क्षेत्र गतिशील संतुलन

भाग I: गतिशील संतुलन के सैद्धांतिक और नियामक आधार

फील्ड डायनामिक बैलेंसिंग कंपन कमीशनिंग और स्थिति-आधारित रखरखाव में प्रमुख संचालनों में से एक है, जिसका उद्देश्य औद्योगिक उपकरणों की सेवा आयु बढ़ाना और आपातकालीन स्थितियों को रोकना है। Balanset-1A जैसे पोर्टेबल उपकरणों का उपयोग इन संचालनों को सीधे संचालन स्थल पर करने की अनुमति देता है, जिससे डाउनटाइम और डिसमेंटलिंग से जुड़ी लागत कम से कम हो जाती है। हालाँकि, सफल संतुलन के लिए न केवल उपकरण के साथ काम करने की क्षमता चाहिए, बल्कि कंपन के मूल में निहित भौतिक प्रक्रियाओं की गहरी समझ, और कार्य की गुणवत्ता को नियंत्रित करने वाले नियामक ढांचे का ज्ञान भी चाहिए।

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): इस प्रकार के असंतुलन में रोटर की केंद्रीय प्रमुख जड़त्व अक्ष घूर्णन अक्ष के समानांतर विस्थापित हो जाती है - द्रव्यमान का केंद्र घूर्णन अक्ष से रेडियल रूप से हट जाता है। स्थैतिक अवस्था में, ऐसा रोटर, जो क्षैतिज नाइफ-एज (समानांतर पथों) पर स्थापित हो, हमेशा भारी पक्ष को नीचे की ओर करके घूमेगा। स्थैतिक असंतुलन पतले, डिस्क के आकार के रोटरों में प्रमुख होता है जहाँ लंबाई-से-व्यास अनुपात (L/D) लगभग 0.5 से कम होता है, उदाहरण के लिए, ग्राइंडिंग व्हील या संकीर्ण फैन इम्पेलर। स्थैतिक असंतुलन को एक सुधार तल में एक सुधार वज़न स्थापित करके, भारी बिंदु के ठीक विपरीत, दूर किया जा सकता है - यह एक सिंगल-प्लेन दृष्टिकोण है जो मध्यम गति (लगभग 1000 rpm से कम) पर मान्य है; उच्च-गति वाले संकीर्ण डिस्क को अभी भी दो-तल संतुलन की आवश्यकता होती है।

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

यह मानक अनुमेय अवशिष्ट असंतुलन निर्धारित करने के लिए मूलभूत दस्तावेज़ है। यह संतुलन गुणवत्ता ग्रेड (G) की अवधारणा प्रस्तुत करता है, जिसे केवल मशीन के प्रकार के अनुसार चुना जाता है। गति बाद में शामिल होती है, जब ग्रेड को एक अनुमेय विशिष्ट असंतुलन में परिवर्तित किया जाता है: e_{प्रति} = (G × 9549) / n.

गुणवत्ता ग्रेड जी: हर प्रकार के उपकरण एक विशिष्ट गुणवत्ता ग्रेड से मेल खाते हैं जो घूर्णन गति की परवाह किए बिना स्थिर रहता है। उदाहरण के लिए, ग्रेड G6.3 पंखों, पंपों और सामान्य-उद्देश्य वाली इलेक्ट्रिक मोटरों के लिए, G16 क्रशर और कृषि मशीनरी के लिए, और G2.5 टर्बाइन और टर्बो-कंप्रेसर के लिए अनुशंसित है।

अनुमेय अवशिष्ट असंतुलन (U) की गणना_{प्रति}): यह मानक एक विशिष्ट अनुमेय असंतुलन मान की गणना की अनुमति देता है जो संतुलन के दौरान एक लक्ष्य संकेतक के रूप में कार्य करता है। गणना तीन चरणों में की जाती है:

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. U का आवंटन_{प्रति} दो संशोधन तलों के बीच। सममित रोटर के लिए, इसे 50/50 बाँटें (नीचे दिए उदाहरण में: प्रति तल 19.9 g·mm)। असममित बीच-बेयरिंग रोटर के लिए: U_बाएं = यू_{प्रति} × (b/L), U_सही = यू_{प्रति} × (a/L), जहाँ a और b द्रव्यमान के केंद्र से बाएं और दाएं बेयरिंग्स तक की दूरियाँ हैं और L = a + b। ओवरहैंग रोटरों को ओवरहैंग तल पर सख्त सहनशीलता के साथ एक बलाघूर्ण-आधारित पुनर्गणना की आवश्यकता होती है। Balanset-1A यह आवंटन स्वचालित रूप से करता है और Result टैब पर संतुलन सहनशीलता के साथ प्रति-तल अवशिष्ट असंतुलन (D1, D2) दिखाता है।

