A háromlépéses módszer megértése a rotor kiegyensúlyozásában
Definíció: Mi a háromlépéses módszer?
A hárommenetes módszer a legszélesebb körben alkalmazott eljárás a kétsíkú (dinamikus) kiegyensúlyozás. Ez határozza meg a korrekciós súlyok kettőben szükséges korrekciós síkok pontosan három mérési futtatás felhasználásával: egy kezdeti futtatás az alapvonal meghatározásához kiegyensúlyozatlanság feltétel, amelyet két egymást követő próbasúly futtatások (mindegyik korrekciós síkhoz egy).
Ez a módszer optimális egyensúlyt biztosít a pontosság és a hatékonyság között, kevesebb gépindítást és -leállítást igényel, mint a hagyományos négymenetes módszer miközben elegendő adatot szolgáltat a legtöbb ipari kiegyensúlyozás alkalmazások.
A háromlépéses eljárás: lépésről lépésre
Az eljárás egy egyszerű, szisztematikus sorrendet követ:
1. futtatás: Kezdeti alapvonalmérés
A gépet kiegyensúlyozott, eredeti állapotában, kiegyensúlyozási sebességgel üzemeltetik. Rezgés méréseket végeznek mindkét csapágyponton (1. és 2. csapágyként jelölve), mindkettőt rögzítve amplitúdó és fázisszög. Ezek a mérések az eredeti kiegyensúlyozatlansági eloszlás által okozott rezgésvektorokat képviselik.
- Mérés az 1. irányszögnél: A₁ amplitúdó, θ₁ fázis
- Mérés a 2. irányszögnél: A₂ amplitúdó, θ₂ fázis
- Cél: Meghatározza a korrigálandó alap rezgési állapotot (O₁ és O₂)
2. futtatás: Próbasúly az 1. korrekciós síkban
A gépet leállítják, és egy ismert próbasúlyt (T₁) ideiglenesen rögzítenek egy pontosan megjelölt szöghelyzetben az első korrekciós síkban (jellemzően az 1-es csapágy közelében). A gépet ugyanazzal a sebességgel újraindítják, és mindkét csapágyon ismét megmérik a rezgést.
- Hozzáadás: T₁ próbasúly α₁ szögnél az 1. síkban
- Mérés az 1. irányszögnél: Új rezgésvektor (O₁ + T₁ hatása)
- Mérés a 2. irányszögnél: Új rezgésvektor (O₂ + T₁ hatása)
- Cél: Meghatározza, hogy az 1. síkban lévő súly hogyan befolyásolja a rezgést mindkét csapágynál.
A kiegyensúlyozó eszköz kiszámítja a befolyásolási együtthatók az 1. síkra a kezdeti mérések vektoros kivonásával ezen új mérésekből.
3. futtatás: Próbasúly a 2. korrekciós síkban
Az első próbasúlyt eltávolítják, és egy második próbasúlyt (T₂) rögzítenek a második korrekciós síkban megjelölt helyen (jellemzően a 2. csapágy közelében). Egy újabb mérési menetet hajtanak végre, ismét mindkét csapágy rezgését rögzítve.
- Eltávolítás: Próbasúly T₁ az 1. síkból
- Hozzáadás: T₂ próbasúly α₂ szögben a 2. síkban
- Mérés az 1. irányszögnél: Új rezgésvektor (O₁ + T₂ hatása)
- Mérés a 2. irányszögnél: Új rezgésvektor (O₂ + T₂ hatása)
- Cél: Meghatározza, hogy a 2. síkban lévő súly hogyan befolyásolja a rezgést mindkét csapágynál.
A műszer most már négy befolyásolási együtthatóból álló teljes készlettel rendelkezik, amelyek leírják, hogy az egyes síkok hogyan befolyásolják az egyes csapágyakat.
