घूर्णन मशीनरी में असंतुलन (असंतुलन) को समझना
असंतुलन — के साथ परस्पर उपयोग किया जाता है असंतुलित होना — वह स्थिति है जिसमें एक रोटर‘इसका द्रव्यमान केंद्र इसके घूर्णन अक्ष के साथ संरेखित नहीं होता। द्रव्यमान शाफ्ट के चारों ओर असमान रूप से वितरित है, इसलिए जब रोटर घूमता है तो यह विस्थापित द्रव्यमान एक शुद्ध उत्पन्न करता है। अपकेंद्री बल जो रोटर को उसके केंद्र से दूर खींचता है और पूरी मशीन को हिला देता है। द्रव्यमान केंद्र का ज्यामितीय केंद्र से यह विस्थापन ही रोटर का सनक, और यह जो कंपन उत्पन्न करता है, असंतुलन को घूर्णनशील मशीनरी में सबसे आम दोष बना देता है — और आमतौर पर यह पहला दोष होता है जिसकी जाँच एक निदानकर्ता करता है।
1. परिभाषा: बल का कारण क्या है
विक्षेपक बल अपकेंद्री है: F = m·r·ω², जहाँ एम·आर असंतुलन (ऑफ़सेट द्रव्यमान गुणा उसकी त्रिज्या) है और ω यह कोणीय गति है। दो परिणाम तुरंत निकलते हैं। पहला, बल शाफ्ट के साथ घूमता है, इसलिए यह प्रत्येक परिक्रमा में एक बार बियरिंग्स पर धक्का देता है। दूसरा, यह के साथ बढ़ता है। वर्ग गति का — एक रोटर जिसे हाथ से धीरे-धीरे घुमाने पर ठीक लगता है, वह पूरी आरपीएम पर कष्टदायक हो सकता है, और यही कारण है कि गुणवत्ता संतुलन सेवा की गति बढ़ने के साथ आवश्यकताएँ तीव्रता से कड़ी हो जाती हैं। असंतुलन को द्रव्यमान और त्रिज्या के गुणनफल के रूप में मापा जाता है, पारंपरिक रूप से ग्राम-मिलीमीटर (g·mm) में, क्योंकि कितनी मात्रा में द्रव्यमान केंद्र से हटकर है और वह अक्ष से कितनी दूरी पर स्थित है, दोनों ही बल को निर्धारित करते हैं।
2. असंतुलन का निदान: क्लासिक हस्ताक्षर
असंतुलन की पहचान करना अपेक्षाकृत सरल है क्योंकि इसकी कंपन हस्ताक्षर इतना सुसंगत है — यह इसका एक प्रमुख कारण है कि यह में स्वाभाविक प्रारंभिक बिंदु है। कंपन विश्लेषण:
- आवृत्ति: वाइब्रेशन ठीक पर स्थित है घूर्णन गति का 1 गुना (the परिचालन गति). मशीन की गति को बढ़ाएँ या घटाएँ और पीक पूरी तरह से अनुसरण करता है।
- दिशा: ऊर्जा प्रमुख रूप से रेडियल — क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर — जिसमें आमतौर पर बहुत कम अक्षीय (धक्का) कंपन।
- आयाम: घूर्णन गति के वर्ग के अनुपात में, इसलिए गति को दोगुना करने पर असंतुलन बल और परिणामी कंपन लगभग चार गुना बढ़ जाते हैं।
- चरण: एक गुना चरण पठन स्थिर और दोहराने योग्य है, जो भारी स्थान को पता लगाने योग्य बनाता है।
क्योंकि एक प्रमुख 1× शिखर भी से उत्पन्न हो सकता है मिसलिग्न्मेंट, एक मुड़ी हुई शाफ्ट या गूंज, एक सावधान विश्लेषक इसकी द्वारा असंतुलन की पुष्टि करता है पूर्ण पैटर्न: उच्च 1×, निम्न हार्मोनिक्स, मुख्यतः त्रिज्यात्मक ऊर्जा, और एक स्थिर चरण। इसके विपरीत, एक बड़ा 2× घटक निदान को असंगतता या यांत्रिक ढीलापन.
3. असंतुलन के तीन प्रकार
स्थैतिक असंतुलन
इसे “बल असंतुलन” भी कहा जाता है, यह सबसे सरल प्रकार है, जहाँ द्रव्यमान एक ही तल में विस्थापित होता है — एक पतली डिस्क पर एक भारी बिंदु की कल्पना करें। यह “स्थिर” है क्योंकि यह विश्राम की स्थिति में स्वयं प्रकट होता है: बिना घर्षण वाली ब्लेड जैसी धारों पर संतुलित, रोटर तब तक घूमता रहता है जब तक भारी बिंदु नीचे नहीं आ जाता। भारी बिंदु के ठीक 180° विपरीत रखा गया एक वजन इसे ठीक कर देता है, का क्षेत्र एकल-विमान संतुलन.
