A statikus kiegyensúlyozás megértése (egysíkú kiegyensúlyozás)
Statikus kiegyensúlyozás a rotor legegyszerűbb formája kiegyensúlyozás. Ez korrigálja statikus kiegyensúlyozatlanság — olyan állapot, amelyben egy FORGÓRÉSZtömegközéppontja eltolódik a forgástengelyétől, ami egy „nehéz pontot” eredményez. Mivel ez a nehéz pont kizárólag a gravitáció hatására jelentkezik, a korrekció elvileg a rotor nyugalmi állapotában is elvégezhető: helyezzünk el egy tisztán statikus rotort kiegyensúlyozatlanság súrlódásmentes felületen, például egy kés élén, és addig fog gurulni, amíg a nehezebb része le nem kerül az aljára. A javítás egy egyetlen sík — egy kiegyenlítő súlyt helyeznek el a súlyponttal 180°-os szögben szemben, hogy a tömegközéppontot visszavezessék a forgásközéppontra. Ez az egysíkú egyszerűség a módszer legnagyobb erőssége, és – amint látni fogjuk – egyben meghatározó korlátja is.
1. Statikus kiegyensúlyozatlanság és dinamikus kiegyensúlyozatlanság
A statikus kiegyensúlyozatlanságot „erőbeli kiegyensúlyozatlanságnak” is nevezik, mivel ez centrifugális erő a forgásközéppontból sugárirányban kifelé hat. A legfontosabb, hogy nem okoz „nyomatékot” vagy lengő mozgást. Ez különbözteti meg a dinamikus kiegyensúlyozatlanság, amely ötvözi az erőt és pár egyensúlyhiány és teljes kiküszöböléséhez legalább két síkban kell korrekciót végrehajtani. Előfordulhat, hogy egy rotor statikusan tökéletesen kiegyensúlyozott, mégis jelentős nyomatékeltérést hordoz, ami forgás közben erős rezgést okoz – ezért a statikus kiegyensúlyozás önmagában csak bizonyos típusú rotorok esetében megfelelő megoldás.
2. Mikor elegendő a statikus kiegyensúlyozás?
A statikus kiegyensúlyozás csak bizonyos típusú rotorok esetében alkalmazható. Általában olyan alkatrészekre korlátozódik, amelyek nagyon keskenyek vagy korong alakúak, és amelyeknél az axiális hossz az átmérőhöz képest kicsi. Ilyen rotorok esetében eleve nem valószínű, hogy jelentős nyomaték-kiegyensúlyozatlanság lépne fel, így az egysíkú korrekció valóban megoldja a problémát.
Azok a gyakori példák, ahol az egysíkú statikus kiegyensúlyozás gyakran elegendő, a következők:
- Csiszolókorongok
- Autókerék és gumiabroncsok
- Egyetlen, keskeny ventilátor- vagy fúvókerekek
- Lendkerekek
- Csigák és tárcsák
Bármely jelentős hosszúságú rotor – legyen az motorarmatúra, többlépcsős szivattyú vagy hosszú tengely – esetében a statikus kiegyensúlyozás önmagában nem elegendő, és dinamikus kiegyensúlyozás ban két sík szükséges. Maga az egysíkú megközelítés részletes leírását a egysíkú kiegyensúlyozás.
3. A statikus kiegyensúlyozás módszerei
1. Késél-kiegyensúlyozás
Ez a klasszikus, forgásmentes módszer. A rotort két párhuzamos, vízszintes, alacsony súrlódású éles peremre helyezzük. Addig gurul, amíg a legnehezebb pontja alulra nem kerül; ezután ideiglenes súlyt helyezünk a tetejére (180°-kal szemben), amíg a rotor bármely pozícióban meg nem áll anélkül, hogy tovább gurulna. Ezt a súlyt ezután véglegesen rögzítjük. Ehhez nincs szükség áramra és elektronikára – csak türelemre és egy igazán vízszintes élpárra –, és ez továbbra is tökéletesen érvényes terepi ellenőrzés egy keskeny tárcsa esetében.