A korrekciós súlyok kiszámítása
A három futtatás befejezése után a kiegyensúlyozó szoftver elvégzi a következőket: vektor matematika a korrekciós súlyok megoldásához:
A befolyásolási együttható mátrix
A három mérési sorozatból négy együtthatót határoznak meg:
- α₁₁: Hogyan befolyásolja az 1. sík az 1. csapágyat (elsődleges hatás)
- α₁₂: Hogyan befolyásolja a 2. sík az 1. csapágyat (keresztirányú csatolás)
- α₂₁: Hogyan befolyásolja az 1. sík a 2. csapágyat (keresztirányú csatolás)
- α₂₂: Hogyan befolyásolja a 2. sík a 2. irányt (elsődleges hatás)
A rendszer megoldása
A műszer két egyidejű egyenletet old meg a W₁ (1. sík korrekciója) és a W₂ (2. sík korrekciója) meghatározásához:
- α₁₁ · W₁ + α₁₂ · W₂ = -O₁ (az 1-es csapágy rezgésének kioltásához)
- α₂₁ · W₁ + α₂₂ · W₂ = -O₂ (a 2-es csapágy rezgésének kioltásához)
A megoldás megadja mind a korrekciós súlyokhoz szükséges tömeget, mind a szöghelyzetet.
Végső lépések
- Távolítsa el mindkét próbasúlyt
- Telepítse a kiszámított állandó korrekciós súlyokat mindkét síkba
- Végezzen el egy ellenőrző futtatást annak megerősítésére, hogy a rezgés elfogadható szintre csökkent
- Szükség esetén végezzen el egy trimmelési egyensúlyt az eredmények finomhangolásához.
A háromlépéses módszer előnyei
A hárommenetes módszer a kétsíkú kiegyensúlyozás iparági szabványává vált számos fő előnye miatt:
1. Optimális hatékonyság
Három futtatás jelenti a minimumot, amely szükséges a négy befolyásoló együttható meghatározásához (egy kezdeti feltétel plusz egy próbafuttatás síkonként). Ez minimalizálja a gép állásidejét, miközben teljes rendszerjellemzést biztosít.
2. Bizonyított megbízhatóság
Évtizedes terepi tapasztalatok igazolják, hogy három futtatás elegendő adatot szolgáltat a megbízható kiegyensúlyozáshoz az ipari alkalmazások túlnyomó többségében.
3. Idő- és költségmegtakarítás
A négyfuttatásos módszerhez képest egyetlen próbafuttatás kihagyása körülbelül 20%-val csökkenti a kiegyensúlyozási időt, ami az állásidő és a munkaerőköltségek csökkenéséhez vezet.
4. Egyszerűbb végrehajtás
Kevesebb futtatás kevesebb próbasúlyozást, kevesebb hibalehetőséget és egyszerűbb adatkezelést jelent.
5. A legtöbb alkalmazáshoz megfelelő
Tipikus ipari gépekhez, mérsékelt keresztkapcsolási hatásokkal és elfogadható kiegyensúlyozási tűrések, három futtatás következetesen sikeres eredményeket hoz.
Mikor kell használni a háromlépéses módszert?
A háromlépéses módszer a következőkre alkalmas:
- Rutin ipari kiegyensúlyozás: Motorok, ventilátorok, szivattyúk, fúvók – a forgó berendezések többsége
- Mérsékelt pontossági követelmények: G 2,5-től G 16-ig terjedő kiegyensúlyozott minőségi osztályok
- Terepi kiegyenlítési alkalmazások: Helyi kiegyensúlyozás ahol fontos a leállás minimalizálása
- Stabil mechanikai rendszerek: Jó mechanikai állapotú és lineáris válaszú berendezések
- Standard rotorgeometriák: Merev rotorok tipikus hosszúság-átmérő aránnyal
Korlátozások és mikor nem használható
A háromlépéses módszer bizonyos helyzetekben nem megfelelő lehet:
Amikor a négylépéses módszert részesítik előnyben
- Nagy pontosságú követelmények: Nagyon szűk tűrések (G 0,4-től G 1,0-ig), ahol a linearitás további ellenőrzése értékes
- Erős keresztkötés: Amikor a korrekciós síkok nagyon közel vannak egymáshoz, vagy a merevség erősen aszimmetrikus