जोड़े का असंतुलन
रोटर के विपरीत सिरों पर, 180° की दूरी पर स्थित दो समान भारी बिंदु, एक शुद्ध बल के रूप में रद्द हो जाते हैं, लेकिन एक ... बनाते हैं। युगल — एक झटकेदार क्षण जो रोटर को एक सिरे से दूसरे सिरे तक घुमा देता है। ऐसा रोटर स्थैतिक रूप से संतुलित होता है (यह चाकू जैसी धारों पर नहीं लुढ़केगा), फिर भी चलने पर इसमें तीव्र कंपन होता है, और इस क्षण को रद्द करने के लिए दो अलग-अलग तलों में दो सुधार भारों की आवश्यकता होती है।
गतिशील असंतुलन
लगभग सभी वास्तविक मशीनरी में पाई जाने वाली यह स्थिति, गतिशील असंतुलन स्थिर और युग्म प्रभावों को संयोजित करती है। इसे ठीक करने के लिए रोटर के कम से कम दो तलों में द्रव्यमान परिवर्तन की आवश्यकता होती है — गतिशील (दो-तल) संतुलन. जहाँ स्थिर और युग्म घटक कोणानुसार संरेखित हो जाते हैं, उस विशेष स्थिति को कहा जाता है अर्ध-स्थिर असंतुलन.
4. सामान्य कारण
असंतुलन निर्माण के समय से मौजूद हो सकता है या संचालन के दौरान विकसित हो सकता है। अक्सर इसके स्रोत हैं:
- निर्माण की खामियाँ: कास्टिंग में छिद्रता, असमान सामग्री घनत्व, और मशीनिंग सहनशीलता।
- असेंबली त्रुटियाँ: गलत तरीके से स्थापित पुर्जे, असमान रूप से कसे गए बोल्ट या गलत संरेखण वाली कुंजियाँ।
- घिसाव और टूट-फूट: असमान अपरदन, जंग या घिसाव पंखे की ब्लेडों और पंप पर इम्पेलर.
- सामग्री निर्माण: पंखों, ब्लोअर और सेंट्रीफ्यूज के रोटर पर गंदगी, धूल या उत्पाद का जमाव।
- घटक विफलता: फेंका गया संतुलन भार या टूटी हुई ब्लेड तुरंत एक गंभीर असंतुलन पैदा कर देती है।
5. असंतुलन को ठीक करना क्यों महत्वपूर्ण है
एक मशीन को महत्वपूर्ण असंतुलन के साथ लगातार चलाने से उसे लगातार नुकसान पहुँचता है, क्योंकि आवर्ती बल प्रत्येक क्रांति पर संरचना पर भार डालता है।
- समयपूर्व बेयरिंग विफलता: बेयरिंग्स पर उच्च गतिशील भार पड़ते हैं और वे जल्दी घिस जाते हैं।
- थकान और दरारें: बार-बार तनाव जमा होता है। थकान शाफ्ट, नींव और आसपास के हिस्सों में क्षति।
- घटी हुई दक्षता: ऊर्जा उपयोगी उत्पादन के बजाय कंपन और गर्मी के रूप में व्यर्थ हो जाती है।
- सुरक्षा जोखिम: अत्यधिक स्थिति में, गंभीर असंतुलन विनाशकारी विफलता का कारण बन सकता है।
6. क्षेत्र में असंतुलन को सुधारना
असंतुलन एक व्यवस्थित तरीके से ठीक किया जाता है। संतुलन प्रक्रिया — मशीनरी की विश्वसनीयता में सुधार के लिए सबसे प्रभावी एकल कदमों में से एक। लक्ष्य शून्य असंतुलन नहीं बल्कि एक छोटा, परिभाषित अवशिष्ट असंतुलन सहिष्णुता के भीतर। स्वीकृत सीमाएँ से आती हैं जी-ग्रेड की प्रणाली आईएसओ 21940-11 (जिसने पुराने ISO 1940-1 को समाहित कर लिया); उत्पन्न कंपन को फिर गंभीरता सीमाओं के विरुद्ध आंका जाता है। आईएसओ 20816 (ISO 10816 का आधुनिक उत्तराधिकारी)। एक मुफ्त अवशिष्ट असंतुलन कैलकुलेटर (आईएसओ 21940-11) चुने हुए ग्रेड और परिचालन गति को प्रति प्लेन अनुमत g·mm में परिवर्तित करता है।
एक इकट्ठी की गई मशीन पर काम एक की बजाय ऑन-साइट किया जाता है। संतुलन मशीन. एक पोर्टेबल दो-चैनल विश्लेषक जैसे कि Balanset-1A 1× आयाम और चरण को मापता है, रोटर का व्युत्पन्न करता है। प्रभाव गुणांक से एक परीक्षण वजन, और प्रत्येक का द्रव्यमान और कोण गणना करता है सुधार भार एक या दो-प्लेन के लिए क्षेत्र संतुलन. क्योंकि यह मशीन की अपनी बेयरिंग्स में चलने की गति पर काम करता है, यह असंतुलन को ठीक करता है और यह भी सत्यापित करता है कि अवशिष्ट चुने गए ISO ग्रेड के भीतर ही रहता है।
