दो-तल संतुलन को समझना
दो-तल संतुलन एक है गतिशील संतुलन प्रक्रिया जिसमें सुधार भार दोनों को समाप्त करने के लिए रोटर की लंबाई के साथ दो अलग-अलग तलों में रखे जाते हैं। स्थैतिक असंतुलन and युगल असंतुलन एक ही समय में। यह औद्योगिक घूर्णनशील मशीनरी के विशाल बहुमत के लिए मानक विधि है — कोई भी रोटर जिसकी धुरी की लंबाई उसके व्यास के बराबर या उससे अधिक हो। इसके विपरीत एकल-विमान संतुलन, जो केवल रोटर के द्रव्यमान-केंद्र विस्थापन को सुधारता है, द्वि-तल संतुलन दोनों अनुवादी अपकेंद्री बल और वह क्षण जो एक रोटर को उसके केन्द्र के चारों ओर हिलाता या डुलाता है।.
1. परिभाषा: दो विमान क्यों?
किसी भी कठोर घूर्णक का असंतुलित होना दो स्वतंत्र घटकों में विघटित किया जा सकता है।. स्थैतिक असंतुलन यह एक नेट भारी बिंदु है जिसका द्रव्यमान-केंद्र शाफ्ट अक्ष से विस्थापित है; यह दोनों बेयरिंग्स पर एक सम-चरण बल उत्पन्न करता है और तब भी दिखाई देगा जब रोटर को बिना घुमाए चाकू की धार पर संतुलित किया गया हो।. युगल असंतुलन यह रोटर के विपरीत सिरों पर 180° के अंतर पर स्थित दो समान भार बिंदुओं का जोड़ा है: यह कुल द्रव्यमान-केंद्र में कोई बदलाव नहीं करता, इसलिए स्थिर अवस्था में यह अदृश्य रहता है, फिर भी गति पर यह एक झुकाव क्षण उत्पन्न करता है जो दोनों बेयरिंग्स को एक-दूसरे से फेज से बाहर कर देता है।.
एकल सुधार तल केवल स्थैतिक घटक को ही रद्द कर सकता है। युग्मन को रद्द करने के लिए आपको दो सुधारों की आवश्यकता होती है जो मिलकर एक विरोधी क्षण बनाते हैं — और परिभाषा के अनुसार, इसके लिए दो तलों की आवश्यकता होती है। क्योंकि वास्तविक रोटर स्थैतिक और युग्मन असंतुलन का एक मनमाना मिश्रण वहन करते हैं (एक ऐसी स्थिति जिसे अक्सर कहा जाता है अर्ध-स्थिर असंतुलन (जब दोनों को मिलाया जाता है), एक कठोर रोटर का पूरी तरह से वर्णन और सुधार करने के लिए न्यूनतम दो सुधार तल आवश्यक हैं। कंपन.
2. टू-प्लेन बैलेंसिंग कब आवश्यक होती है?
जब भी निम्नलिखित में से कोई भी सत्य हो, तो दो विमानों का उपयोग करें:
लंबे या पतले रोटर
एक सामान्य नियम के रूप में, किसी भी रोटर की लंबाई-से-व्यास अनुपात लगभग 0.5 से 1.0 से अधिक होने पर उसे दो समतलों में संतुलित किया जाना चाहिए। आम उदाहरणों में शामिल हैं:
- इलेक्ट्रिक मोटर आर्मेचर
- पंप और कंप्रेसर शाफ्ट
- बहु-चरणीय पंखा रोटर
- ड्राइव शाफ्ट और कपलिंग
- तकुए और घूर्णन उपकरण
- टरबाइन रोटर्स
एक संकीर्ण डिस्क — एक पीसने वाला पहिया, एक एकल पुली, एक पतला फ्लाईव्हील — दूसरे छोर पर स्थित होती है और आमतौर पर इसे केवल एक ही तल में सुधारा जा सकता है, क्योंकि यह एक सार्थक युग्म को सहारा देने के लिए बहुत छोटी होती है।.
दृश्यमान युग्म असंतुलन
जब मापा गया 1× चरण दो बेयरिंग सपोर्ट्स पर स्थिति स्पष्ट रूप से असममित है — वे लगभग 180° के अंतर पर हैं, जो झूलने या झुकने की गति का संकेत देता है — युग्म असंतुलन मौजूद है और इसे केवल द्वि-तल सुधार से ही दूर किया जा सकता है।.
