Razumijevanje balansiranja u dvije ravnine

Devices

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

$2,358.31

Parts

Vibration sensor

$107.47

Parts

Optical Sensor (Laser Tachometer)

$148.07

Devices

Balanset-4

$8,123.32

Parts

Magnetic Stand Insize-60-kgf

$54.93

Parts

Reflective tape

$11.94

Devices

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

$2,071.73

Definicija: Što je dvoravninsko balansiranje?

Balansiranje u dvije ravnine je dinamičko balansiranje postupak u kojem korekcijski utezi postavljeni su u dvije odvojene ravnine duž duljine rotora kako bi se eliminirala i statička neravnoteža i neravnoteža u paru. Ova metoda je potrebna za većinu industrijskih rotacijskih strojeva, posebno za rotore čija je aksijalna duljina usporediva ili veća od promjera.

Ne sviđa mi se balansiranje u jednoj ravnini, koje se bavi samo pomakom središta mase rotora, uravnoteženje u dvije ravnine ispravlja i neravnotežu translacijske sile i moment (par) koji uzrokuje teturanje ili ljuljanje rotora tijekom rotacije.

Kada je potrebno balansiranje u dvije ravnine?

Balansiranje u dvije ravnine je potrebno u sljedećim situacijama:

1. Dugi ili vitki rotori

Svaki rotor s omjerom duljine i promjera većim od približno 0,5 do 1,0 zahtijeva balansiranje u dvije ravnine. To uključuje:

• Armature elektromotora
• Osovine pumpi i kompresora
• Višestupanjski rotori ventilatora
• Pogonska vratila i spojnice
• Vretena i rotirajući alati
• Rotori turbina

2. Prisutnost neravnoteže u paru

Kada mjerenja vibracija pokažu značajno izvanfazno kretanje između dvaju nosača ležaja (što ukazuje na ljuljanje ili naginjanje), neravnoteža u paru je prisutan i mora se ispraviti uravnoteženjem u dvije ravnine.

3. Kada je balansiranje u jednoj ravnini neadekvatno

Ako pokušaj balansiranje u jednoj ravnini smanjuje vibracije na jednom ležaju, ali ih povećava na drugom, to je jasan pokazatelj da je potrebno balansiranje u dvije ravnine.

4. Kruti rotori s raspodijeljenom masom

Čak i za kruti rotori djeluju ispod svog prvog kritična brzina, ako je masa raspoređena po značajnoj aksijalnoj duljini, dvoravninsko balansiranje osigurava minimiziranje vibracija na svim mjestima ležaja.

Postupak balansiranja u dvije ravnine

Balansiranje u dvije ravnine je složenije od balansiranja u jednoj ravnini jer korekcije u jednoj ravnini utječu na vibracije na oba ležaja. Postupak koristi metoda koeficijenta utjecaja s više probni utezi:

Korak 1: Početno mjerenje

Pokrenite stroj brzinom uravnoteženja i izmjerite početne vektore vibracija (amplitudu i faza) na oba mjesta ležaja. Označite ih kao “Ležaj 1” i “Ležaj 2”. Ovi podaci predstavljaju kombinirani učinak svih neravnoteža prisutnih u rotoru.

Korak 2: Definiranje korekcijskih ravnina

Odaberite dva korekcijske ravnine duž rotora gdje se mogu dodavati ili uklanjati utezi. Ove ravnine trebaju biti što udaljenije jedna od druge koliko je praktično i pristupačno. Uobičajena mjesta uključuju blizinu svakog kraja rotora, spojne prirubnice ili glavčine ventilatora.

Korak 3: Probna težina u ravnini 1

Zaustavite stroj i pričvrstite probni uteg na poznati kutni položaj u prvoj korekcijskoj ravnini. Pokrenite stroj i izmjerite nove vibracije na oba ležaja. Zabilježi se promjena vibracija na svakom ležaju, uzrokovana probnim utegom u ravnini 1. Time se utvrđuju dva koeficijenta utjecaja: utjecaj ravnine 1 na ležaj 1 i utjecaj ravnine 1 na ležaj 2.

Korak 4: Probna težina u ravnini 2

Uklonite prvi probni uteg i pričvrstite probni uteg na poznatu poziciju u drugoj korekcijskoj ravnini. Ponovno pokrenite stroj i izmjerite vibracije na oba ležaja. Time se utvrđuju još dva koeficijenta utjecaja: utjecaj ravnine 2 na ležaj 1 i utjecaj ravnine 2 na ležaj 2.

Korak 5: Izračunajte korekcijske težine

Balansirajući instrument sada ima četiri koeficijenta utjecaja, koji tvore matricu 2×2 koja opisuje kako rotorski sustav reagira na težine u svakoj ravnini. Korištenje vektorska matematika i inverzijom matrice, instrument rješava sustav simultanih jednadžbi kako bi izračunao točnu masu i kut potreban u svakoj korekcijskoj ravnini kako bi se istovremeno smanjile vibracije na oba ležaja.

