क्षेत्र गतिशील संतुलन

भाग I: गतिशील संतुलन के सैद्धांतिक और नियामक आधार

Field dynamic balancing is one of the key operations in vibration commissioning and condition-based maintenance, aimed at extending the service life of industrial equipment and preventing emergency situations. The use of portable instruments such as Balanset-1A allows these operations to be performed directly at the operating site, minimizing downtime and costs associated with dismantling. However, successful balancing requires not only the ability to work with the instrument, but also a deep understanding of the physical processes underlying vibration, as well as knowledge of the regulatory framework governing the quality of work.

कार्यप्रणाली का सिद्धांत परीक्षण भार स्थापित करने और असंतुलन प्रभाव गुणांकों की गणना पर आधारित है। सरल शब्दों में, यह उपकरण घूमते हुए रोटर के कंपन (आयाम और कला) को मापता है, जिसके बाद उपयोगकर्ता कंपन पर अतिरिक्त द्रव्यमान के प्रभाव को "अंशांकन" करने के लिए विशिष्ट तलों में क्रमिक रूप से छोटे परीक्षण भार जोड़ता है। कंपन आयाम और कला में परिवर्तन के आधार पर, यह उपकरण असंतुलन को दूर करने के लिए आवश्यक द्रव्यमान और सुधारात्मक भारों के स्थापना कोण की स्वचालित रूप से गणना करता है।

यह दृष्टिकोण तथाकथित को लागू करता है तीन-रन विधि दो तलीय संतुलन के लिए: प्रारंभिक माप और परीक्षण भार के साथ दो परीक्षण (प्रत्येक तल में एक)। एकल तलीय संतुलन के लिए, आमतौर पर दो परीक्षण पर्याप्त होते हैं - बिना भार के और एक परीक्षण भार के साथ। आधुनिक उपकरणों में, सभी आवश्यक गणनाएँ स्वचालित रूप से की जाती हैं, जिससे प्रक्रिया काफी सरल हो जाती है और संचालक की योग्यता संबंधी आवश्यकताएँ कम हो जाती हैं।

खंड 1.1: असंतुलन का भौतिकी: गहन विश्लेषण

घूर्णन उपकरणों में किसी भी कंपन का मूल असंतुलन या असंतुलितता है। असंतुलन वह स्थिति है जहाँ रोटर का द्रव्यमान उसके घूर्णन अक्ष के सापेक्ष असमान रूप से वितरित होता है। इस असमान वितरण के कारण अपकेन्द्रीय बल उत्पन्न होते हैं, जो आधारों और संपूर्ण मशीन संरचना में कंपन उत्पन्न करते हैं। ध्यान न दिए जाने पर असंतुलन के परिणाम भयावह हो सकते हैं: बीयरिंगों के समय से पहले घिसने और नष्ट होने से लेकर नींव और मशीन को ही नुकसान पहुँचने तक। असंतुलन के प्रभावी निदान और उन्मूलन के लिए, इसके प्रकारों को स्पष्ट रूप से पहचानना आवश्यक है।

असंतुलन के प्रकार

स्थैतिक असंतुलन (एकल-तल): In this type of unbalance the rotor's central principal axis of inertia is displaced parallel to the axis of rotation - the center of mass is offset radially from the rotation axis. In a static state, such a rotor, installed on horizontal knife-edges (parallel ways), will always turn with the heavy side downward. Static unbalance is dominant for thin, disk-shaped rotors where the length-to-diameter ratio (L/D) is below approximately 0.5, for example, grinding wheels or narrow fan impellers. Static unbalance elimination is possible by installing one corrective weight in one correction plane, diametrically opposite to the heavy point - a single-plane approach that is valid at moderate speeds (roughly under 1000 rpm); high-speed narrow discs still require two-plane balancing.

युगल (क्षण) असंतुलन: यह प्रकार तब होता है जब रोटर का मुख्य जड़त्व अक्ष द्रव्यमान केंद्र पर घूर्णन अक्ष को प्रतिच्छेद करता है, लेकिन उसके समांतर नहीं होता। युग्म असंतुलन को परिमाण में समान लेकिन विपरीत दिशा में स्थित दो असंतुलित द्रव्यमानों के रूप में दर्शाया जा सकता है जो विभिन्न तलों में स्थित होते हैं। स्थिर अवस्था में, ऐसा रोटर संतुलन में होता है, और असंतुलन केवल घूर्णन के दौरान "डगमगाने" या "डगमगाने" के रूप में प्रकट होता है। इसकी क्षतिपूर्ति के लिए, दो अलग-अलग तलों में कम से कम दो सुधारात्मक भारों की स्थापना आवश्यक है, जिससे एक क्षतिपूर्ति आघूर्ण उत्पन्न होता है।

