Mi a rotor kiegyensúlyozás?

Gyors válasz

Rotor kiegyensúlyozás egy forgó test tömegeloszlásának javítása úgy, hogy a tömegközéppontja egybeessen a geometriai forgástengellyel. Ez minimalizálja a centrifugális erőket, csökkentve a rezgéseket, hordozó terhelés, zaj és energiafogyasztás. A korrekciót a rezgésmérések és a fáziselemzés alapján meghatározott helyeken és szögekben súly hozzáadásával vagy eltávolításával végzik. Az elfogadási kritériumot a következők határozzák meg ISO 1940-1 (ISO 21940-11) G-osztályok. A két típus a következő statikus (egysíkú) tárcsaszerű rotorok és dinamikus (kétsíkú) hosszúkás rotorok esetében.

Kiegyensúlyozatlanság a forgó gépek leggyakoribb rezgésforrása. Ha a tömegeloszlás nem tökéletes - gyártási tűrések, anyagegyenetlenség, korrózió, lerakódás vagy sérülés miatt -, akkor centrifugális erők keletkeznek, amelyek a fordulatszám négyzetével nőnek. Egy kis kiegyensúlyozatlanság alacsony fordulatszámon nagy fordulatszámon pusztítóvá válhat.

A kiegyensúlyozás ezt úgy oldja meg, hogy iteratív módon méri a rezgésválaszt és beállítja a tömegeloszlást, amíg a maradék kiegyensúlyozatlanság a tűréshatáron belül van. Ez egyrészt gyártási folyamat (üzemi kiegyensúlyozó gépeken), másrészt karbantartási folyamat (helyszíni kiegyensúlyozás a telepített berendezéseken).

A befolyásolási együttható módszere

A korszerű kiegyensúlyozás - mind a dedikált gépeken, mind a terepen - a befolyásolási együttható (próbasúly) módszer. A fizikai elv: ha tudjuk, hogy egy ismert tömeg egy ismert helyzetben hogyan változtatja meg a rezgést, akkor ki tudjuk számítani az eredeti kiegyensúlyozatlanság megszüntetéséhez szükséges tömeget és pozíciót.

Befolyásolási együttható
α = (Vpróbaperiódus − Vkezdeti) / T
α = befolyásolási együttható (rezgés egységnyi kiegyensúlyozatlanságra vetítve) | V = rezgésvektor (amplitúdó∠fázis) | T = próbasúlyvektor (tömeg∠szög)
Helyesbítés számítása
C = -Vkezdeti / α
C = korrekciós súlyvektor (tömeg∠szög) - az a súly, amely a V-vel egyenlő és ellentétes rezgést vált ki.kezdeti

A két síkbeli kiegyenlítés esetén a rendszer 2×2 mátrixszá válik (négy befolyásoló együtthatóval, amelyek figyelembe veszik a síkok közötti keresztkapcsolást), de az elv azonos. A Balanset-1A automatikusan megoldja ezt - a kezelő csak elindítja a gépet, és próbasúlyokat helyez fel.

Próbasúly kiválasztása

A próbasúlynak észrevehető változást kell okoznia a rezgésben (ideális esetben a kezdeti szint 10-30%-jét) anélkül, hogy veszélyes terhelést okozna. Hasznos kiindulási becslés:

Trial Weight becsült súlya
mpróbaperiódus ≈ (10 × M) / (R × (n/1000)²)
m grammban | M = rotor tömege (kg) | R = próba sugara (mm) | n = fordulatszám - ökölszabály a kb. 10% G 6.3 kiegyensúlyozatlansághoz.

Mikor kell egyensúlyozni - Rezgésjelzés

Honnan tudja, hogy a rezgést a kiegyensúlyozatlanság okozza, és nem a eltérés, lazaság, vagy csapágyhibák?