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

संतुलन की सफलता काफी हद तक तैयारी कार्य की सावधानी पर निर्भर करती है। अधिकांश विफलताएँ उपकरण की खराबी से नहीं, बल्कि मापन की दोहराव-क्षमता को प्रभावित करने वाले कारकों की उपेक्षा से जुड़ी होती हैं। तैयारी का मुख्य सिद्धांत यह है कि कंपन के सभी अन्य संभावित स्रोतों को बाहर रखा जाए ताकि उपकरण केवल असंतुलन के प्रभाव को मापे।

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: रोटर की सभी सतहों को गंदगी, जंग और जमे हुए पदार्थ (caked product) से अच्छी तरह साफ करें। बड़ी त्रिज्या पर थोड़ी सी भी गंदगी महत्वपूर्ण असंतुलन पैदा करती है। टूटे हुए या गायब हिस्सों की अनुपस्थिति की जाँच करें।
• 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: सुनिश्चित करें कि यूनिट एक कठोर नींव पर स्थापित है। एंकर बोल्टों के टॉर्क और फ्रेम में दरारों की अनुपस्थिति की जाँच करें।
• 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):

• सेंसर केबल को संबंधित उपकरण कनेक्टरों से जोड़ें (उदाहरण के लिए, Balanset-1A के लिए X1 और X2; नए संस्करणों पर कनेक्टरों को Ch-1 और Ch-2 लेबल किया गया है)।
• 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):

• सेंसर को विशेष इनपुट से कनेक्ट करें (Balanset-1A के लिए X3; नए संस्करणों पर Tacho लेबल किया गया)।
• 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)

• सॉफ्टवेयर लॉन्च करें और USB इंटरफेस मॉड्यूल कनेक्ट करें (प्रशासक अधिकारों की आवश्यकता नहीं है)।
• बैलेंसिंग मॉड्यूल (F7 - Balancing) पर जाएँ। संतुलित की जा रही यूनिट के लिए एक नया रिकॉर्ड बनाएँ।
• संतुलन प्रकार चुनें: संकीर्ण रोटरों के लिए 1-तल (स्थैतिक, F2 - Single-plane टैब) या अधिकांश अन्य मामलों के लिए 2-तल (गतिशील, F3 - Two-plane टैब)।
• 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: परीक्षण भार का द्रव्यमान इतना पर्याप्त होना चाहिए कि कंपन के मापदंडों में उल्लेखनीय परिवर्तन उत्पन्न हो (कम से कम 20-30% आयाम परिवर्तन या कम से कम 20-30 डिग्री फेज परिवर्तन)। आपको प्रारंभिक द्रव्यमान का अनुमान लगाने की आवश्यकता नहीं है: Run 0 के बाद सॉफ्टवेयर का First Trial Weight Estimator टैकोमीटर चिह्न से परीक्षण भार का द्रव्यमान और उसका स्थापना कोण दोनों सुझाता है, और यदि लगाया गया भार बहुत छोटा निकलता है तो प्रोग्राम चेतावनी देता है।
• 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 परीक्षण भार हटाएँ. यदि इसे हटाना अव्यावहारिक है, तो आप इसे लगा हुआ छोड़ सकते हैं - सॉफ्टवेयर में "Leave on rotor" बॉक्स को चेक करें ताकि गणना इसे ध्यान में रखे।

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 परीक्षण भार हटाएँ (या इसे "Leave on rotor" बॉक्स चेक करके छोड़ दें, जैसा Run 1 में किया गया था)।

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): सत्यापन मापन और सूक्ष्म संतुलन

• 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।

विभेदक निदान के लिए कंपन स्पेक्ट्रम का उपयोग (Balanset सॉफ्टवेयर में: F8 - Charts, "F5-Spectrum (Hz)" टैब):