गतिशील असंतुलन: वास्तविक परिस्थितियों में यह असंतुलन का सबसे आम प्रकार है, जो स्थैतिक और युग्म असंतुलनों के संयोजन को दर्शाता है। इस स्थिति में, रोटर का मुख्य केंद्रीय जड़त्व अक्ष घूर्णन अक्ष के साथ संपाती नहीं है और इसे द्रव्यमान केंद्र पर प्रतिच्छेद नहीं करता है। गतिशील असंतुलन को दूर करने के लिए, कम से कम दो तलों में द्रव्यमान संशोधन आवश्यक है। बैलेंसेट-1A जैसे दो-चैनल उपकरण विशेष रूप से इस समस्या के समाधान के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।

अर्ध-स्थैतिक असंतुलन: यह गतिक असंतुलन का एक विशेष मामला है जहाँ जड़त्व का मुख्य अक्ष घूर्णन अक्ष को प्रतिच्छेद करता है, लेकिन रोटर के द्रव्यमान केंद्र पर नहीं। जटिल रोटर प्रणालियों के निदान के लिए यह एक सूक्ष्म लेकिन महत्वपूर्ण अंतर है।

कठोर और लचीले रोटर: महत्वपूर्ण अंतर

संतुलन की मूलभूत अवधारणाओं में से एक है कठोर और लचीले रोटरों के बीच का अंतर। यही अंतर सफल संतुलन की संभावना और कार्यप्रणाली को निर्धारित करता है।

कठोर रोटर: एक रोटर को दृढ़ माना जाता है यदि उसकी प्रचालन घूर्णन आवृत्ति उसकी प्रथम क्रांतिक आवृत्ति से काफ़ी कम हो, और अपकेन्द्रीय बलों के प्रभाव में उसमें कोई महत्वपूर्ण प्रत्यास्थ विकृति (विक्षेपण) न हो। ऐसे रोटर का संतुलन आमतौर पर दो संशोधन तलों में सफलतापूर्वक किया जाता है। बैलेंसेट-1A उपकरण मुख्यतः दृढ़ रोटरों के साथ कार्य करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।

लचीला रोटर: एक रोटर को लचीला माना जाता है यदि वह अपनी किसी महत्वपूर्ण आवृत्ति के करीब या उससे अधिक घूर्णन आवृत्ति पर संचालित होता है। इस स्थिति में, प्रत्यास्थ शाफ्ट विक्षेपण द्रव्यमान विस्थापन के केंद्र के बराबर हो जाता है और स्वयं समग्र कंपन में महत्वपूर्ण योगदान देता है।

कार्य शुरू करने से पहले, रोटर की परिचालन गति को ज्ञात (या परिकलित) महत्वपूर्ण आवृत्तियों से सहसंबंधित करके उसका वर्गीकरण करना अत्यंत महत्वपूर्ण है। यदि अनुनाद को दरकिनार करना असंभव है, तो संतुलन प्रक्रिया के दौरान अनुनाद को स्थानांतरित करने के लिए इकाई की माउंटिंग स्थितियों को अस्थायी रूप से बदलने की सलाह दी जाती है।

अनुभाग 1.2: नियामक ढांचा: आईएसओ मानक

संतुलन के क्षेत्र में मानक कई महत्वपूर्ण कार्य करते हैं: वे एकीकृत तकनीकी शब्दावली स्थापित करते हैं, गुणवत्ता आवश्यकताओं को परिभाषित करते हैं, और महत्वपूर्ण रूप से, तकनीकी आवश्यकता और आर्थिक व्यवहार्यता के बीच समझौता करने के आधार के रूप में कार्य करते हैं।

ISO 21940-11 (पूर्व में ISO 1940-1): Rigid Rotors के Balancing के लिए Quality Requirements

This standard is the fundamental document for determining permissible residual unbalance. It introduces the concept of balance quality grade (G), which is chosen by machine type only. The speed enters later, when the grade is converted into a permissible specific unbalance: e_{प्रति} = (G × 9549) / n.

गुणवत्ता ग्रेड जी: Each type of equipment corresponds to a specific quality grade that remains constant regardless of rotation speed. For example, grade G6.3 is recommended for fans, pumps and general-purpose electric motors, G16 for crushers and agricultural machinery, and G2.5 for turbines and turbo-compressors.