जब एकल-प्लेन संतुलन असफल हो जाता है
एक क्लासिक निदान संकेत: एकल-प्लेन प्रयास एक बेयरिंग पर कंपन को कम करता है, लेकिन दूसरे बेयरिंग पर इसे बढ़ा देता है। यह समझौता एक अनसमाधान युग्मक का विशिष्ट लक्षण है, और यह बताता है कि दूसरे प्लेन की आवश्यकता है।.
वितरित द्रव्यमान वाले कठोर रोटर
यहाँ तक कि एक कठोर रोटर अपने पहले से काफी नीचे चल रहा है क्रांतिक गति यदि इसका द्रव्यमान पर्याप्त धुरी लंबाई पर फैला हो, तो यह दो विमानों से लाभान्वित होता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि कंपन केवल एक बेयरिंग पर ही नहीं बल्कि हर बेयरिंग पर न्यूनतम हो।.
3. द्वि-तल संतुलन प्रक्रिया
दो-तल संतुलन एकल-तल कार्य की तुलना में अधिक जटिल होता है क्योंकि किसी भी तल में सुधार कंपन को बदल देता है। दोनों बेयरिंग्स। स्वीकृत समाधान है प्रभाव गुणांक विधि, दो के साथ लगाया गया परीक्षण भार एक अनुक्रम के पार मापन चलता है.
चरण 1 — प्रारंभिक माप
मशीन को उसकी चयनित संतुलन गति पर चलाएँ और दोनों बेयरिंग्स पर प्रारंभिक 1× कंपन वेक्टर (आम्प्लिट्यूड और फेज) रिकॉर्ड करें। उन्हें “बेयरिंग 1” और “बेयरिंग 2” के रूप में लेबल करें। यह जोड़ी रोटर में सभी असंतुलन का संयुक्त प्रभाव दर्शाती है।.
चरण 2 — सुधार तलों को परिभाषित करें
दो का चयन करें सुधार विमान जहाँ द्रव्यमान जोड़ा या हटाया जा सकता है। इन्हें यथासंभव दूर-दूर और सुलभ स्थानों पर रखें — आमतौर पर प्रत्येक रोटर के सिरे के पास, कपलिंग फ्लैंज पर या पंखे के हब पर। चौड़े समतल विभाजन से एक मजबूत, अच्छी तरह संतुलित युग्म सुधार प्राप्त होता है।.
चरण 3 — विमान 1 में परीक्षण भार
मशीन को रोकें और पहले तल में ज्ञात कोण पर ज्ञात द्रव्यमान का परीक्षण भार लगाएँ। फिर से चलाएँ और दोनों बेयरिंग्स पर नई कंपन रिकॉर्ड करें। वेक्टर परिवर्तन प्रत्येक बेयरिंग दो प्रभाव गुणांक प्रकट करता है: बेयरिंग 1 पर प्लेन 1 का प्रभाव, और बेयरिंग 2 पर प्लेन 1 का प्रभाव।.
चरण 4 — विमान 2 में परीक्षण भार
पहले परीक्षण भार को हटाएँ, दूसरे विमान में एक परीक्षण भार स्थापित करें, चलाएँ और फिर से मापें। इससे शेष दो गुणांक प्राप्त होते हैं: बेयरिंग 1 पर विमान 2, और बेयरिंग 2 पर विमान 2।.
चरण 5 — सुधारों की गणना करें
यह उपकरण अब 2×2 मैट्रिक्स के रूप में व्यवस्थित चार जटिल प्रभाव गुणांकों को धारण करता है। का उपयोग करके वेक्टर गणित और मैट्रिक्स व्युत्क्रमण के साथ, यह प्रत्येक विमान में दोनों बेयरिंग्स में कंपन को एक साथ शून्य की ओर ले जाने के लिए आवश्यक सटीक द्रव्यमान और कोण के लिए समकालीन समीकरणों के एक जोड़े को हल करता है। एक एकल-तल प्रभाव-गुणांक कैलकुलेटर एक तल के लिए अंतर्निहित वेक्टर अंकगणित को दर्शाता है; दो-तल का मामला इसे बस एक मैट्रिक्स में विस्तारित करता है, जबकि एक परीक्षण-वजन कैलकुलेटर एक उचित प्रथम परीक्षण द्रव्यमान निर्धारित करने में मदद करता है।.