• शाफ्ट का गलत संरेखण: मुख्य लक्षण - 2x आरपीएम आवृत्ति पर उच्च कंपन शिखर। उच्च अक्षीय कंपन इसकी विशेषता है।
• रोलिंग बेयरिंग दोष: विशेषता «बेयरिंग» आवृत्तियों (BPFO, BPFI, BSF, FTF) पर उच्च-आवृत्ति कंपन के रूप में प्रकट होता है। ध्यान दें कि विस्तृत रोलिंग-बेयरिंग निदान Balanset-1A के दायरे से बाहर है: यह उपकरण 5-1000 हर्ट्ज़ बैंड में कंपन वेग मापता है, सेंसर की प्रतिक्रिया लगभग 550 हर्ट्ज़ से ऊपर कम होने लगती है, और कोई envelope (डिमॉड्युलेशन) विश्लेषण नहीं है - इस कार्य के लिए एक समर्पित बेयरिंग एनालाइज़र का उपयोग करें।
• शाफ्ट धनुष: 1x RPM पर एक उच्च शिखर के रूप में प्रकट होता है लेकिन अक्सर 2x RPM पर एक उल्लेखनीय घटक के साथ होता है। जब रोटर को एक मैंड्रेल पर संतुलित किया जाता है, तो सॉफ्टवेयर बिल्ट-इन रनआउट क्षतिपूर्ति प्रदान करता है: F7 - Run Ecc मापन (रोटर को मैंड्रेल पर 180 डिग्री घुमाकर लिया जाता है) «Subtract mandrel runout from measurements» विकल्प के साथ, ताकि विलक्षणता को असंतुलन न समझा जाए।
• 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।
• रन के बीच असंगत परिचालन गति: 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: कार्यविधि का सख्ती से पालन करें - रन के बाद परीक्षण भार हटा दें, या यदि यह रोटर पर बना रहता है, तो सुनिश्चित करें कि "Leave on rotor" बॉक्स चेक किया गया है ताकि गणना इसे ध्यान में रखे।

संतुलन गुणवत्ता मानक

नोट: ग्रेड संख्या गुणनफल e है_{प्रति}·ω mm/s में। स्वीकार्य विशिष्ट असंतुलन स्वयं गति पर निर्भर है: e_{प्रति} = (G × 9549) / n [μm]। उदाहरण: 1500 rpm पर G6.3 देता है e_{प्रति} = 40.1 μm; 3000 rpm पर यह 20.1 μm देता है।

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?
संकीर्ण, डिस्क के आकार के रोटरों के लिए 1-तल (स्थैतिक) संतुलन का उपयोग करें जहाँ लंबाई-से-व्यास अनुपात (L/D) लगभग 0.5 से कम हो और गति मध्यम हो (लगभग 1000 rpm से कम), जैसे ग्राइंडिंग व्हील या संकीर्ण फैन इम्पेलर। लंबे रोटरों के लिए, लगभग 0.5 से अधिक किसी भी L/D के लिए, और उच्च-गति संकीर्ण डिस्क के लिए 2-तल (गतिज) संतुलन का उपयोग करें। 2-तल संतुलन स्थैतिक असंतुलन और कपल (बलाघूर्ण) असंतुलन दोनों को ठीक करता है।

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?
स्थैतिक असंतुलन में रोटर की केंद्रीय प्रमुख जड़त्व अक्ष घूर्णन अक्ष के समानांतर विस्थापित हो जाती है - द्रव्यमान का केंद्र अक्ष से रेडियल रूप से हट जाता है - और इसे बिना घुमाए, रोटर को नाइफ-एज समर्थन पर रखकर पहचाना जा सकता है। गतिज असंतुलन स्थैतिक और कपल असंतुलन का एक संयोजन है जहाँ प्रमुख जड़त्व अक्ष घूर्णन अक्ष के साथ मेल नहीं खाती - यह केवल घूर्णन के दौरान प्रकट होता है और इसके लिए दो-तल सुधार आवश्यक है।

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?
पहले अनुमेय विशिष्ट असंतुलन की गणना करें: e_{प्रति} = (G × 9549) / n, जहाँ G गुणवत्ता ग्रेड है (जैसे, टर्बाइनों के लिए 2.5, पंखों के लिए 6.3) और n RPM है। फिर स्वीकार्य अवशिष्ट असंतुलन की गणना करें: U_{प्रति} = ई_{प्रति} × M, जहाँ M किलोग्राम में रोटर द्रव्यमान है। उदाहरण के लिए, G2.5 के साथ 3000 RPM पर 5 kg रोटर: 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।

मैं कीवे को कैसे ध्यान में रखूँ? (ISO 8821, अब ISO 21940-32:2012)
बिना संगत भाग के संतुलन करते समय शाफ्ट की-वे में "हाफ-की" का उपयोग करना मानक प्रथा है, जैसा कि ISO 21940-32:2012 (जिसने ISO 8821 का स्थान लिया) में निर्दिष्ट है। यह चाबी के उस हिस्से के द्रव्यमान की भरपाई करता है जो शाफ्ट पर खांचे को भरता है।

अनुभाग 4.2: विशिष्ट उपकरण प्रकारों के लिए संतुलन मार्गदर्शिका

औद्योगिक पंखे और इंड्यूस्ड-ड्राफ्ट (ID) पंखे:

• 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: आपूर्ति आवृत्ति के दोगुने पर कंपन जाँचने के लिए कंपन स्पेक्ट्रम (F8 - Charts) का उपयोग करें। इसकी उपस्थिति विद्युत खराबी दर्शाती है, असंतुलन नहीं।

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।