अनुमेय अवशिष्ट असंतुलन (U) की गणना_{प्रति}): The standard allows calculation of a specific permissible unbalance value that serves as a target indicator during balancing. The calculation is performed in three stages:

1. अनुमेय विशिष्ट असंतुलन का निर्धारण (ई_{प्रति}) सूत्र का उपयोग करके:
   e प्रति = (G × 9549) / n
   जहाँ G संतुलन गुणवत्ता ग्रेड (उदाहरण के लिए, 2.5) है, n प्रचालन घूर्णन आवृत्ति (rpm) है। e के मापन की इकाई_{प्रति} g·mm/kg या μm है।
2. अनुमेय अवशिष्ट असंतुलन (यू) का निर्धारण_{प्रति}) सम्पूर्ण रोटर के लिए:
   U प्रति = e प्रति × M
   जहाँ M रोटर का द्रव्यमान (किलोग्राम) है। U की माप की इकाई_{प्रति} g·mm है.
3. Allocation of U_{प्रति} between the two correction planes. For a symmetric rotor, split it 50/50 (in the example below: 19.9 g·mm per plane). For an asymmetric between-bearing rotor: U_बाएं = यू_{प्रति} × (b/L), U_सही = यू_{प्रति} × (a/L), where a and b are the distances from the center of mass to the left and right bearings and L = a + b. Overhung rotors require a moment-based recalculation with a tighter tolerance on the overhung plane. Balanset-1A performs this allocation automatically and shows the per-plane residual unbalance (D1, D2) next to the balancing tolerance on the Result tab.

ISO 20806:2009: Medium और Large Rotors के In-Situ Balancing के लिए Criteria और Safeguards

यह मानक सीधे क्षेत्र संतुलन प्रक्रिया को नियंत्रित करता है।

लाभ: रोटर को वास्तविक परिचालन स्थितियों में, उसके सपोर्ट पर और परिचालन भार के तहत संतुलित करने का मुख्य लाभ यह है कि यह संतुलन बनाए रखता है। इससे सपोर्ट सिस्टम के गतिशील गुणों और उससे जुड़े शाफ्ट ट्रेन घटकों के प्रभाव का स्वतः ही ध्यान रखा जाता है।

नुकसान और सीमाएँ:

• सीमित पहुंच: अक्सर एक इकट्ठी मशीन पर सुधार तल तक पहुंच कठिन होती है, जिससे भार स्थापना की संभावनाएं सीमित हो जाती हैं।
• परीक्षण रन की आवश्यकता: संतुलन प्रक्रिया के लिए मशीन के कई "स्टार्ट-स्टॉप" चक्रों की आवश्यकता होती है।
• गंभीर असंतुलन की समस्या: बहुत बड़े प्रारंभिक असंतुलन के मामलों में, विमान चयन और सुधारात्मक भार द्रव्यमान पर सीमाएं आवश्यक संतुलन गुणवत्ता प्राप्त करने की अनुमति नहीं दे सकती हैं।

भाग II: बैलेंसेट-1A उपकरणों के साथ संतुलन बनाने की व्यावहारिक मार्गदर्शिका

The success of balancing depends overwhelmingly on the thoroughness of preparatory work. Most failures are related not to instrument malfunction, but to ignoring factors affecting measurement repeatability. The main preparation principle is to exclude all other possible sources of vibration so that the instrument measures only the effect of unbalance.

खंड 2.1: सफलता की नींव: निदान और मशीन तैयारी का पूर्व-संतुलन

चरण 1: प्राथमिक कंपन निदान (क्या यह वास्तव में असंतुलन है?)

संतुलन स्थापित करने से पहले, वाइब्रोमीटर मोड में प्रारंभिक कंपन मापन करना उपयोगी होता है। Balanset-1A सॉफ़्टवेयर में "वाइब्रेशन मीटर" मोड (F5 बटन) है, जहाँ आप किसी भी भार को स्थापित करने से पहले समग्र कंपन और घूर्णन आवृत्ति (1×) पर घटक का अलग-अलग कंपन माप सकते हैं।

क्लासिक असंतुलन संकेत: कंपन स्पेक्ट्रम में रोटर की घूर्णन आवृत्ति (1x RPM आवृत्ति पर शिखर) का प्रभुत्व होना चाहिए। क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर दिशाओं में इस घटक का आयाम तुलनीय होना चाहिए, और अन्य हार्मोनिक्स के आयाम काफ़ी कम होने चाहिए।

