दो-तल संतुलन को समझना

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परिभाषा: दो-तल संतुलन क्या है?

दो-तल संतुलन एक है गतिशील संतुलन प्रक्रिया जिसमें सुधार भार स्थैतिक असंतुलन और दोनों को खत्म करने के लिए रोटर की लंबाई के साथ दो अलग-अलग विमानों में रखा जाता है युगल असंतुलन. यह विधि अधिकांश औद्योगिक घूर्णन मशीनरी के लिए आवश्यक है, विशेष रूप से रोटर्स के लिए जहां अक्षीय लंबाई व्यास के बराबर या उससे अधिक होती है।.

भिन्न एकल-विमान संतुलन, जो केवल रोटर के द्रव्यमान केंद्र ऑफसेट को संबोधित करता है, दो-तल संतुलन स्थानांतरण बल असंतुलन और क्षण (युग्म) दोनों को ठीक करता है जो रोटर को घूर्णन के दौरान डगमगाने या हिलने का कारण बनता है।.

दो-तल संतुलन की आवश्यकता कब होती है?

निम्नलिखित स्थितियों में दो-तल संतुलन आवश्यक है:

1. लंबे या पतले रोटर

लगभग 0.5 से 1.0 से अधिक लंबाई-व्यास अनुपात वाले किसी भी रोटर के लिए दो-तलीय संतुलन की आवश्यकता होती है। इसमें शामिल हैं:

• इलेक्ट्रिक मोटर आर्मेचर
• पंप और कंप्रेसर शाफ्ट
• बहु-चरणीय पंखा रोटर
• ड्राइव शाफ्ट और कपलिंग
• तकुए और घूर्णन उपकरण
• टरबाइन रोटर्स

2. युगल असंतुलन की उपस्थिति

जब कंपन माप दो असर समर्थनों के बीच महत्वपूर्ण आउट-ऑफ-फ़ेज़ गति दिखाते हैं (जो हिलने या झुकने वाली गति का संकेत देता है), युगल असंतुलन मौजूद है और इसे दो-प्लेन संतुलन का उपयोग करके ठीक किया जाना चाहिए।.

3. जब एकल-तल संतुलन अपर्याप्त हो

यदि कोई प्रयास एकल-विमान संतुलन यदि एक बियरिंग पर कंपन कम हो जाए, लेकिन दूसरे पर बढ़ जाए, तो यह स्पष्ट संकेत है कि दो-तल संतुलन की आवश्यकता है।.

4. वितरित द्रव्यमान वाले कठोर रोटर

यहां तक के लिए कठोर रोटर अपने पहले से नीचे काम कर रहे महत्वपूर्ण गति, यदि द्रव्यमान को एक महत्वपूर्ण अक्षीय लंबाई पर वितरित किया जाता है, तो दो-तल संतुलन सुनिश्चित करता है कि सभी असर स्थानों पर कंपन न्यूनतम हो।.

दो-तल संतुलन प्रक्रिया

दो-तल संतुलन, एकल-तल संतुलन से ज़्यादा जटिल है क्योंकि एक तल में सुधार दोनों बीयरिंगों पर कंपन को प्रभावित करते हैं। इस प्रक्रिया में प्रभाव गुणांक विधि कई के साथ परीक्षण भार:

चरण 1: प्रारंभिक माप

मशीन को उसकी संतुलन गति पर चलाएं और प्रारंभिक कंपन वैक्टर (आयाम और चरण) दोनों बेयरिंग स्थानों पर। इन्हें "बेयरिंग 1" और "बेयरिंग 2" के रूप में लेबल करें। यह डेटा रोटर में मौजूद सभी असंतुलन के संयुक्त प्रभाव को दर्शाता है।.

चरण 2: सुधार तल परिभाषित करें

दो का चयन करें सुधार विमान रोटर के साथ-साथ जहाँ भार डाला या हटाया जा सकता है। ये तल यथासंभव व्यावहारिक और सुलभ दूरी पर होने चाहिए। सामान्य स्थानों में रोटर के प्रत्येक सिरे के पास, कपलिंग फ्लैंज पर, या फ़ैन हब शामिल हैं।.

