Razumijevanje balansiranja u jednoj ravnini
Definicija: Što je balansiranje u jednoj ravnini?
Balansiranje u jednoj ravnini je balansiranje postupak u kojem se neravnoteža rotora ispravlja dodavanjem ili uklanjanjem mase samo u jednoj radijalnoj ravnini okomitoj na os rotacije. Ova metoda je prikladna kada je neravnoteža pretežno statički u prirodi - što znači da je središte mase rotora pomaknuto od osi rotacije, ali ne postoji značajan spreg ili moment koji uzrokuje teturanje rotora.
Balansiranje u jednoj ravnini je najjednostavnija i najekonomičnija metoda balansiranja, koja zahtijeva samo jednu korekcijska ravnina i obično samo jedan probna težina trčati do završetka.
Kada koristiti balansiranje u jednoj ravnini
Balansiranje u jednoj ravnini prikladno je za specifične tipove rotora i radne uvjete:
1. Rotori diskovnog tipa
Rotori čija je aksijalna duljina (debljina) mala u usporedbi s promjerom idealni su kandidati. Često se nazivaju “uskim” ili “tankim” rotorima. Primjeri uključuju:
- Brusne ploče
- Listovi kružne pile
- Rotori jednostupanjskog ventilatora ili puhala
- Zamašnjaci
- Rotori disk kočnica
- Pojedinačne remenice
2. Kruti rotori koji rade ispod prve kritične brzine
Za kruti rotori koje posluju znatno ispod svog prvog kritična brzina, balansiranje u jednoj ravnini može biti dovoljno čak i ako rotor ima određenu aksijalnu duljinu. Ključno je da rotor ne prolazi kroz značajno savijanje ili deformaciju tijekom rada.
3. Kada se zna da je neravnoteža statička
Ako je stanje neravnoteže uzrokovano jednim lokaliziranim izvorom - poput nakupljanja materijala, nedostajuće lopatice ventilatora ili ekscentričnog pričvršćivanja - i mjerenja vibracija pokazuju pretežno kretanje u fazi na svim mjestima ležajeva, prikladno je balansiranje u jednoj ravnini.
Postupak balansiranja u jednoj ravnini
Postupak slijedi jednostavan, sustavni pristup korištenjem metode koeficijenta utjecaja:
Korak 1: Početno mjerenje
Dok rotor radi normalnom brzinom, izmjerite i zabilježite početni vektor vibracija (amplitudu i fazu) na jednom ili više mjesta ležaja. To predstavlja vibracije uzrokovane izvornim neravnoteža.
Korak 2: Pričvrstite probni uteg
Zaustavite stroj i pričvrstite poznati probna težina u prikladnom kutnom položaju (obično 0°) na odabranoj korekcijskoj ravnini. Probni uteg trebao bi biti dovoljne veličine da proizvede primjetnu promjenu vibracija - obično 25-50% početne razine vibracija.
Korak 3: Probni rad
Ponovno pokrenite stroj i izmjerite novi vektor vibracija na istom mjestu (mjestima). Ovo mjerenje predstavlja kombinirani učinak izvorne neuravnoteženosti i probnog utega.
Korak 4: Izračunajte korekcijsku težinu
Instrument za balansiranje izvodi zbrajanje vektora i izračunava koeficijent utjecaja. Zatim izračunava točnu masu i kutni položaj za permanentni korekcijska težina što će smanjiti vibracije.
Korak 5: Instalirajte korekciju i provjerite
Uklonite probni uteg, trajno postavite izračunati korekcijski uteg (dodavanjem ili uklanjanjem mase na određenom mjestu) i pokrenite stroj kako biste provjerili jesu li vibracije smanjene na prihvatljivu razinu. Ako je potrebno, može se izvršiti podešavanje ravnoteže kako bi se fino podesio rezultat.
Prednosti balansiranja u jednoj ravnini
- Jednostavnost: Zahtijeva samo jednu korekcijsku ravninu, što olakšava implementaciju i razumijevanje.
- Speed: Postupak obično zahtijeva samo dva ili tri pokretanja (početno, probno i verifikacijsko), što štedi vrijeme i smanjuje zastoje stroja.
- Isplativo: Manje mjerenja i jednostavniji izračuni znače niže troškove rada i jeftiniju opremu za balansiranje.
- Pristupačnost: Mnoga mjesta na rotoru mogu biti dostupna za dodavanje korekcijskih utega, što pruža fleksibilnost u postavljanju utega.
Ograničenja i kada ne koristiti balansiranje u jednoj ravnini
Balansiranje u jednoj ravnini ima važna ograničenja koja se moraju razumjeti:
1. Ne može se ispraviti neravnoteža u paru
Ako rotor ima značajan neravnoteža u paru—tamo gdje sile neravnoteže postoje na suprotnim krajevima rotora, ali u suprotnim kutnim položajima — balansiranje u jednoj ravnini neće biti učinkovito. Ovaj uvjet zahtijeva dinamičko balansiranje s korekcijama u najmanje dvije ravnine.
2. Nije prikladno za duge rotore
Rotori s omjerom duljine i promjera većim od približno 0,5 do 1,0 obično zahtijevaju balansiranje u dvije ravnine. Primjeri uključuju armature motora, osovine pumpi i duge rotore ventilatora.
3. Ne mora smanjiti vibracije na svim ležajevima
Korekcija u jednoj ravnini optimizirana za jedno mjesto ležaja možda neće adekvatno smanjiti vibracije na drugim mjestima ležaja, posebno ako je rotor dugačak ili radi blizu kritične brzine.
4. Neučinkovito za fleksibilne rotore
Rotori koji rade iznad svoje prve kritične brzine podliježu savijanju i zahtijevaju tehnike višeravninskog balansiranja koje uzimaju u obzir oblike modova rotora.
Odnos prema statičnom balansiranju
Balansiranje u jednoj ravnini usko je povezano s statičko balansiranje. Zapravo, balansiranje u jednoj ravnini koje se izvodi na rotirajućem stroju u biti je dinamičko mjerenje statičke neravnoteže. Statičko balansiranje može se izvesti s rotorom u mirovanju (na oštricama noževa ili valjcima), dok se balansiranje u jednoj ravnini izvodi s rotorom koji se okreće, što omogućuje točnije mjerenje u stvarnim radnim uvjetima.
Tipične primjene i industrije
Balansiranje u jednoj ravnini široko se koristi u mnogim industrijama za odgovarajuće tipove rotora:
- Obrada drveta i obrada metala: Kružne pile, brusni kotači, rezni diskovi
- HVAC: Jednostupanjski centrifugalni ventilatori i puhala
- Poljoprivredna oprema: Komponente kombajna, pojedinačne remenice
- Automobilska industrija: Zamašnjaci, kočioni diskovi, jednostruke remenice
- Rukovanje materijalom: Remenice transportera, valjci zatezača
Za ove primjene, balansiranje u jednoj ravnini pruža optimalnu ravnotežu između učinkovitosti, jednostavnosti i troškova, što ga čini temeljnom tehnikom u području balansiranja rotora.