Što je balansiranje rotora? Sveobuhvatan vodič

Definicija: Osnovni koncept uravnoteženja

Rotor balancing je sustavni proces poboljšanja raspodjele mase rotirajućeg tijela (rotora) kako bi se osiguralo da se efektivna središnja linija mase podudara s njegovom stvarnom geometrijskom središnjom linijom. Kada je rotor neuravnotežen, tijekom rotacije nastaju centrifugalne sile, što dovodi do prekomjernih vibracija, buke, smanjenog vijeka trajanja ležaja i potencijalno katastrofalnog kvara. Cilj balansiranja je minimizirati te sile dodavanjem ili uklanjanjem preciznih količina težine na određenim mjestima, čime se vibracije smanjuju na prihvatljivu razinu.

Zašto je balansiranje kritičan zadatak održavanja?

Neravnoteža je jedan od najčešćih izvora vibracija u rotirajućim strojevima. Precizno balansiranje nije samo smanjenje vibracija; to je ključna aktivnost održavanja koja pruža značajne prednosti:

• Povećani vijek trajanja ležaja: Sile neravnoteže izravno se prenose na ležajeve. Smanjenje tih sila dramatično produžuje vijek trajanja ležajeva.
• Poboljšana pouzdanost stroja: Manje vibracije smanjuju naprezanje svih komponenti stroja, uključujući brtve, osovine i strukturne nosače, što dovodi do manjeg broja kvarova.
• Enhanced Safety: Visoke razine vibracija mogu uzrokovati kvar komponenti, stvarajući značajne sigurnosne rizike za osoblje.
• Smanjene razine buke: Mehaničke vibracije su primarni izvor industrijske buke. Dobro uravnotežen stroj radi mnogo tiše.
• Manja potrošnja energije: Energija koja bi se inače gubila stvarajući vibracije i toplinu pretvara se u koristan rad, poboljšavajući učinkovitost.

Vrste balansiranja: statičko vs. dinamičko

Postupci balansiranja kategoriziraju se na temelju vrste neravnoteže koju ispravljaju. Dvije glavne vrste su statičko i dinamičko balansiranje.

Statičko balansiranje (balansiranje u jednoj ravnini)

Statička neravnoteža nastaje kada je središte mase rotora pomaknuto od njegove osi rotacije. To se često vizualizira kao jedna „teška točka“. Statička ravnoteža to ispravlja primjenom jedne korekcijske težine 180° nasuprot teške točke. Naziva se „statička“ jer se ova vrsta neravnoteže može otkriti dok je rotor u mirovanju (na primjer, na valjcima s oštricom). Prikladna je za uske rotore u obliku diska poput ventilatora, brusnih kotača i zamašnjaka gdje je omjer duljine i promjera mali.

Dinamičko balansiranje (balansiranje u dvije ravnine)

Dinamička neravnoteža je složenije stanje koje uključuje i statičku neravnotežu i neravnotežu "para". Neravnoteža para nastaje kada postoje dvije jednake teške točke na suprotnim krajevima rotora, udaljene 180° jedna od druge. To stvara ljuljanje ili moment koji se može otkriti samo kada se rotor okreće. Dinamička ravnoteža potrebna je za većinu rotora, posebno onih čija je duljina veća od njihovog promjera (poput armatura motora, osovina i turbina). Zahtijeva korekcije u najmanje dvije različite ravnine duž duljine rotora kako bi se suprotstavilo i sili i neravnoteži "para".

Postupak balansiranja: Kako se izvodi

Moderno balansiranje se obično izvodi pomoću specijalizirane opreme i sustavnog pristupa, često korištenjem metode koeficijenta utjecaja:

1. Početno izvođenje: Stroj se pokreće kako bi se izmjerila početna amplituda vibracija i fazni kut uzrokovani postojećom neravnotežom. Koriste se senzor vibracija i tahometar (za faznu referencu).
2. Probno trčanje s utezima: Poznati probni uteg privremeno se pričvršćuje na rotor pod poznatim kutnim položajem u korekcijskoj ravnini.
3. Druga vožnja: Stroj se ponovno pokreće i mjeri se nova amplituda i faza vibracija. Promjena vibracija (razlika vektora) uzrokovana je isključivo probnim utegom.
4. Izračun: Znajući kako je probni uteg utjecao na vibracije, instrument za balansiranje izračunava "koeficijent utjecaja". Taj se koeficijent zatim koristi za određivanje točne količine korekcijskog utega i točnog kuta pod kojim se mora postaviti kako bi se suprotstavilo izvornoj neravnoteži.
5. Ispravak i provjera: Probni uteg se uklanja, postavlja se izračunati trajni korekcijski uteg i provodi se završno balansiranje kako bi se provjerilo jesu li vibracije smanjene na prihvatljivu razinu. Za balansiranje u dvije ravnine, ovaj se postupak ponavlja za drugu ravninu.

Relevantni standardi i tolerancije

Prihvatljive razine vibracija nisu proizvoljne. Definirane su međunarodnim standardima, a najznačajniji su ISO 21940 serije (koja je zamijenila stariji ISO 1940). Ovi standardi definiraju „stupnjeve kvalitete uravnoteženosti“ (npr. G 6.3, G 2.5, G 1.0) za različite klase strojeva. Niži G-broj označava užu toleranciju. Ovi stupnjevi se koriste za izračun maksimalno dopuštene preostale neuravnoteženosti za određeni rotor na temelju njegove mase i radne brzine, osiguravajući da ispunjava operativne zahtjeve.

← Natrag na glavni indeks