Razumijevanje metode trostrukog balansiranja rotora

Devices

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

Parts

Optical Sensor (Laser Tachometer)

Kompletni komplet za dijagnostiku i balansiranje vibracija tvrtke Vibromera, uključujući četiri senzora vibracija s kabelima, modul signalnog sučelja, laserski tahometar s magnetskim postoljem, digitalnu vagu, USB kabel i torbu za nošenje. Sustav je dizajniran za balansiranje rotora u polju i praćenje stanja industrijske opreme.

Devices

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

Definicija: Što je metoda s tri prolaza?

The metoda s tri prolaza je najčešće korišteni postupak za dvoravninsko (dinamičko) balansiranje. To određuje korekcijski utezi potrebno u dva korekcijske ravnine korištenjem točno tri mjerenja: jednog početnog mjerenja za utvrđivanje osnovne vrijednosti neravnoteža uvjet, nakon čega slijede dva uzastopna probna težina prolaza (jedan za svaku korekcijsku ravninu).

Ova metoda pruža optimalnu ravnotežu između točnosti i učinkovitosti, zahtijevajući manje pokretanja i zaustavljanja stroja nego metoda s četiri prolaza a istovremeno pruža dovoljno podataka za izračun učinkovitih korekcija za većinu industrijskih balansiranje aplikacije.

Postupak u tri prolaza: Korak po korak

Postupak slijedi jednostavan, sistematičan slijed:

Izvođenje 1: Početno osnovno mjerenje

Stroj radi svojom uravnoteženom brzinom u svom neuravnoteženom, zatečenom stanju. Vibration mjerenja se provode na oba mjesta ležaja (označena kao Ležaj 1 i Ležaj 2), bilježeći oba amplituda and fazni kut. Ova mjerenja predstavljaju vektore vibracija uzrokovane izvornom raspodjelom neuravnoteženosti.

Mjerenje na ležaju 1: Amplituda A₁, Faza θ₁
Mjerenje na ležaju 2: Amplituda A₂, Faza θ₂
Svrha: Utvrđuje osnovno stanje vibracija (O₁ i O₂) koje se mora ispraviti

Izvođenje 2: Probna težina u korekcijskoj ravnini 1

Stroj se zaustavlja i poznati probni uteg (T₁) se privremeno pričvršćuje na precizno označeni kutni položaj u prvoj korekcijskoj ravnini (obično blizu ležaja 1). Stroj se ponovno pokreće istom brzinom i vibracije se ponovno mjere na oba ležaja.

Dodati: Probni uteg T₁ pod kutom α₁ u ravnini 1
Mjerenje na ležaju 1: Novi vektor vibracija (O₁ + učinak T₁)
Mjerenje na ležaju 2: Novi vektor vibracija (O₂ + učinak T₁)
Svrha: Određuje kako uteg u Ravnini 1 utječe na vibracije na oba ležaja

Balansirajući instrument izračunava koeficijenti utjecaja za Ravninu 1 vektorskim oduzimanjem početnih mjerenja od ovih novih mjerenja.

Izvođenje 3: Probna težina u korekcijskoj ravnini 2

Prvi probni uteg se uklanja, a drugi probni uteg (T₂) se pričvršćuje na označeno mjesto u drugoj korekcijskoj ravnini (obično blizu ležaja 2). Izvodi se još jedno mjerenje, ponovno bilježeći vibracije na oba ležaja.

Ukloniti: Probna težina T₁ iz ravnine 1
Dodati: Probni uteg T₂ pod kutom α₂ u ravnini 2
Mjerenje na ležaju 1: Novi vektor vibracija (O₁ + učinak T₂)
Mjerenje na ležaju 2: Novi vektor vibracija (O₂ + učinak T₂)
Svrha: Određuje kako uteg u ravnini 2 utječe na vibracije na oba ležaja

Instrument sada ima kompletan skup od četiri koeficijenta utjecaja koji opisuju kako svaka ravnina utječe na svaki ležaj.

Izračun korekcijskih težina

Nakon što su tri ciklusa završena, softver za balansiranje izvršava vektorska matematika za rješavanje korekcijskih težina:

Matrica koeficijenata utjecaja

Iz tri mjerenja određuju se četiri koeficijenta:

α₁₁: Kako ravnina 1 utječe na smjer 1 (primarni učinak)
α₁₂: Kako ravnina 2 utječe na ležaj 1 (unakrsno spajanje)
α₂₁: Kako ravnina 1 utječe na ležaj 2 (unakrsno spajanje)
α₂₂: Kako ravnina 2 utječe na smjer 2 (primarni učinak)

Rješavanje sustava

Instrument rješava dvije simultane jednadžbe kako bi pronašao W₁ (korekcija za ravninu 1) i W₂ (korekcija za ravninu 2):

α₁₁ · W₁ + α₁₂ · W₂ = -O₁ (za poništavanje vibracija na ležaju 1)
α₂₁ · W₁ + α₂₂ · W₂ = -O₂ (za poništavanje vibracija na ležaju 2)

Rješenje osigurava i masu i kutni položaj potreban za svaki korekcijski uteg.

Završni koraci

Uklonite oba probna utega
Ugradite izračunate trajne korekcijske utege u obje ravnine
Izvršite provjeru kako biste potvrdili da su vibracije smanjene na prihvatljive razine
Ako je potrebno, izvršite balansiranje kako biste fino podesili rezultate.

Prednosti metode s tri prolaza

Metoda s tri prolaza postala je industrijski standard za balansiranje u dvije ravnine zbog nekoliko ključnih prednosti:

1. Optimalna učinkovitost

Tri probna pokušaja predstavljaju minimum potreban za utvrđivanje četiri koeficijenta utjecaja (jedan početni uvjet plus jedan probni pokušaj po ravnini). To minimizira vrijeme zastoja stroja, a istovremeno pruža potpunu karakterizaciju sustava.