अन्य दोषों के संकेत: यदि स्पेक्ट्रम में अन्य आवृत्तियों (जैसे, 2x, 3x आरपीएम) या गैर-बहुवचन आवृत्तियों पर महत्वपूर्ण शिखर दिखाई देते हैं, तो यह अन्य समस्याओं की उपस्थिति को इंगित करता है जिन्हें संतुलन स्थापित करने से पहले दूर किया जाना चाहिए।

चरण 2: व्यापक यांत्रिक निरीक्षण (चेकलिस्ट)

• रोटर: Thoroughly clean all rotor surfaces from dirt, rust and built-up deposits (caked product). Even a small amount of dirt at a large radius creates significant unbalance. Check for absence of broken or missing elements.
• बियरिंग्स: बेयरिंग असेंबली में अत्यधिक ढीलापन, अनावश्यक शोर और अत्यधिक गर्मी की जांच करें। घिसे हुए बेयरिंग से स्थिर रीडिंग प्राप्त नहीं हो पाएंगी।
• नींव और फ्रेम: Ensure that the unit is installed on a rigid foundation. Check the torque of the anchor bolts and the absence of cracks in the frame.
• चालक तंत्र: बेल्ट ड्राइव के लिए, बेल्ट के तनाव और स्थिति की जाँच करें। कपलिंग कनेक्शन के लिए - शाफ्ट का संरेखण जांचें।
• सुरक्षा: सभी सुरक्षा गार्डों की उपस्थिति और सेवाक्षमता सुनिश्चित करें।

अनुभाग 2.2: उपकरण सेटअप और कॉन्फ़िगरेशन

हार्डवेयर इंस्टॉल करना

कंपन सेंसर (एक्सेलेरोमीटर):

• Connect sensor cables to corresponding instrument connectors (e.g., X1 and X2 for Balanset-1A; on newer revisions the connectors are labeled Ch-1 and Ch-2).
• बेयरिंग हाउसिंग पर सेंसर को रोटर के जितना संभव हो सके उतना करीब स्थापित करें।
• प्रमुख अभ्यास: अधिकतम सिग्नल प्राप्त करने के लिए, सेंसर को उस दिशा में स्थापित किया जाना चाहिए जहाँ कंपन सबसे अधिक हो। मजबूत संपर्क सुनिश्चित करने के लिए एक शक्तिशाली चुंबकीय आधार या थ्रेडेड माउंट का उपयोग करें।

चरण सेंसर (लेजर टैकोमीटर):

• Connect the sensor to the special input (X3 for Balanset-1A; labeled Tacho on newer revisions).
• रोटर के शाफ्ट या अन्य घूमने वाले हिस्से पर परावर्तक टेप का एक छोटा टुकड़ा चिपका दें।
• टैकोमीटर को इस प्रकार स्थापित करें कि लेजर बीम पूरे चक्कर के दौरान स्थिर रूप से निशान पर पड़ती रहे।

सॉफ़्टवेयर कॉन्फ़िगरेशन (Balanset-1A)

• Launch the software and connect the USB interface module (administrator rights are not required).
• Go to the balancing module (F7 - Balancing). Create a new record for the unit being balanced.
• Select balancing type: 1-plane (static, the F2 - Single-plane tab) for narrow rotors or 2-plane (dynamic, the F3 - Two-plane tab) for most other cases.
• करेक्शन प्लेन को परिभाषित करें: रोटर पर ऐसे स्थान चुनें जहां करेक्टिव वेट को सुरक्षित रूप से स्थापित किया जा सके।

अनुभाग 2.3: संतुलन प्रक्रिया: चरण-दर-चरण मार्गदर्शिका

रन 0: प्रारंभिक माप

• मशीन को चालू करें और उसे स्थिर परिचालन गति पर लाएँ। यह अत्यंत महत्वपूर्ण है कि आगे के सभी संचालनों में घूर्णन गति समान रहे।
• प्रोग्राम में, माप शुरू करें। उपकरण प्रारंभिक कंपन आयाम और चरण मानों को रिकॉर्ड करेगा।