चरण 6 — स्थापित करें और सत्यापित करें
दोनों गणना किए गए भारों को स्थायी रूप से फिट करें और सत्यापन के लिए चलाएँ। दोनों बेयरिंग्स में कंपन अब लक्ष्य के भीतर आराम से होनी चाहिए। यदि थोड़ी शेष रह जाए, तो एक त्वरित ट्रिम संतुलन — पहले से मापे गए गुणांकों का पुन: उपयोग — बिना किसी अतिरिक्त परीक्षण के परिणाम को परिष्कृत करता है।.
4. प्रभाव गुणांक मैट्रिक्स की व्याख्या
विधि की शक्ति उस 2×2 मैट्रिक्स में निहित है, क्योंकि प्रत्येक तल प्रभावित करता है। दोनों बेयरिंग्स:
- प्रत्यक्ष प्रभाव: प्लेन 1 में एक वज़न का सबसे ज़्यादा प्रभाव पास के बियरिंग 1 पर होता है, और प्लेन 2 में एक वज़न का पास के बियरिंग 2 पर।.
- अंतर-संयोजन प्रभाव: प्लेन 1 में एक भार बियरिंग 2 को भी चलाता है (आमतौर पर कम बल से), और प्लेन 2 में एक भार बियरिंग 1 को भी चलाता है।.
मैट्रिक्स को हल करने से सभी चार अंतःक्रियाएँ एक साथ समायोजित हो जाती हैं, इसलिए दोनों सुधार एक-दूसरे से लड़ने के बजाय सहयोग करते हैं। हाथ से गणना करते समय गणित बेहद कठोर होता है — एक संकेत त्रुटि या एक डिग्री का फेज त्रुटि उलटफेर के दौरान फैल जाती है — और यही कारण है कि एक समर्पित संतुलन उपकरण अपनी कीमत वसूल करता है।.
दो विमानों (1, 2) और दो बियरिंगों (A, B) के लिए, प्रणाली V है।ए = αए1·डब्ल्यू1 + αए टू·डब्ल्यू2 और वीबी = αबी 1·डब्ल्यू1 + αबी टू·डब्ल्यू2, जहाँ प्रत्येक पद V, α और W एक जटिल (अम्प्लिट्यूड-और-फेज) वेक्टर है। संतुलन सॉफ़्टवेयर इस 2×2 प्रणाली को उलटकर सुधार भार W प्राप्त करता है।1 और डब्ल्यू2 जो V बनाते हैंए और वीबी गायब हो जाओ।.
5. क्षेत्र में द्वि-प्लेन संतुलन
दो-प्लेन संतुलन रोज़मर्रा की विधि है। क्षेत्र संतुलन, और यह ठीक वही है जो एक पोर्टेबल दो-चैनल विश्लेषक करने के लिए बनाया गया है। एक उपकरण जैसे कि बैलेनसेट-1a, एक तकनीशियन एक पर चढ़ाता है त्वरणमापी प्रत्येक बेयरिंग पर, एक ऑप्टिकल फिट होता है। लेजर टैकोमीटर फेज़ संदर्भ के लिए, और मशीन को बिखेरने या भेजने के बिना ही ऊपर के छह चरणों — प्रारंभिक रन, दो परीक्षण रन, हल, सुधार, सत्यापन — से सीधे होकर जाता है। रोटर बैलेंसिंग शॉप पर। क्योंकि काम पूरा हो गया है। स्थान पर, मशीन के अपने बेयरिंग्स में और वास्तविक परिचालन गति पर, परिणाम वास्तविक स्थापित परिस्थितियों — बेयरिंग की कठोरता, नींव की लचीलापन, तापीय और प्रक्रियात्मक भार — को दर्शाता है, जो एक कार्यशाला संतुलन मशीन पुनरुत्पादित नहीं किया जा सकता। फिर उपकरण अंतिम की जाँच करता है। अवशिष्ट असंतुलन रिपोर्ट पर हस्ताक्षर करने से पहले चुने गए ISO ग्रेड के विरुद्ध।.
6. दो-प्लेन संतुलन के लाभ
- पूर्ण सुधार: स्टैटिक और कपल असंतुलन दोनों को हटाता है, पूर्ण रिजिड-रोटर चित्र।.
