהליך: השיטה דורשת ארבע ריצות עוקבות:

1. מדידת אמפליטודת הרטט הראשונית
2. מדוד אמפליטודה עם משקולת ניסיון המותקנת במיקום מותנה של 0°
3. מדוד את האמפליטודה עם אותו משקל שהוזז ל-120°
4. מדוד את האמפליטודה עם אותו משקל שהוזז ל-240°

בהתבסס על ארבעה ערכי אמפליטודה שהתקבלו, נבנה פתרון גרפי (שיטת חיתוך מעגלים) או מבוצע חישוב מתמטי, המאפשר קביעת המסה הנדרשת וזווית ההתקנה של המשקל המתקן.

4.3. כאשר הבעיה אינה איזון: כוחות מבניים ואווירודינמיים

בעיות מבניות:

יסודות חלשים או סדוקים, תמיכות משוחררות יכולים להדהד עם תדירות הפעולה של מאוורר הפליטה, ולהכפיל את הרטט פי כמה.

אִבחוּן: כדי לקבוע תדרים טבעיים מבניים במצב כבוי, מיושם מבחן פגיעה (מבחן בליטה). הוא מבוצע באמצעות פטיש מודאלי מיוחד ומד תאוצה. אם אחד התדרים הטבעיים שנמצאו קרוב לתדר הסיבוב הפעיל, הבעיה אכן היא תהודה.

כוחות אווירודינמיים:

מערבולת בזרימת האוויר בכניסה (עקב מכשולים או סגירת מפרץ יתר על המידה, מה שנקרא "חוסר יציבות במאוורר") או ביציאה עלולה לגרום לרעידות בתדר נמוך, לרוב לא יציבות, שאינן קשורות לחוסר איזון במסה.

אִבחוּן: מתבצעת בדיקה עם שינוי עומס אווירודינמי במהירות סיבוב קבועה (למשל, על ידי פתיחה/סגירה הדרגתית של בולם הזעזועים). אם רמת הרטט משתנה באופן משמעותי, סביר להניח שהאופי שלה אווירודינמי.

4.4. ניתוח דוגמא אמיתית (מקרה בוחן)

דוגמה 1 (תהודה):

במקרה מתועד אחד, איזון מאוורר האספקה באמצעות שיטה סטנדרטית לא הניב תוצאות עקב קריאות פאזה לא יציבות במיוחד. הניתוח הראה שמהירות הפעולה (29 הרץ) הייתה קרובה מאוד לתדר הטבעי של האימפלר (28 הרץ). יישום שיטת ארבעת התנודות, ללא תלות בפאזה, אפשר הפחתה מוצלחת של הרעידות לרמה מקובלת, וסיפק פתרון זמני עד להחלפת המאוורר במאוורר אמין יותר.

דוגמה 2 (פגמים מרובים):

ניתוח רעידות של מאווררי פליטה במפעל סוכר גילה בעיות מורכבות. ספקטרום מאווררים אחד הצביע על חוסר יישור זוויתי (שיאים גבוהים של 1x ו-2x בכיוון הצירי), בעוד שאחר הראה רפיון מכני (הרמוניות אחידות 1x, 2x, 3x). זה מדגים את החשיבות של פתרון פגמים רציף: תחילה בוצעו יישור והידוק חיבורים, ורק לאחר מכן, במידת הצורך, יבוצע איזון.

סעיף 5: תקנים, סבילות ותחזוקה מונעת

השלב הסופי של כל עבודה טכנית הוא הערכת איכותה בהתאם לדרישות הרגולטוריות ופיתוח אסטרטגיה לתחזוקת הציוד במצב תקין לטווח ארוך.

5.1. סקירת תקנים מרכזיים (ISO)

מספר תקנים בינלאומיים משמשים להערכת איכות האיזון ומצב הרטט של מאווררי פליטה.

תקן ISO 14694:2003:

תקן עיקרי למאווררים תעשייתיים. קובע דרישות לאיכות איזון ורמות רעידות מקסימליות מותרות בהתאם לקטגוריית יישום המאוורר (BV-1, BV-2, BV-3 וכו'), הספק וסוג התקנה.

תקן ISO 1940-1:2003:

תקן זה מגדיר דרגות איכות איזון (G) עבור רוטורים קשיחים. דרגת איכות מאפיינת חוסר איזון שיורי מותר. עבור רוב מאווררי הפליטה התעשייתיים, הדרגות הבאות חלות:

• G6.3: איכות תעשייתית סטנדרטית, מתאימה לרוב היישומים התעשייתיים הכלליים.
• G2.5: איכות משופרת, נדרשת עבור מאווררי פליטה במהירות גבוהה או קריטיים במיוחד שבהם דרישות הרטט מחמירות יותר.

תקן ISO 10816-3:2009:

מווסת את הערכת מצב הרטט של מכונות תעשייתיות על סמך מדידות על חלקים שאינם מסתובבים (למשל, בתי מיסבים). התקן מציג ארבעה אזורי מצב:

• אזור א': "טוב" (ציוד חדש)
• אזור ב': "משביע רצון" (מותר פעולה ללא הגבלה)
• אזור ג': "מקובל לזמן מוגבל" (נדרשת זיהוי וסילוק של הגורם)
• אזור ד': "לא מקובל" (רטט עלול לגרום נזק)

תקן ISO 14695:2003:

תקן זה קובע שיטות ותנאים מאוחדים למדידות רעידות של מאווררים תעשייתיים, הנחוצים להבטחת השוואתיות ושחזור של תוצאות שהתקבלו בזמנים שונים ועל ציוד שונה.

5.2. אסטרטגיה ארוכת טווח: שילוב בתוכנית תחזוקה חזויה

איזון פליטות אין להתייחס לכך כתיקון חד פעמי. זהו חלק בלתי נפרד מאסטרטגיית תחזוקה חזויה מודרנית.

יישום ניטור רעידות באופן קבוע (למשל, איסוף נתוני מסלול באמצעות מנתחים ניידים) מאפשר מעקב אחר מצב הציוד לאורך זמן. ניתוח מגמות, ובמיוחד צמיחה הדרגתית של משרעת הרעידות בתדר ריצה 1x, הוא אינדיקטור אמין להתפתחות חוסר איזון.

גישה זו מאפשרת:

• תכנון איזון מראש, לפני שרמת הרטט מגיעה לערכים קריטיים שנקבעו בתקן ISO 10816-3.
• מניעת נזק משני למסבים, צימודים ומבני תמיכה המתרחשים באופן בלתי נמנע במהלך פעולה ממושכת עם רעידות מוגזמות.
• ביטול השבתות חירום לא מתוכננות על ידי המרת עבודות תיקון לקטגוריית מניעה מתוכננת.

יצירת מסד נתונים אלקטרוני של מצבי רעידות מרכזיים בציוד וניתוח מגמות קבוע מהווים בסיס לקבלת החלטות תחזוקה מבוססות מבחינה טכנית ויעילות כלכלית, ובסופו של דבר מגדילים את האמינות ואת יעילות הייצור הכוללת.