अर्ध-स्थैतिक असंतुलन को समझना
अर्ध-स्थैतिक असंतुलन एक विशिष्ट और अपेक्षाकृत असामान्य प्रकार का है गतिशील असंतुलन। यह तब होता है जब एक रोटर’s प्रधान जड़ता अक्ष शाफ्ट’s घूर्णन अक्ष को प्रतिच्छेद करता है, लेकिन नहीं रोटर’s गुरुत्व के केंद्र पर। रोजमर्रा की शर्तों में यह एक ऐसी स्थिति है जिसमें दोनों शामिल हैं स्थैतिक असंतुलन and युगल असंतुलन — विशेषता यह है कि static और couple unbalance vectors एक ही axial plane में स्थित होते हैं। यही coplanar alignment इसे इसका नाम और विशिष्ट व्यवहार देती है।
1. परिभाषा: अर्ध-स्थैतिक असंतुलन क्या है?
इसे चित्रित करने के लिए, याद रखें कि एक पूरी तरह संतुलित रोटर को क्या परिभाषित करता है: इसका प्रधान जड़ता अक्ष इसके घूर्णन अक्ष के साथ मेल खाता है। विभिन्न प्रकार के असंतुलित होना विभिन्न तरीकों का वर्णन करते हैं कि वे दोनों अक्ष कंपनी से कैसे अलग हो सकते हैं। अर्ध-स्थैतिक असंतुलन में दोनों अक्ष cross — वे एक-दूसरे को काटते हैं — लेकिन crossing point centre of gravity पर होने के बजाय shaft के along उससे offset होता है। ज्यामितीय रूप से यह tilted-and-shifted axis है जिसके static और couple घटक एक ही axial plane में स्थित होते हैं — यही coplanar combination दोनों axes को वास्तव में intersect कराता है।
गतिशील असंतुलन के हर रूप की तरह, इसे केवल तब पूरी तरह मापा जा सकता है जब rotor घूम रहा हो। क्योंकि पूरी स्थिति एक विशिष्ट axial plane में कार्य करने वाले एकल resultant unbalance के समतुल्य है, इसलिए सही परिमाण का एक single correction उसी तल में इसे हटा सकता है — बशर्ते वह plane मशीन पर सुलभ हो; अन्यथा इसे सामान्य two-plane balancing job की तरह माना जाता है। Knife-edges पर purely static check इसे प्रकट नहीं कर सकता, क्योंकि couple component केवल rotation के दौरान बल उत्पन्न करता है।
2. अन्य असंतुलित प्रकारों से संबंध
यह अर्ध-स्थैतिक असंतुलन को तीन मानक श्रेणियों के साथ-साथ रखने में मदद करता है:
- स्थैतिक असंतुलन: विशुद्ध रूप से शाफ्ट अक्ष से गुरुत्व के केंद्र का विस्थापन। यह अभिकेंद्री बलों को उत्पन्न करता है जो in phase दोनों असरों पर।
- युगल असंतुलन: विशुद्ध रूप से एक “wobble”, विपरीत छोरों पर समान भारी धब्बे और विपरीत पक्षों के साथ। यह बलों को उत्पन्न करता है जो 180 डिग्री चरण से बाहर असरों पर।
- गतिशील असंतुलन: सामान्य मामला — एक दूसरे के संबंध में किसी भी मनमानी चरण कोण पर स्थिर और जोड़ी असंतुलन का संयोजन।
- अर्ध-स्थैतिक असंतुलन: गतिशील असंतुलन का एक विशेष मामला, जिसमें static और couple unbalance vectors एक ही axial plane में होते हैं, इसलिए tilted principal axis अभी भी shaft axis को काटती है (centre of gravity के अलावा किसी अन्य बिंदु पर)।
दूसरे शब्दों में, हर अर्ध-स्थिर रोटर गतिशील रूप से असंतुलित होता है, लेकिन केवल एक विशेष ज्यामितीय संयोग ही “अर्ध-स्थिर” लेबल अर्जित करता है।
3. व्यावहारिक उदाहरण: ओवरहंग रोटर