रन 1: प्लेन 1 में परीक्षण भार

• मशीन बंद करो.
• परीक्षण वजन चयन: The trial weight mass should be sufficient to cause noticeable change in vibration parameters (amplitude change of at least 20-30% OR phase change of at least 20-30 degrees). You do not have to guess the starting mass: after Run 0 the software's First Trial Weight Estimator recommends both the trial weight mass and its installation angle from the tachometer mark, and the program warns if the installed weight turns out to be too small.
• परीक्षण भार स्थापना: परीक्षण भार को समतल 1 में ज्ञात त्रिज्या पर सुरक्षित रूप से स्थापित करें। कोणीय स्थिति को रिकॉर्ड करें।
• मशीन को उसी स्थिर गति से चालू करें।
• दूसरा माप लें।
• मशीन को रोकें और remove the trial weight. If removing it is impractical, you can leave it installed - check the "Leave on rotor" box in the software so the calculation accounts for it.

रन 2: प्लेन 2 में परीक्षण भार (2-प्लेन संतुलन के लिए)

• चरण 2 की प्रक्रिया को हूबहू दोहराएं, लेकिन परीक्षण भार को तल 2 में स्थापित करें।
• शुरू करें, मापें, रोकें और remove the trial weight (or leave it with the "Leave on rotor" box checked, as in Run 1).

सुधारात्मक भार की गणना और स्थापना

• परीक्षण के दौरान दर्ज वेक्टर परिवर्तनों के आधार पर, कार्यक्रम स्वचालित रूप से प्रत्येक विमान के लिए सुधारात्मक भार के द्रव्यमान और स्थापना कोण की गणना करेगा।
• स्थापना कोण को आमतौर पर रोटर घूर्णन की दिशा में परीक्षण भार स्थान से मापा जाता है।
• स्थायी सुधारात्मक भारों को मजबूती से संलग्न करें। वेल्डिंग का उपयोग करते समय, ध्यान रखें कि वेल्ड का भी अपना द्रव्यमान होता है।

Run T (Trim): Verification measurement and fine balancing

• मशीन को पुनः चालू करें.
• अवशिष्ट कंपन के स्तर का आकलन करने के लिए नियंत्रण माप करें।
• प्राप्त मान की तुलना ISO 1940-1 के अनुसार गणना की गई सहनशीलता से करें।
• यदि कंपन अभी भी सहनशीलता सीमा से अधिक है, तो उपकरण एक छोटा "फाइन" (ट्रिम) सुधार की गणना करेगा।
• रिपोर्ट पूरी होने पर, भविष्य में संभावित उपयोग के लिए रिपोर्ट और प्रभाव गुणांकों को सहेज लें।

भाग III: उन्नत समस्या समाधान और समस्या निवारण

यह खंड क्षेत्र संतुलन के सबसे जटिल पहलुओं को समर्पित है - ऐसी स्थितियाँ जहाँ मानक प्रक्रिया से परिणाम नहीं मिलते।

अनुभाग 3.1: माप अस्थिरता का निदान और निवारण

लक्षण: समान परिस्थितियों में बार-बार मापन के दौरान, आयाम और/या कला पाठ्यांकों में महत्वपूर्ण परिवर्तन ("फ्लोट", "जंप") होता है। इससे सुधार गणना असंभव हो जाती है।

मूल कारण: यह उपकरण खराब नहीं है। यह सटीक रूप से बताता है कि सिस्टम की कंपन प्रतिक्रिया अस्थिर और अप्रत्याशित है।

व्यवस्थित निदान एल्गोरिथ्म:

• यांत्रिक ढीलापन: यह सबसे आम कारण है। बेयरिंग हाउसिंग माउंटिंग बोल्ट और फ्रेम एंकर बोल्ट की कसावट की जांच करें। नींव या फ्रेम में दरारों की जांच करें।
• बेयरिंग दोष: रोलिंग बेयरिंग में अत्यधिक आंतरिक क्लीयरेंस या बेयरिंग शेल के घिसाव के कारण शाफ्ट सपोर्ट के अंदर अनियमित रूप से घूमने लगता है।
• प्रक्रिया-संबंधी अस्थिरता:
  • वायुगतिकीय (पंखे): अशांत वायु प्रवाह और ब्लेड से प्रवाह का पृथक्करण अनियमित बल प्रभावों का कारण बन सकता है।
  • हाइड्रोलिक (पंप): कैविटेशन शक्तिशाली, अनियमित हाइड्रोलिक झटके पैदा करता है जो असंतुलन से प्राप्त आवधिक संकेत को छिपा देता है।
  • आंतरिक जन आंदोलन (क्रशर, मिलें): रोटर के अंदर पदार्थ का पुनर्वितरण हो सकता है, जो "गतिशील असंतुलन" के रूप में कार्य करता है।
• अनुनाद: यदि परिचालन गति संरचना की प्राकृतिक आवृत्ति के बहुत करीब है, तो गति में मामूली बदलाव भी कंपन के आयाम और चरण में भारी परिवर्तन का कारण बनते हैं।
• तापीय प्रभाव: मशीन के गर्म होने पर, ऊष्मीय विस्तार के कारण शाफ्ट में झुकाव या संरेखण में परिवर्तन हो सकता है।