Kiegyensúlyozatlan rezgésjelzés

Frekvencia: Domináns csúcsérték pontosan 1× fordulatszám (futási sebesség) mellett a FFT spektrum.

Irány: Elsősorban radiális (vízszintes és függőleges). Az axiális komponens kicsi.

Fázis: Stabil, megismételhető fázisszög 1×-nél. A fázis nem driftel az idő múlásával.

Sebességfüggőség: Az amplitúdó a sebesség négyzetével nő (ω²-vel arányos).

Ellentétben a helytelen igazodással: A helytelen igazítás jelentős 2× és/vagy tengelyirányú 1× komponenseket eredményez. A csapágyhibák nem szinkron frekvenciákat eredményeznek.

A kiegyensúlyozás előtt mindig ellenőrizze a diagnózist. A Balanset-1A spektrumanalizátor (F1 üzemmód) a teljes FFT spektrumot, lehetővé téve annak megerősítését, hogy az 1× dominál, mielőtt az egyensúlyozásra kerülne sor.

Korrekciós módszerek

Tömeg hozzáadása

  • Felcsatolható súlyok: Rugós cink vagy acél súlyok. Közös ventilátorokhoz, kerekekhez. Gyors, nem állandó.
  • Rögzíthető súlyok: A precíziós súlyok csavarokkal vannak rögzítve a furatokba vagy T-nyílásokba. Nagyméretű rotorokhoz, turbinákhoz szabványos.
  • Felhegesztett súlyok: A rotorhoz hegesztett acéllemezek vagy -rudak. Állandó. Nehéz ipari ventilátorok és zúzógépek rotorjainál gyakori.
  • Epoxi/gitt: Kétkomponensű ragasztó fémtöltőanyaggal. Jó szabálytalan felületekhez. Mérsékelt hőmérsékletre korlátozott.
  • Állítócsavarok: Radiális furatokba menetes. Gyakori a tengelykapcsolók tengelycsapjain és tengelyein. Állítható.

Tömeg eltávolítása

  • Fúrás: Távolítsa el az anyagot a nehéz helyről. Az eltávolított tömeg pontos ellenőrzése (tömeg = sűrűség × térfogat). Visszafordíthatatlan.
  • Malmozás/csiszolás: Távolítsa el az anyagot a peremről vagy a felületről. Gyakori a turbinakerekeken, féktárcsákon.

Súly felosztása

Ha a pontosan kiszámított szög elérhető pozíciók közé esik (pl. egy tengelykapcsoló csavarfuratai közé), a korrekciót vektorbontás segítségével fel kell osztani a két szomszédos pozíció között. A Balanset-1A tartalmaz egy automatikus súlyfelosztási számológépet.

Helyszíni kiegyensúlyozás (In-Situ)

A mezőkiegyensúlyozás a rotor kiegyensúlyozását jelenti anélkül, hogy kivenné a gépből. Ez kiküszöböli a szétszerelési állásidőt, és figyelembe veszi a tényleges működési körülményeket (igazítás, csapágyelőfeszítés, alapozási hatások), amelyeket a bolti kiegyensúlyozás nem tud reprodukálni.

Balanset-1A terepi kiegyensúlyozó készlet

A Balanset-1A egy komplett hordozható terepi kiegyensúlyozó rendszer: 2 csatornás rezgéselemző, lézeres fordulatszámmérő, beépített ISO 1940 tolerancia-kalkulátor, egysíkú (F2) és kétsíkú (F3) kiegyensúlyozási mód, automatikus súlyfelosztás és hivatalos mérlegjelentés készítése (F6). Mérési pontosság: ±5% sebesség, ±1° fázis. Alkalmas a G 16-tól a G 2.5-ig.

A Balanset-4 4 csatornára bővíthető az összetett, többcsapágyas rotorok vagy több gép egyidejű felügyelete esetén.