चरण 3: तल 1 में परीक्षण भार

मशीन को रोकें और पहले सुधार तल में एक ज्ञात कोणीय स्थिति पर एक परीक्षण भार लगाएँ। मशीन चलाएँ और दोनों बियरिंग्स पर नए कंपन को मापें। तल 1 में परीक्षण भार के कारण प्रत्येक बियरिंग पर कंपन में परिवर्तन दर्ज किया जाता है। इससे दो प्रभाव गुणांक स्थापित होते हैं: तल 1 का बियरिंग 1 पर प्रभाव, और तल 1 का बियरिंग 2 पर प्रभाव।.

चरण 4: तल 2 में परीक्षण भार

पहले परीक्षण भार को हटाकर दूसरे सुधार तल में किसी ज्ञात स्थान पर एक परीक्षण भार लगाएँ। मशीन को फिर से चलाएँ और दोनों बियरिंगों पर कंपन मापें। इससे दो और प्रभाव गुणांक स्थापित होते हैं: समतल 2 का बियरिंग 1 पर प्रभाव, और समतल 2 का बियरिंग 2 पर प्रभाव।.

चरण 5: सुधार भार की गणना करें

संतुलन उपकरण में अब चार प्रभाव गुणांक हैं, जो एक 2×2 मैट्रिक्स बनाते हैं जो बताता है कि रोटर प्रणाली प्रत्येक तल में भार के प्रति कैसे प्रतिक्रिया करती है। वेक्टर गणित और मैट्रिक्स व्युत्क्रमण में, उपकरण एक साथ समीकरणों की एक प्रणाली को हल करता है ताकि दोनों बीयरिंगों पर एक साथ कंपन को न्यूनतम करने के लिए प्रत्येक सुधार विमान में आवश्यक सटीक द्रव्यमान और कोण की गणना की जा सके।.

चरण 6: सुधार स्थापित करें और सत्यापित करें

दोनों परिकलित सुधार भारों को स्थायी रूप से स्थापित करें और अंतिम सत्यापन के लिए मशीन चलाएँ। आदर्श रूप से, दोनों बियरिंग्स पर कंपन को स्वीकार्य स्तर तक कम किया जाना चाहिए। यदि ऐसा नहीं होता है, तो सुधारों को परिष्कृत करने के लिए ट्रिम बैलेंस किया जा सकता है।.

प्रभाव गुणांक मैट्रिक्स को समझना

द्वि-तल संतुलन की शक्ति प्रभाव गुणांक मैट्रिक्स में निहित है। प्रत्येक सुधार तल दोनों बीयरिंगों पर कंपन को प्रभावित करता है, और इन क्रॉस-युग्मन प्रभावों को ध्यान में रखा जाना चाहिए:

• प्रत्यक्ष प्रभाव: प्लेन 1 में भार का निकटवर्ती बियरिंग 1 पर कंपन पर सबसे अधिक प्रभाव पड़ता है, तथा प्लेन 2 में भार का निकटवर्ती बियरिंग 2 पर सबसे अधिक प्रभाव पड़ता है।.
• क्रॉस-युग्मन प्रभाव: हालाँकि, प्लेन 1 में भार, बियरिंग 2 को भी प्रभावित करता है (हालांकि आमतौर पर कम सीमा तक), और प्लेन 2 में भार, बियरिंग 1 को भी प्रभावित करता है।.

संतुलन उपकरण की गणना इन चारों प्रभावों को एक साथ ध्यान में रखती है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि सुधार भार सभी माप बिंदुओं पर कंपन को न्यूनतम करने के लिए एक साथ काम करते हैं।.