खंड 3.2: जब संतुलन से मदद न मिले: मूल दोषों की पहचान करना

लक्षण: संतुलन प्रक्रिया पूरी हो चुकी है, रीडिंग स्थिर हैं, लेकिन अंतिम कंपन अभी भी अधिक है।

Using the vibration spectrum for differential diagnosis (in the Balanset software: F8 - Charts, "F5-Spectrum (Hz)" tab):

• शाफ्ट का गलत संरेखण: मुख्य लक्षण - 2x आरपीएम आवृत्ति पर उच्च कंपन शिखर। उच्च अक्षीय कंपन इसकी विशेषता है।
• रोलिंग बेयरिंग दोष: Manifest as high-frequency vibration at characteristic "bearing" frequencies (BPFO, BPFI, BSF, FTF). Note that detailed rolling-bearing diagnostics is beyond the scope of Balanset-1A: the instrument measures vibration velocity in the 5-1000 Hz band, the sensor response rolls off above roughly 550 Hz, and there is no envelope (demodulation) analysis - use a dedicated bearing analyzer for that task.
• शाफ्ट धनुष: Manifests as high peak at 1x RPM but often accompanied by noticeable component at 2x RPM. When the rotor is balanced on a mandrel, the software offers built-in runout compensation: the F7 - Run Ecc measurement (taken with the rotor turned 180 degrees on the mandrel) together with the "Subtract mandrel runout from measurements" option, so eccentricity is not mistaken for unbalance.
• विद्युत समस्याएँ (विद्युत मोटर): चुंबकीय क्षेत्र की विषमता आपूर्ति आवृत्ति से दोगुनी आवृत्ति (50 हर्ट्ज नेटवर्क के लिए 100 हर्ट्ज) पर कंपन उत्पन्न कर सकती है।

सामान्य संतुलन त्रुटियाँ और रोकथाम के सुझाव

• दोषपूर्ण या गंदे रोटर को संतुलित करना: संतुलन करने से पहले हमेशा तंत्र की स्थिति की जांच करें।
• परीक्षण वजन बहुत छोटा: 20-30% कंपन परिवर्तन नियम का लक्ष्य रखें।
• Inconsistent operating speed between runs: सभी मापों के दौरान हमेशा स्थिर और एक समान घूर्णन गति बनाए रखें।
• चरण और अंक त्रुटियाँ: कोण निर्धारण की सावधानीपूर्वक निगरानी करें। सुधारात्मक भार कोण को आमतौर पर परीक्षण भार की स्थिति से घूर्णन की दिशा में मापा जाता है।
• वजन का गलत लगाव या नुकसान: Strictly follow the methodology - remove the trial weight after the run, or, if it stays on the rotor, make sure the "Leave on rotor" box is checked so the calculation accounts for it.

संतुलन गुणवत्ता मानक

Note: the grade number is the product e_{प्रति}·ω in mm/s. The permissible specific unbalance itself is speed-dependent: e_{प्रति} = (G × 9549) / n [μm]. Example: G6.3 at 1500 rpm gives e_{प्रति} = 40.1 μm; at 3000 rpm it gives 20.1 μm.

भाग IV: अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न और आवेदन नोट्स

अनुभाग 4.1: सामान्य अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

मुझे 1-प्लेन बनाम 2-प्लेन बैलेंसिंग का उपयोग कब करना चाहिए?
Use 1-plane (static) balancing for narrow, disk-shaped rotors where the length-to-diameter ratio (L/D) is below approximately 0.5 and the speed is moderate (roughly under 1000 rpm), such as grinding wheels or narrow fan impellers. Use 2-plane (dynamic) balancing for elongated rotors, for any L/D above approximately 0.5, and for high-speed narrow discs. Two-plane balancing corrects both static unbalance and couple (moment) unbalance.