- सभी बेयरिंग्स में कंपन को न्यूनतम करता है: सिर्फ एक सिरे का ही नहीं, बल्कि पूरे रोटर सिस्टम का अनुकूलन करता है।.
- घटक का जीवनकाल बढ़ाता है: दोनों सहारे पर कंपन कम होने का मतलब है कि बेयरिंग्स, सील्स और कपलिंग्स पर घिसाव कम होगा, और जोखिम भी कम होगा। थकान फटना।.
- उद्योग मानक: कई उपकरण निर्माताओं द्वारा आवश्यक और कठोर रोटर्स के लिए संहिताबद्ध आईएसओ 21940-11 (ISO 1940-1 का आधुनिक उत्तराधिकारी).
- अधिकांश मशीनों के लिए सही: उनके पहले क्रिटिकल स्पीड से नीचे काम करने वाले कठोर रोटरों के लिए प्रभावी, जो औद्योगिक उपकरणों के विशाल बहुमत को कवर करता है।.
7. इसकी स्थिति: एकल-, दो- और बहु-प्लेन
| तरीका | विमान | करेक्ट्स | आम रोटर |
|---|---|---|---|
| एकल विमान | 1 | केवल स्थिर | पतली डिस्क, संकीर्ण पुली, एकल पंखे |
| दो विमान | 2 | स्थिर + जोड़ा | अधिकांश कठोर औद्योगिक रोटर |
| बहु-तल | तीन या अधिक | स्थिर + युग्म + मोडल वक्रन | आवश्यक गति से ऊपर लचीले रोटर |
एकल-प्लेन कार्य की तुलना में, द्वि-प्लेन संतुलन अधिक जटिल होता है और इसमें अधिक समय लगता है, लेकिन यह सबसे संकीर्ण डिस्क-प्रकार के रोटरों को छोड़कर किसी भी अन्य के लिए कहीं बेहतर कंपन कमी प्रदान करता है। दूसरी ओर, एक लचीला रोटर एक या अधिक क्रिटिकल स्पीड से ऊपर चलने के लिए तीन या अधिक प्लेन की आवश्यकता हो सकती है — मल्टी-प्लेन बैलेंसिंग देखें — फिर भी औद्योगिक मशीनरी के अधिकांश भाग के लिए दो प्लेन पूरी तरह से पर्याप्त हैं।.
8. सामान्य चुनौतियाँ और समाधान
अप्रवेशी सुधार विमान
चुनौती: एक जुड़ी हुई मशीन पर आदर्श समतल स्थान पहुंच से बाहर हो सकते हैं।.
समाधान: जो भी उपलब्ध हो उसका उपयोग करें — कपलिंग हब, पंखे के ब्लेड, बाहरी फ्लैंज — और उपकरण के गुणांकों को कम-से-कम आदर्श ज्यामिति को अवशोषित करने दें, क्योंकि मैट्रिक्स वास्तविक मशीन पर ही मापा जाता है।.
कमजोर परीक्षण-भार प्रतिक्रिया
चुनौती: यदि एक परीक्षण भार मापनों में मुश्किल से ही कोई परिवर्तन करता है, तो प्रभाव गुणांक शोरयुक्त हो जाते हैं और समाधान अविश्वसनीय हो जाता है।.
समाधान: प्रभाव को मापन शोर सीमा से काफी ऊपर ले जाने के लिए, एक बड़ा परीक्षण द्रव्यमान उपयोग करें या उसे अधिक त्रिज्या पर ले जाएँ।.
गैर-रेखीय व्यवहार
चुनौती: रोटर के साथ यांत्रिक ढीलापन, नरम पैर, या पास का संचालन गूंज वज़नों के प्रति रैखिक रूप से प्रतिक्रिया न कर सकता है — एक पूर्व-शर्त जिसे यह विधि मानती है।.
समाधान: सबसे पहले यांत्रिक दोषों को ठीक करें (फास्टनर कसें, ढीलेपन को दूर करें) और जहाँ संभव हो, आलोचनात्मक गति से दूर संतुलन करें। पुष्टि करें कि समस्या वास्तव में असंतुलन की है और नहीं मिसलिग्न्मेंट उसका भेष धारण किए हुए.