2. Függőleges kiegyensúlyozó gép
A modern statikus kiegyensúlyozást gyakran függőleges helyzetben végzik kiegyensúlyozó gép. A rotor – például egy lendkerék vagy egy gumiabroncs – egy erőérzékelőkkel ellátott vízszintes lemezen helyezkedik el. A gép alacsony fordulatszámon forgatja, az érzékelők pedig megmérik a kiegyensúlyozatlansági erő nagyságát és irányát, majd a képernyőn megjelenítik a szükséges korrekciót. Kifejezetten kerekek és gumiabroncsok esetében egy kerék-kiegyensúlyozó súlyok kalkulátor ezeket a méreteket rögzíthető vagy ragasztós súlyokká alakítja át.
3. Egysíkú mezőkiegyenlítés (Balanset-1A)
A statikus (egysíkú) kiegyensúlyozás hordozható kiegyensúlyozó rendszer segítségével teljesen összeszerelt gépen is elvégezhető – ez a helyszíni kiegyensúlyozás. A Balanset-1A, az „Egy síkban való egyensúlyozás („statikus”)” üzemmódban a rendszer méri a rotor fordulatszámát (RPM) és a 1× rezgés - a RMS érték és fázis. A „Run #0” és „Run #1” mérések alapján a szoftver automatikusan kiszámítja a tömeg és beépítési szög a rotor kiegyensúlyozatlanságának csökkentéséhez szükséges korrekciós súly, a befolyási együttható módszer.
Az egyenlegszámítás eredményeit archívumba mentik, és a folyamat befejeztével egy kiegyensúlyozási jelentés a beépített jelentésszerkesztőben létrehozható, szerkeszthető és kinyomtatható.
Hogyan történik az egysíkú kiegyensúlyozás a Balanset-1A programban?
- Telepítse az érzékelőket és csatlakoztassa a rendszert. Szerelje fel a rezgésérzékelőt a kiválasztott mérési pontra, és csatlakoztassa a készülékhez. Szerelje fel a fázisérzékelőt (fordulatszámmérő), alkalmazza fényvisszaverő szalag a rotorra, majd csatlakoztassa a készüléket egy Windows-alapú laptophoz.
- Indítsa el az egysíkú kiegyenlítő üzemmódot. A fő kezelőablakban válassza ki az „Egysíkú” módot, majd indítsa el a kiegyensúlyozást. A program megnyitja az egysíkú kiegyensúlyozási archívum ablakát.
- Hozzon létre egy archív rekordot. Adja meg a rotor nevét, a beszerelési helyet, a tűréshatárokat (rezgés és maradék kiegyensúlyozatlanság), valamint a dátumot. A szoftver létrehoz egy archív mappát, ahová a grafikonok és a jelentésfájlok kerülnek mentésre.
- Állítsa be a kiegyensúlyozási paramétereket a „Kiegyensúlyozási beállítások” menüpontban.
- Befolyásolási együttható: Válassza az „Új rotor” lehetőséget (két futtatás a kalibráláshoz) vagy a „Mentett együtthatók” lehetőséget (egy futtatás, azonos típusú gépekhez mentett hatástényezőkkel).
- Próbatömeg: Válassza a „Gramm” vagy a „Százalék” lehetőséget. Ha később a „Mentett együttható” módot kívánja használni, írja be a próbasúly tömeg grammban (mérje meg a mérlegen).
- Súly rögzítési módszer: Válassza a „Körbe” (bármely szög a kerületen) vagy a „Rögzített pozíció” (rögzített furatok/pengék/pozíciók; adja meg a pozíciók számát) lehetőséget.
- Tömegfelszerelési sugár: adja meg a próbasúlyok és a korrekciós súlyok felszereléséhez használt sugarat.
- Hagyja a próbasúlyt a Plane1 síkban: csak akkor engedélyezze ezt, ha a folyamat során nem tudja eltávolítani a próbasúlyt.
- #0 futtatás (kezdeti futtatás, próbasúly nélkül). Állítsa be a gépet állandó fordulatszámra, majd indítsa el a „Run #0” műveletet a kezdeti rezgés méréséhez. A szoftver rögzíti a fordulatszámot, az RMS-értéket és az 1×-es rezgéskomponens fázisát. A „Charts” fülön látható a hullámforma és a spektrum.