यदि परीक्षण भार के कारण कंपन खतरनाक रूप से बढ़ जाए तो मुझे क्या करना चाहिए?
मशीन को तुरंत रोकें। इससे पता चलता है कि परीक्षण भार को मौजूदा भारी बिंदु के पास स्थापित किया गया था, जिससे असंतुलन और बढ़ गया। इसका समाधान यह है कि परीक्षण भार को उसकी मूल स्थिति से 180 डिग्री घुमाकर माप को दोहराएं। इससे यह सुनिश्चित होता है कि परीक्षण भार मौजूदा असंतुलन को बढ़ाने के बजाय विपरीत प्रभाव उत्पन्न करता है।

क्या मैं किसी दूसरी मशीन के लिए सहेजे गए प्रभाव गुणांकों का उपयोग कर सकता हूँ?
जी हां, लेकिन केवल तभी जब मशीनें बिल्कुल एक जैसी हों - एक ही मॉडल, एक ही रोटर, एक ही आधार, एक ही बेयरिंग। संरचनात्मक कठोरता में किसी भी बदलाव से प्रभाव गुणांक बदल जाएंगे और वे अमान्य हो जाएंगे। सर्वोत्तम अभ्यास यह है कि सटीक सुधार गणना सुनिश्चित करने के लिए प्रत्येक नई मशीन के लिए हमेशा नए परीक्षण किए जाएं।

स्थैतिक असंतुलन और गतिशील असंतुलन में क्या अंतर है?
In static unbalance the rotor's central principal axis of inertia is displaced parallel to the rotation axis - the center of mass is offset radially from the axis - and it can be detected without spinning by placing the rotor on knife-edge supports. Dynamic unbalance is a combination of static and couple unbalance where the principal axis of inertia doesn't coincide with the rotation axis - it only manifests during rotation and requires two-plane correction.

मेरे बैलेंसिंग रीडिंग अस्थिर (फ्लोटिंग) क्यों हैं?
अस्थिर रीडिंग यह दर्शाती हैं कि सिस्टम की कंपन प्रतिक्रिया अप्रत्याशित है। इसके सामान्य कारणों में शामिल हैं: यांत्रिक शिथिलता (ढीले बोल्ट, दरारें), अत्यधिक प्ले वाले घिसे हुए बियरिंग, प्रक्रिया अस्थिरता (पंपों में कैविटेशन, पंखों में टर्बुलेंस), अनुनाद (प्राकृतिक आवृत्ति के निकट परिचालन गति), वार्म-अप के दौरान थर्मल प्रभाव, या आस-पास के उपकरणों से कंपन। संतुलन स्थापित करने का प्रयास करने से पहले इन समस्याओं का समाधान करें।

दो-तल संतुलन में तीन-रन विधि क्या है?
तीन चरणों वाली विधि में निम्नलिखित चरण शामिल हैं: चरण 0 - आधारभूत कंपन स्थापित करने के लिए बिना किसी परीक्षण भार के प्रारंभिक माप; चरण 1 - तल 1 में परीक्षण भार स्थापित करके उसके प्रभाव का निर्धारण करने के लिए माप; चरण 2 - तल 2 में परीक्षण भार स्थानांतरित करके माप। इन तीन डेटा बिंदुओं के आधार पर, उपकरण प्रभाव गुणांक विधि का उपयोग करके दोनों तलों के लिए आवश्यक सटीक सुधारात्मक भार की गणना करता है।

ISO 1940-1 के अनुसार अनुमेय अवशिष्ट असंतुलन की गणना मैं कैसे करूँ?
First calculate permissible specific unbalance: e_{प्रति} = (G × 9549) / n, where G is the quality grade (e.g., 2.5 for turbines, 6.3 for fans) and n is RPM. Then calculate permissible residual unbalance: U_{प्रति} = ई_{प्रति} × M, where M is rotor mass in kg. For example, a 5 kg rotor at 3000 RPM with G2.5: e_{प्रति} = (2.5 × 9549)/3000 = 7.96 μm, U_{प्रति} = 7.96 × 5 = 39.8 ग्राम·मिमी.