2. Dokazana pouzdanost

Desetljeća terenskog iskustva pokazuju da tri mjerenja pružaju dovoljno podataka za pouzdano balansiranje u velikoj većini industrijskih primjena.

3. Ušteda vremena i troškova

U usporedbi s metodom s četiri probna pokretanja, uklanjanje jednog probnog pokretanja smanjuje vrijeme balansiranja za otprilike 20%, što se prevodi u smanjenje zastoja i troškova rada.

4. Jednostavnije izvršenje

Manje prolaza znači manje rukovanja probnim utezima, manje mogućnosti za pogreške i jednostavnije upravljanje podacima.

5. Primjereno za većinu primjena

Za tipične industrijske strojeve s umjerenim učincima unakrsnog spajanja i prihvatljivim tolerancije uravnoteženja, tri trčanja dosljedno daju uspješne rezultate.

Kada koristiti metodu s tri prolaza

Metoda s tri prolaza prikladna je za:

Rutinsko industrijsko balansiranje: Motori, ventilatori, pumpe, puhala - većina rotirajuće opreme
Umjereni zahtjevi za preciznost: Uravnotežite ocjene kvalitete od G 2,5 do G 16
Primjene za balansiranje na terenu: Balansiranje na licu mjesta gdje je važno smanjiti vrijeme zastoja
Stabilni mehanički sustavi: Oprema s dobrim mehaničkim stanjem i linearnim odzivom
Standardne geometrije rotora: Kruti rotori s tipičnim omjerima duljine i promjera

Ograničenja i kada se ne smije koristiti

Metoda s tri prolaza može biti neadekvatna u određenim situacijama:

Kada je poželjnija metoda s četiri prolaza

Zahtjevi za visoku preciznost: Vrlo uske tolerancije (G 0,4 do G 1,0) gdje je dodatna provjera linearnosti vrijedna
Snažno unakrsno spajanje: Kada su korekcijske ravnine vrlo blizu jedna drugoj ili je krutost izrazito asimetrična
Nepoznate karakteristike sustava: Prvo balansiranje neobične ili prilagođene opreme
Problematični strojevi: Oprema koja pokazuje znakove nelinearnog ponašanja ili mehaničkih problema

Kada bi jedna ravnina mogla biti dovoljna

Uski rotori diskastog tipa s minimalnom dinamičkom neravnotežom
Kada samo jedno mjesto ležaja pokazuje značajne vibracije

Usporedba s drugim metodama

Metoda s tri runa u odnosu na metodu s četiri runa

Aspekt	Tri trke	Četiri trke
Broj trčanja	3 (početna + 2 pokušaja)	4 (početno + 2 pokušaja + kombinirano)
Potrebno vrijeme	Kraći	~20% duže
Provjera linearnosti	Ne	Da (Pokretanje 4 potvrđuje)
Tipične primjene	Rutinski industrijski rad	Visokoprecizna, kritična oprema
Točnost	Dobro	Izvrsno
Složenost	Donji	Viši

Metoda s tri prolaza u odnosu na metodu s jednom ravninom

Metoda s tri prolaza se fundamentalno razlikuje od balansiranje u jednoj ravnini, koji koristi samo dva pokušaja (početni plus jedan pokušaj), ali može ispraviti samo jednu ravninu i ne može adresirati neravnoteža u paru.

Najbolje prakse za uspjeh metode s tri pokušaja

Odabir probne težine

Odaberite probne utege koji proizvode promjenu amplitude vibracija od 25-50%
Premalo: Loš omjer signala i šuma i pogreške u izračunu
Preveliko: Rizik od nelinearnog odziva ili nesigurnih razina vibracija
Koristite slične veličine za obje ravnine kako biste održali dosljednu kvalitetu mjerenja

Operativna konzistentnost

Održavajte istu brzinu tijekom sva tri trčanja
Ako je potrebno, omogućite toplinsku stabilizaciju između ciklusa
Osigurati dosljedne procesne uvjete (protok, tlak, temperatura)
Koristite identične lokacije senzora i načine montaže

Kvaliteta podataka

Uzmite više mjerenja po ciklusu i izračunajte njihovu prosjek
Provjerite jesu li fazna mjerenja dosljedna i pouzdana
Provjerite da li probni utezi proizvode jasno mjerljive promjene
Potražite anomalije koje bi mogle ukazivati na pogreške u mjerenju

Preciznost ugradnje

Pažljivo označite i provjerite kutne položaje probnih utega
Osigurajte da su probni utezi sigurno pričvršćeni i da se neće pomicati tijekom trčanja
Ugradite konačne korekcijske utege s istom pažnjom i preciznošću
Dvaput provjerite mase i kutove prije završnog izvođenja

Rješavanje uobičajenih problema

Loši rezultati nakon korekcije

Mogući uzroci:

Korekcijski utezi postavljeni pod pogrešnim kutovima ili s pogrešnim masama
Promijenjeni radni uvjeti između probnih radova i instalacije korekcije
Mehanički problemi (labavost, neusklađenost) koji nisu riješeni prije balansiranja
Nelinearni odziv sustava

Probni utezi daju mali odziv

Rješenja:

Koristite veće probne utege ili ih postavite na veći radijus
Provjerite montažu senzora i kvalitetu signala
Provjerite je li radna brzina ispravna
Razmotrite ima li sustav vrlo visoko prigušenje ili vrlo nisku osjetljivost odziva

Nedosljedna mjerenja