क्लासिक पाठ्यपुस्तक उदाहरण एक है ओवरहंग रोटर जिसका असंतुलन एक ही तल में मशीन के गुरुत्वाकर्षण के केंद्र से दूर स्थित है। एक बड़े औद्योगिक प्रशंसक पर विचार करें जिसमें ब्लेड का एक भारी सेट लंबी शाफ्ट के अंत में लगा हुआ है, दोनों बीयरिंग से परे।
मान लीजिए कि पंखे की डिस्क पर एक भारी स्थान है — डिस्क पर ही एक शुद्ध स्थिर असंतुलन। जिस तरह से वह एक बल दोनों बीयरिंग तक पहुंचता है वह सममित नहीं है:
- पंखे के करीब बीयरिंग एक बड़ी कंपन शक्ति महसूस करता है।
- पंखे से दूर बीयरिंग भी एक बल महसूस करता है, लेकिन क्योंकि द्रव्यमान समर्थन से परे “ओवरहंग” है, वह बल निकट बीयरिंग के बारे में एक धुरी क्रिया के माध्यम से कार्य करता है।
बीयरिंग पर शुद्ध परिणाम एक जटिल गति है जो शेकिंग (स्थिर) घटक और रॉकिंग (युग्म) घटक दोनों को मिश्रित करती है। क्योंकि दोनों एक ही भौतिक भारी स्थान से उत्पन्न होते हैं, वे एक निश्चित संबंध साझा करते हैं — और यह वही निश्चित संबंध है जो अर्ध-स्थिर स्थिति बनाता है। यह भी कारण है कि ओवरहंग रोटर कुख्यात संवेदनशील होते हैं और लगभग हमेशा दो-तल उपचार की मांग करते हैं।
4. सुधार
सिद्धांततः, quasi-static unbalance को उपयुक्त axial plane में एक single correction द्वारा हटाया जा सकता है, क्योंकि यह उस plane में कार्य करने वाले एक resultant unbalance के समतुल्य है। व्यवहार में, assembled machine पर वह exact plane अक्सर सुलभ नहीं होता, इसलिए field में इसे किसी भी सामान्य dynamic unbalance की तरह सुधारा जाता है। Balancing workflow है:
- कंपन को मापें आयाम and चरण at 1× परिचालन गति दो बियरिंग स्थानों पर।
- आवश्यक की गणना करें सुधार भार और दो चुने गए सुधार तलों के लिए उनकी कोणीय प्लेसमेंट, आमतौर पर का उपयोग करके influence-coefficient विधि एक के साथ परीक्षण वजन.
- वजन को इस तरह फिट करें कि वे स्थिर और युग्म घटक दोनों को एक साथ रद्द कर दें।
क्षेत्र में यह एक मानक है दो-तल संतुलन काम। एक पोर्टेबल दो-चैनल यंत्र जैसे Balanset-1A दोनों बीयरिंग पर आयाम और चरण को मापता है, रोटर के प्रभाव गुणांक प्राप्त करता है, और प्रत्येक तल के लिए द्रव्यमान और कोण की गणना करता है — फिर सत्यापित करता है कि अवशिष्ट असंतुलन आवश्यक ISO 21940-11 ग्रेड को पूरा करता है। एक विश्लेषक चरण रीडिंग से स्थिति को अर्ध-स्थिर के रूप में पहचान सकता है, लेकिन व्यावहारिक सुधार वही सिद्ध दो-तल दिनचर्या है जिसका उपयोग किसी भी गतिशील असंतुलन के लिए किया जाता है।
5. अंतर क्यों महत्वपूर्ण है
यदि field routine सामान्यतः वही two-plane job है, तो इस condition को नाम देने की आवश्यकता ही क्यों? क्योंकि quasi-static pattern की पहचान मदद करती है understanding — और यह procedure को सरल भी कर सकती है, क्योंकि यदि सही axial plane सुलभ हो तो एक single correction पर्याप्त होती है। Phase relationship engineer को बताती है कि एक single overhung heavy spot — न कि दो स्वतंत्र spots — संभावित भौतिक कारण है, जो स्रोत खोजने की दिशा देता है: क्षतिग्रस्त blade, जमा हुआ product, या overhung disk पर assembly fault। यह समझ careful phase interpretation के व्यापक मूल्य का हिस्सा है रोटर गतिकी.