दो-तल संतुलन के लाभ

• पूर्ण सुधार: स्थैतिक और युगल असंतुलन दोनों को संबोधित करता है, अधिकांश रोटर प्रकारों के लिए संपूर्ण संतुलन समाधान प्रदान करता है।.
• सभी बियरिंग्स पर कंपन को न्यूनतम करता है: एकल-तल संतुलन के विपरीत, दो-तल संतुलन पूरे रोटर सिस्टम में कंपन में कमी को अनुकूलित करता है।.
• घटक जीवन बढ़ाता है: दोनों बेयरिंग स्थानों पर कंपन को कम करने से बेयरिंग, सील और कपलिंग पर घिसाव कम हो जाता है।.
• उद्योग संबंधी मानक: दो-तल संतुलन अधिकांश औद्योगिक मशीनरी के लिए मानक दृष्टिकोण है और कई उपकरण निर्माताओं और उद्योग मानकों द्वारा इसकी आवश्यकता होती है।.
• कठोर रोटर्स के लिए उपयुक्त: प्रभावी रूप से संतुलन कठोर रोटर अपनी पहली महत्वपूर्ण गति से नीचे काम करना, जो कि औद्योगिक उपकरणों के विशाल बहुमत का प्रतिनिधित्व करता है।.

एकल-तल और बहु-तल संतुलन के साथ तुलना

• बनाम एकल-विमान: दो-तल संतुलन अधिक जटिल और समय लेने वाला है, लेकिन यह सबसे संकीर्ण डिस्क-प्रकार रोटरों को छोड़कर सभी के लिए बेहतर कंपन न्यूनीकरण प्रदान करता है।.
• बनाम मल्टी-प्लेन: के लिए लचीले रोटर महत्वपूर्ण गति से ऊपर संचालन के लिए, तीन या अधिक सुधार तलों की आवश्यकता हो सकती है। हालाँकि, अधिकांश औद्योगिक मशीनरी के लिए दो-तल संतुलन पर्याप्त है।.

सामान्य चुनौतियाँ और समाधान

1. दुर्गम सुधार विमान

चुनौती: कभी-कभी एक संयोजित मशीन पर आदर्श सुधार समतल स्थान उपलब्ध नहीं होते।.
समाधान: उपलब्ध स्थानों जैसे कपलिंग हब, पंखे के ब्लेड, या बाहरी फ्लैंज का उपयोग करें। आधुनिक उपकरण गणितीय रूप से कम-से-इष्टतम समतल अंतराल का हिसाब लगा सकते हैं।.

2. अपर्याप्त परीक्षण भार प्रतिक्रिया

चुनौती: यदि परीक्षण भार कंपन में बहुत कम परिवर्तन उत्पन्न करता है, तो प्रभाव गुणांक गलत होंगे।.
समाधान: इसके प्रभाव को बढ़ाने के लिए बड़े परीक्षण भार का उपयोग करें या इसे बड़े दायरे में रखें।.

3. गैर-रैखिक प्रणाली व्यवहार

चुनौती: कुछ रोटर (विशेष रूप से वे जिनमें ढीले घटक, नरम पैर या अनुनाद के निकट संचालन होता है) सुधार भार के प्रति रैखिक रूप से प्रतिक्रिया नहीं करते हैं।.
समाधान: सबसे पहले यांत्रिक समस्याओं का समाधान करें (बोल्ट को कसें, नरम पैर को सही करें), और जब भी संभव हो महत्वपूर्ण गति से दूर संतुलन बनाएं।.

क्षेत्र संतुलन अनुप्रयोग

दो-तल संतुलन के लिए मानक विधि है क्षेत्र संतुलन औद्योगिक मशीनरी का। पोर्टेबल कंपन विश्लेषकों और संतुलन उपकरणों के साथ, तकनीशियन रोटर को अलग किए बिना या संतुलन कार्यशाला में भेजे बिना सीधे कार्यस्थल पर ही दो-तलीय संतुलन कर सकते हैं। यह दृष्टिकोण समय बचाता है, लागत कम करता है, और यह सुनिश्चित करता है कि रोटर वास्तविक परिचालन स्थितियों में संतुलित रहे, जिसमें असर की कठोरता, नींव का लचीलापन और प्रक्रिया भार जैसे कारकों को ध्यान में रखा जाता है।.

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