Forgógépek kiegyensúlyozatlanságának megértése

Definíció: Mi az egyensúlyhiány?

Kiegyensúlyozatlanság (gyakran felcserélhetően használják az egyensúlyhiányra) a rotor olyan állapota, amelyben a tömegközéppont (vagy súlypont) nincs egy vonalban a forgásközépponttal. Ez az eltolás, más néven különcség, azt jelenti, hogy a tömeg nem oszlik el egyenletesen a forgástengely körül. Amikor a rotor forog, ez az egyenetlen tömegeloszlás nettó centrifugális erőt hoz létre, amely elhúzza a rotort a középpontjától, és az egész gép rezgését okozza. A kiegyensúlyozatlanság a forgó gépek leggyakoribb rezgésforrása.

Az egyensúlytalanság klasszikus védjegye

Az egyensúlyhiánynak nagyon jellegzetes és felismerhető rezgési jellemzője van, ami viszonylag könnyen diagnosztizálhatóvá teszi:

• Frekvencia: A rezgés pontosan akkor keletkezik, 1x a forgási sebesség a rotor. Ha a gép gyorsul vagy lassul, a rezgés frekvenciája tökéletesen követi azt.
• Irány: A rezgés túlnyomórészt a sugárirányú irány (vízszintes és függőleges). Általában nagyon kevés axiális (toló) rezgés.
• Amplitúdó: A rezgés amplitúdója arányos a forgási sebesség négyzetével. Ha megduplázzuk a sebességet, az egyensúlyhiányt okozó erő (és az ebből eredő rezgés) négyszeresére nő.
• Fázis: A fázisaszimmetria mérése jellemzően stabil és megismételhető.

Az egyensúlyhiány típusai

Az egyensúlyhiány három fő típusba sorolható:

1. Statikus kiegyensúlyozatlanság

„Erő-kiegyensúlyozatlanságnak” is nevezik, ez a legegyszerűbb típus. Akkor fordul elő, amikor a tömeg egyenetlenül oszlik el egyetlen síkban, mint egyetlen nehéz pont egy vékony korongon. „Statikusnak” nevezik, mert a rotor nyugalmi állapotában is észlelhető; ha súrlódásmentes késélekre helyezzük, a rotor addig gurul, amíg a nehéz pont alulra nem kerül. Ez egyetlen, a nehéz ponttal ellentétes irányban 180°-ban elhelyezett súllyal korrigálható.

2. Párkapcsolati egyensúlyhiány

Ez akkor fordul elő, amikor a rotor két egyforma nehéz pontja található a két ellentétes oldalon, egymástól 180°-ra elhelyezkedve. Ez egy „páros” vagy lengőmozgást hoz létre, amely megpróbálja elcsavarni a rotor végét. Egy tiszta páros kiegyensúlyozatlanságú rotor statikusan kiegyensúlyozott (nem gördül késélen), de forgás közben erősen rezegni fog. Két korrekciós súlyra van szükség két külön síkban a lengőmozgás ellensúlyozásához.

3. Dinamikus kiegyensúlyozatlanság

Ez a leggyakoribb állapot, ami a valódi gépekben előfordul. Ez a statikus és a páros kiegyensúlyozatlanságának kombinációja. A dinamikus kiegyensúlyozatlanság korrigálásához tömegkorrekcióra van szükség legalább két különböző síkban a rotor mentén, ezt a folyamatot nevezik dinamikus kiegyensúlyozás.

Az egyensúlyhiány gyakori okai

Az egyensúlyhiány a gyártástól kezdve jelen lehet, vagy működés közben alakulhat ki. Gyakori okok a következők:

• Gyártási tökéletlenségek: Öntvények porozitása, egyenetlen anyagsűrűség és megmunkálási tűrések.
• Összeszerelési hibák: Helytelenül beszerelt alkatrészek, egyenetlenül meghúzott csavarok vagy rosszul beállított reteszek.
• Kopás és elhasználódás: Egyenetlen erózió, korrózió vagy kopás a ventilátorlapátokon vagy a szivattyú járókerekein.
• Anyagfelépítés: Szennyeződés, por vagy termék felhalmozódása a ventilátorok, fúvók és centrifugák rotorjain.
• Komponens meghibásodása: Egy eldobott kiegyensúlyozó súly vagy egy törött penge azonnal súlyos kiegyensúlyozatlanságot okozhat.

Miért kritikus az egyensúlyhiány korrigálása?

Egy gép jelentős kiegyensúlyozatlansággal való működése káros az állapotára. Az állandó ciklikus erő a következőket okozza:

• Korai csapágymeghibásodás: A csapágyak nagy dinamikus terhelésnek vannak kitéve, ami gyors kopáshoz vezet.
• Fáradtság és repedések: A rezgés fáradásos feszültséget okoz a tengelyen, az alapozáson és más alkatrészeken.
• Csökkentett hatékonyság: Energia pazarolódik rezgés és hő formájában ahelyett, hogy hasznos munkát végezne.
• Biztonsági kockázatok: A súlyos egyensúlyhiány katasztrofális meghibásodáshoz vezethet.

A kiegyensúlyozatlanságot szisztematikus kiegyensúlyozási eljárással korrigálják, ami a gépek megbízhatóságának javítására szolgáló egyik leghatékonyabb módszer.

← Vissza a fő tartalomjegyzékhez