सटीक संतुलन के लिए आवश्यक न्यूनतम परीक्षण भार प्रभाव क्या है?
परीक्षण भार से कंपन आयाम में कम से कम 20-30 डिग्री का परिवर्तन या कला कोण में 20-30 डिग्री का परिवर्तन होना चाहिए। यदि प्रभाव बहुत कम है, तो उपयोगी संकेत मापन शोर में दब जाता है, जिससे त्रुटिपूर्ण सुधार गणनाएँ हो सकती हैं। यदि कोई परिवर्तन नहीं होता है, तो परीक्षण भार का द्रव्यमान (सुरक्षित सीमा के भीतर) तब तक बढ़ाएँ जब तक कि पर्याप्त प्रभाव प्राप्त न हो जाए।

How do I account for keyways? (ISO 8821, now ISO 21940-32:2012)
Standard practice is to use a "half-key" in the shaft keyway when balancing without the mating part, as specified in ISO 21940-32:2012 (which superseded ISO 8821). This compensates for the mass of that part of the key that fills the groove on the shaft.

अनुभाग 4.2: विशिष्ट उपकरण प्रकारों के लिए संतुलन मार्गदर्शिका

Industrial fans and induced-draft (ID) fans:

• समस्या: ब्लेडों पर उत्पाद के जमाव या घर्षण के कारण असंतुलन होने की सबसे अधिक संभावना होती है।
• प्रक्रिया: काम शुरू करने से पहले इम्पेलर को अच्छी तरह से साफ करें। अस्थिरता पैदा करने वाले वायुगतिकीय बलों पर ध्यान दें।

पंप:

• समस्या: मुख्य शत्रु - गुहिकायन.
• प्रक्रिया: संतुलन स्थापित करने से पहले, इनलेट पर पर्याप्त कैविटेशन मार्जिन (एनपीएसएचए) सुनिश्चित करें। यह भी जांच लें कि सक्शन पाइपलाइन अवरुद्ध तो नहीं है।

क्रशर, ग्राइंडर और मल्चर:

• समस्या: अत्यधिक घिसावट, हथौड़े के टूटने या घिसने के कारण असंतुलन में बड़े बदलाव की संभावना।
• प्रक्रिया: कार्यशील घटकों की अखंडता और जुड़ाव की जाँच करें। मशीन फ्रेम को अतिरिक्त मजबूती प्रदान करने की आवश्यकता हो सकती है।

विद्युत मोटर आर्मेचर:

• समस्या: इसमें यांत्रिक और विद्युत दोनों प्रकार के कंपन स्रोत हो सकते हैं।
• प्रक्रिया: Use the vibration spectrum (F8 - Charts) to check for vibration at twice the supply frequency. Its presence indicates electrical malfunction, not unbalance.

निष्कर्ष

बैलेंससेट-1ए जैसे पोर्टेबल उपकरणों का उपयोग करके रोटरों का गतिशील संतुलन स्थापित करना औद्योगिक उपकरणों के संचालन की विश्वसनीयता और दक्षता बढ़ाने का एक शक्तिशाली साधन है। हालांकि, इस प्रक्रिया की सफलता उपकरण पर उतनी निर्भर नहीं करती जितनी कि विशेषज्ञ की योग्यता और व्यवस्थित दृष्टिकोण अपनाने की क्षमता पर।

प्रमुख सिद्धांत:

• तैयारी परिणाम निर्धारित करती है: रोटर की पूरी तरह से सफाई, बेयरिंग और फाउंडेशन की स्थिति की जांच और प्रारंभिक कंपन निदान सफल संतुलन के लिए अनिवार्य शर्तें हैं।
• मानकों का अनुपालन ही गुणवत्ता का आधार है: आईएसओ 1940-1 का अनुप्रयोग व्यक्तिपरक मूल्यांकन को वस्तुनिष्ठ, मापने योग्य और कानूनी रूप से महत्वपूर्ण परिणाम में बदल देता है।
• यह उपकरण न केवल एक संतुलनकर्ता है बल्कि एक निदान उपकरण भी है: संतुलन बनाने में असमर्थता या पढ़ने में अस्थिरता महत्वपूर्ण नैदानिक संकेत हैं जो अधिक गंभीर समस्याओं का संकेत देते हैं।
• प्रक्रिया भौतिकी को समझना गैर-मानक कार्यों को हल करने की कुंजी है: कठोर और लचीले रोटरों के बीच अंतर का ज्ञान और अनुनाद के प्रभाव को समझना विशेषज्ञों को सही निर्णय लेने में सक्षम बनाता है।

इस मार्गदर्शिका में उल्लिखित अनुशंसाओं का पालन करने से तकनीकी विशेषज्ञ न केवल विशिष्ट कार्यों से सफलतापूर्वक निपट सकेंगे, बल्कि घूर्णन उपकरण कंपन की जटिल, गैर-मामूली समस्याओं का प्रभावी ढंग से निदान और समाधान भी कर सकेंगे।