- Ismeretlen rendszerjellemzők: Szokatlan vagy egyedi berendezések első kiegyensúlyozása
- Problémás gépek: Nemlineáris viselkedést vagy mechanikai problémákat mutató berendezések
Amikor az egyetlen sík elegendő lehet
- Keskeny, tárcsás rotorok, ahol a dinamikus kiegyensúlyozatlanság minimális
- Amikor csak egy csapágypont mutat jelentős rezgést
Összehasonlítás más módszerekkel
Háromfutamos vs. négyfutamos módszer
| Vonatkozás | Háromfutásos | Négyfutásos |
|---|---|---|
| Futások száma | 3 (kezdeti + 2 próba) | 4 (kezdeti + 2 próba + összesített) |
| Szükséges idő | Rövidebb | ~20% hosszabb |
| Linearitás-ellenőrzés | Nem | Igen (a 4. futtatás ellenőrzi) |
| Tipikus alkalmazások | Rutin ipari munka | Nagy pontosságú, kritikus berendezések |
| Pontosság | Jó | Kiváló |
| Bonyolultság | Alacsonyabb | Magasabb |
Hárommenetes vs. egysíkú módszer
A háromlépéses módszer alapvetően eltér a egysíkú kiegyensúlyozás, amely csak két futtatást használ (kezdeti plusz egy próba), de csak egy síkot tud korrigálni, és nem tudja címezni pár egyensúlyhiány.
A hárommenetes módszer sikerének bevált gyakorlatai
Próbasúly kiválasztása
- Olyan próbasúlyokat válasszon, amelyek 25-50% rezgési amplitúdóváltozást eredményeznek.
- Túl kicsi: Rossz jel-zaj arány és számítási hibák
- Túl nagy: Nemlineáris válasz vagy nem biztonságos rezgési szintek kockázata
- Használjon hasonló méreteket mindkét síkhoz az egységes mérési minőség fenntartása érdekében
Működési következetesség
- Tartsa pontosan ugyanazt a sebességet mindhárom menetben
- Szükség esetén biztosítson hőstabilizációt a futtatások között
- Biztosítsa az állandó folyamatfeltételeket (áramlás, nyomás, hőmérséklet)
- Használjon azonos érzékelőhelyeket és rögzítési módszereket
Adatminőség
- Végezzen több mérést futtatásonként, és átlagolja azokat
- Ellenőrizze, hogy a fázismérések következetesek és megbízhatóak-e
- Ellenőrizze, hogy a próbasúlyok egyértelműen mérhető változásokat okoznak-e
- Keressen olyan rendellenességeket, amelyek mérési hibákra utalhatnak
Telepítési pontosság
- Gondosan jelölje meg és ellenőrizze a próbasúlyok szöghelyzeteit
- Győződjön meg arról, hogy a próbasúlyok biztonságosan rögzítve vannak, és nem mozdulnak el futás közben
- A végső korrekciós súlyokat ugyanolyan gondossággal és pontossággal kell felszerelni
- A végső futtatás előtt ellenőrizze a tömegeket és szögeket
Gyakori problémák elhárítása
Gyenge eredmények a korrekció után
Lehetséges okok:
- Rossz szögben vagy rossz tömeggel felszerelt korrekciós súlyok
- A próbaüzem és a korrekciós telepítés között megváltozott üzemi körülmények
- A kiegyensúlyozás előtt nem kezelt mechanikai problémák (lazaság, hibás beállítás)
- Nemlineáris rendszerválasz
A próbasúlyok kis választ eredményeznek
Megoldások:
- Használjon nagyobb próbasúlyokat, vagy helyezze azokat nagyobb sugárban
- Ellenőrizze az érzékelő rögzítését és a jel minőségét
- Ellenőrizze, hogy a működési sebesség megfelelő-e
- Vegye figyelembe, hogy a rendszer csillapítása nagyon magas vagy a válaszérzékenysége nagyon alacsony-e.
Inkonzisztens mérések
Megoldások:
- Hagyjon több időt a termikus és mechanikai stabilizációra
- Javítsa az érzékelő rögzítését (használjon csapokat mágnesek helyett)
- Izolálja el a külső rezgésforrásoktól
- A változó viselkedést okozó mechanikai problémák megoldása
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 