Razumijevanje neravnoteže (neravnoteže) u rotirajućim strojevima

Definicija: Što je neravnoteža?

Neravnoteža (često se koristi naizmjenično s neravnotežom) je stanje u rotoru gdje središte mase (ili težište) nije poravnato sa središtem rotacije. Ovaj pomak, poznat kao ekscentričnost, znači da masa nije ravnomjerno raspoređena oko osi rotacije. Kada se rotor okreće, ta neravnomjerna raspodjela mase stvara neto centrifugalnu silu koja odvlači rotor od njegovog središta, uzrokujući vibracije cijelog stroja. Neravnoteža je najčešći izvor vibracija u rotirajućim strojevima.

Klasični potpis neravnoteže

Neravnoteža ima vrlo izražen i prepoznatljiv vibracijski potpis, što je relativno lako dijagnosticirati:

• Frekvencija: Vibracija se javlja točno u 1x brzina rotacije rotora. Ako se stroj ubrzava ili usporava, frekvencija vibracije će ga savršeno pratiti.
• Smjer: Vibracija je pretežno u radijalni smjer (horizontalni i vertikalni). Obično postoji vrlo malo aksijalnih (potisnih) vibracija.
• Amplituda: Amplituda vibracije proporcionalna je kvadratu brzine vrtnje. Ako udvostručite brzinu, sila neravnoteže (i rezultirajuća vibracija) će se učetverostručiti.
• Faza: Mjerenje faze za neravnotežu je obično stabilno i ponovljivo.

Vrste neravnoteže

Neravnoteža se može podijeliti u tri glavne vrste:

1. Statička neravnoteža

Također poznat kao "neravnoteža sile", ovo je najjednostavniji tip. Do njega dolazi kada je masa neravnomjerno raspoređena u jednoj ravnini, poput jedne teške točke na tankom disku. Naziva se "statička" jer se može detektirati dok je rotor u mirovanju; ako se postavi na oštrice noža bez trenja, rotor će se kotrljati dok teška točka ne bude na dnu. Može se ispraviti jednim utegom postavljenim 180° nasuprot teške točke.

2. Neravnoteža u paru

To se događa kada postoje dvije jednake teške točke na suprotnim krajevima rotora, smještene 180° jedna od druge. To stvara "par" ili ljuljanje koje pokušava okrenuti rotor s kraja na kraj. Rotor s čistom neravnotežom para je statički uravnotežen (neće se kotrljati po oštricama), ali će jako vibrirati kada se okreće. Potrebna su dva korekcijska utega u dvije odvojene ravnine kako bi se suprotstavilo ljuljanju.

3. Dinamička neravnoteža

Ovo je najčešće stanje koje se nalazi u stvarnim strojevima. To je kombinacija statičke i parne neravnoteže. Ispravljanje dinamičke neravnoteže zahtijeva korekciju mase u najmanje dvije različite ravnine duž rotora, proces poznat kao dinamičko balansiranje.

Uobičajeni uzroci neravnoteže

Neravnoteža može biti prisutna od trenutka proizvodnje ili se razviti tijekom rada. Uobičajeni uzroci uključuju:

• Nesavršenosti u proizvodnji: Poroznost u odljevcima, neravnomjerna gustoća materijala i tolerancije obrade.
• Greške pri sastavljanju: Nepravilno ugrađene komponente, neravnomjerno zategnuti vijci ili pogrešno poravnati ključevi.
• Habanje i habanje: Neravnomjerna erozija, korozija ili trošenje lopatica ventilatora ili rotora pumpe.
• Nakupljanje materijala: Nakupljanje prljavštine, prašine ili produkta na rotorima ventilatora, puhala i centrifuga.
• Kvar komponente: Bačena težina za ravnotežu ili slomljena oštrica odmah će stvoriti ozbiljnu neravnotežu.

Zašto je ispravljanje neravnoteže ključno

Dopuštanje stroju da radi sa značajnom neravnotežom štetno je za njegovo zdravlje. Stalna ciklička sila uzrokuje:

• Prijevremeni kvar ležaja: Ležajevi su izloženi visokim dinamičkim opterećenjima, što dovodi do brzog trošenja.
• Umor i pucanje: Vibracije uzrokuju zamorno naprezanje na osovini, temelju i drugim komponentama.
• Smanjena učinkovitost: Energija se rasipa u obliku vibracija i topline umjesto obavljanja korisnog rada.
• Sigurnosni rizici: Teška neravnoteža može dovesti do katastrofalnog kvara.

Neravnoteža se ispravlja sustavnim postupkom balansiranja, što je jedan od najučinkovitijih načina za poboljšanje pouzdanosti strojeva.

← Natrag na glavni indeks