Korak 6: Instalirajte ispravke i provjerite

Trajno instalirajte oba izračunata korekcijska utega i pokrenite stroj za konačnu provjeru. Idealno bi bilo da se vibracije na oba ležaja smanje na prihvatljive razine. Ako ne, može se izvršiti uravnoteženje kako bi se precizirale korekcije.

Razumijevanje matrice koeficijenata utjecaja

Snaga dvoravninskog balansiranja leži u matrici koeficijenata utjecaja. Svaka korekcijska ravnina utječe na vibracije na oba ležaja, a ti učinci unakrsnog sprezanja moraju se uzeti u obzir:

• Izravni učinci: Uteg u ravnini 1 ima najveći utjecaj na vibracije obližnjeg ležaja 1, a uteg u ravnini 2 ima najveći utjecaj na obližnji ležaj 2.
• Učinci unakrsnog spajanja: Međutim, težina u Ravnini 1 također utječe na Ležaj 2 (iako obično u manjoj mjeri), a težina u Ravnini 2 također utječe na Ležaj 1.

Izračuni instrumenta za balansiranje uzimaju u obzir sva četiri ova efekta istovremeno, osiguravajući da korekcijski utezi rade zajedno kako bi se smanjile vibracije na svim mjernim točkama.

Prednosti balansiranja u dvije ravnine

• Potpuna korekcija: Rješava i statičku i parnu neravnotežu, pružajući temeljito rješenje za balansiranje većine tipova rotora.
• Minimizira vibracije na svim ležajevima: Za razliku od balansiranja u jednoj ravnini, balansiranje u dvije ravnine optimizira smanjenje vibracija u cijelom rotorskom sustavu.
• Produžava vijek trajanja komponenti: Smanjenjem vibracija na oba mjesta ležaja, trošenje ležajeva, brtvi i spojnica je minimizirano.
• Industrijski standard: Dvoravninsko balansiranje je standardni pristup za većinu industrijskih strojeva i zahtijevaju ga mnogi proizvođači opreme i industrijski standardi.
• Pogodno za krute rotore: Učinkovito uravnotežuje kruti rotori rade ispod svoje prve kritične brzine, što predstavlja veliku većinu industrijske opreme.

Usporedba s balansiranjem u jednoj i više ravnina

• u odnosu na jednoravninski: Dvoravninsko balansiranje je složenije i dugotrajnije, ali pruža vrhunsko smanjenje vibracija za sve rotore osim najužeg tipa diska.
• u odnosu na više ravnina: Za fleksibilni rotori Pri radu iznad kritičnih brzina mogu biti potrebne tri ili više korekcijskih ravnina. Međutim, balansiranje u dvije ravnine dovoljno je za veliku većinu industrijskih strojeva.

Uobičajeni izazovi i rješenja

1. Nepristupačne korekcijske ravnine

Izazov: Ponekad idealne lokacije korekcijskih ravnina nisu dostupne na sastavljenom stroju.
Rješenje: Koristite dostupna mjesta kao što su glavčine spojnica, lopatice ventilatora ili vanjske prirubnice. Moderni instrumenti mogu matematički uzeti u obzir manje optimalne razmake ravnina.

2. Nedovoljan odgovor na težinu pokusa

Izazov: Ako probni uteg proizvodi vrlo malu promjenu vibracija, koeficijenti utjecaja bit će netočni.
Rješenje: Upotrijebite veći probni uteg ili ga postavite na veći radijus kako biste povećali njegov učinak.

3. Ponašanje nelinearnog sustava

Izazov: Neki rotori (posebno oni s labavim komponentama, mekim nogom ili oni koji rade blizu rezonancije) ne reagiraju linearno na korekcijske utege.
Rješenje: Prvo riješite mehaničke probleme (zategnite vijke, ispravite meku nogu) i izvršite balansiranje izvan kritičnih brzina kad god je to moguće.

Primjene za balansiranje na terenu

Balansiranje u dvije ravnine je standardna metoda za balansiranje polja industrijskih strojeva. S prijenosnim analizatorima vibracija i instrumentima za balansiranje, tehničari mogu izvršiti dvosmjerno balansiranje izravno na licu mjesta bez rastavljanja ili slanja rotora u radionicu za balansiranje. Ovaj pristup štedi vrijeme, smanjuje troškove i osigurava da je rotor uravnotežen u stvarnim radnim uvjetima, uzimajući u obzir čimbenike poput krutosti ležaja, fleksibilnosti temelja i procesnih opterećenja.

---

← Natrag na glavni indeks