- Szerelje be a próbasúlyt. Állítsa le a gépet, és helyezze fel a próbasúlyt egy ismert sugárra. A próbasúlynak jelentősen meg kell változtatnia a rezgés amplitúdóját vagy fázisát. Egy általános kritérium a „30/30-as szabály”: a próbasúlynak körülbelül 30%-kal (lefelé vagy felfelé) kell megváltoztatnia az amplitúdót, vagy legalább 30°-kal a fázist. Ha később a „Mentett együtthatók” módot kívánja használni, helyezze fel a próbasúlyt ugyanolyan szögben, mint a visszaverő jelölést.
- Futtassa az #1-et (telepített próbasúly). Indítsa újra a gépet, várja meg, amíg a sebesség stabilizálódik, majd hajtsa végre a „Run #1” műveletet. A szoftver kiszámítja a korrekciós súlyparamétereket.
- Szerelje be a korrekciós súlyt. Állítsa le a gépet, vegye le a próbasúlyt, majd szerelje fel a korrekciós súly. A felszerelési szöget a próbasúly helyzetétől a rotor forgásirányába mérjük. A korrekciós súlyt ugyanazon a sugáron kell felszerelni, mint a próbasúlyt.
- RunTrim (az egyensúly minőségének ellenőrzése). Futtassa a „RunTrim” parancsot az eredmény ellenőrzéséhez. Ha a maradék rezgés és/vagy maradék kiegyensúlyozatlanság Ha a tűréshatáron belül van, a kiegyensúlyozás befejeződhet. Ha nem, a szoftver kiszámít egy további korrekciós súlyt, és a kiegyensúlyozás egymást követő közelítésekkel folytatódik.
Eredmények ábrázolása: poláris grafikon és rögzített pozíciók
A Balanset-1A képes megjeleníteni a korrekciós súly tömegét és szögét egy polárkoordinátás nézet. Ha a „Rögzített pozíció” opciót választja, a program automatikusan két részre osztja a korrekciós súlyt, és megjeleníti azoknak a pozícióknak a számát, ahová az egyes részeket be kell szerelni – ez a kényelmi funkció tükröződik a szélkorrekciós kalkulátor rögzített rögzítési pontokkal rendelkező ventilátorokhoz és járókerekekhez.
4. Az eredmény összehasonlítása a tűréshatárral
A statikus kiegyensúlyozás csak akkor tekinthető „befejezettnek”, ha a maradék rezgés és a maradék kiegyensúlyozatlanság a megállapodás szerinti tűréshatáron belül marad – és éppen ebben rejlik a RunTrim lépés fontossága. A megengedett maradék kiegyensúlyozatlanság értékét általában a kiegyensúlyozás minőségi követelményeiből határozzák meg G-osztályú a modern ISO 21940-11 szabvány (amely magába olvasztotta a régebbi ISO 1940-1 szabványt). A G-osztály és a szolgálati sebesség megengedett gramm-milliméter értékre történő átszámítása – valamint egy ésszerű első próbasúly kiválasztása – gyorsan elvégezhető egy maradék kiegyensúlyozatlanság kalkulátor (ISO 21940-11) és egy próbamérleg-kalkulátor. A kezdeti és a végső maradék egyensúlyhiány rögzítése pontos képet ad a munka hatékonyságáról, és a kiegyensúlyozási jelentés alapját képezi.
5. Korlátozások
A statikus kiegyensúlyozás legfőbb korlátja, hogy nem képes felismerni vagy kijavítani a nyomatékkiegyensúlyozatlanságot. Ha statikus kiegyensúlyozást alkalmazunk egy olyan rotoron, amely valójában dinamikus kiegyensúlyozatlansággal rendelkezik, az néha ronthat a helyzeten – kijavítja az erőkomponenst, miközben figyelmen kívül hagyja, vagy akár súlyosbítja a nyomatékkiegyensúlyozatlansági komponenst. Emiatt a legtöbb ipari gép esetében a két síkú dinamikus kiegyensúlyozás a szabványos és előírt gyakorlat, a statikus kiegyensúlyozást pedig leginkább a keskeny, korong alakú rotorokra érdemes fenntartani, ahol valóban érvényes az egysíkú feltételezés.