A mezőkiegyenlítés előnyei

  • Nincs szétszerelés: Órákig vagy napokig tartó állásidőt takarít meg a nagy gépek esetében.
  • Valós működési feltételek: Tartalmazza az igazítást, a csapágy előfeszítést, a hőállapotot, az alapozás hatásait.
  • Kiegyenlítés: Korrigálja a szerelés által okozott kiegyensúlyozatlanságot, amelyet a bolti kiegyensúlyozás nem tud kezelni.
  • Karbantartás utáni ellenőrzés: Gyors ellenőrzés járókerékcsere, tengelykapcsolócsere vagy csapágyfelújítás után.

Szabványok és tűrések

Az egyensúlyozás nem "a lehető legjobb" - hanem "a tűréshatáron belül". A tűréshatárt nemzetközi szabványok határozzák meg:

📏 Kulcsfontosságú kiegyensúlyozási szabványok
StandardTárgy:Kulcsfontosságú tartalom
ISO 1940-1 / ISO 21940-11Mérleg minőségi osztályok (G-osztályok)G 0,4-G 4000 skála. Képlet: Uper = (9 549×G×M)/n. G 6,3 = szabvány a ventilátorok, szivattyúk, motorok esetében.
ISO 1940-2 / ISO 21940-2SzókincsFogalommeghatározások: kiegyensúlyozatlansági típusok, rotorosztályozások, géptípusok, minőségi kifejezések.
ISO 14694 szabványIpari ventilátorokBV kategóriák (egyensúly) és FV kategóriák (rezgés) a ventilátorok járókerekeire vonatkozóan.
ISO 10816 / ISO 20816A gép rezgésének értékeléseA működési mérések eredmény az egyensúly minősége. A/B/C/D zóna besorolás.
ISO 21940-12Rugalmas rotorokTöbbsebességes, többsíkú eljárások az első hajlítási kritikus sebesség feletti rotorok esetében.
ISO 21940-14Kiegyenlítő eljárásokÁltalános eljárások a több síkban történő kiegyensúlyozáshoz.
API 610 / API 617Kőolajszivattyúk / kompresszorokA rotor egyensúlyi követelményeihez lásd az ISO 1940 G-osztályokat.
ISO 1940-1 tűrésképlet
Uper = (9 549 × G × M) / n
Uper = megengedett maradó kiegyensúlyozatlanság (g-mm) | G = fokozat (mm/s) | M = tömeg (kg) | n = maximális fordulatszám

Dolgozott példák

1. eset: Centrifugálventilátor - egysíkú mezőkiegyenlítés

Gép: 22 kW-os centrifugálventilátor, 1 460 fordulat/perc, járókerék tömege 38 kg. Túlzott rezgés: 8,2 mm/s RMS a hajtás végi csapágyon. Az FFT megerősíti a domináns 1× csúcsot stabil fázissal.

Beállítás: Balanset-1A érzékelő a DE csapágyon, lézeres fordulatszámmérő a tengelyen. F2 üzemmód (egysíkú - L/D < 0,4).

1. lépés: Kezdeti futás: 47°-on 8,2 mm/s.

2. lépés: Próbasúly: 15 g 0°-os állásban a ventilátor tengelycsonkján, R = 200 mm.

3. lépés: Próbaüzem: 5,9 mm/s 112°-on.

4. lépés: A szoftver kiszámítja: korrekció = 22 g 198°-on, R = 200 mm.

5. lépés: Szerelje fel a 22 g-os hegesztési súlyt 198°-on. Távolítsa el a próbasúlyt.

6. lépés: Ellenőrzés: 0,9 mm/s. ISO tűréshatár G 6.3 → Uper = 1 570 g-mm. Elérve: ~180 g-mm. ✅ Megfelel.

2. eset: Motor-szivattyú szerelvény - kétsíkú

Gép: 45 kW-os motor + centrifugálszivattyú, 2 950 RPM, rotor tömege 55 kg. Rezgés: DE csapágy 6,1 mm/s, NDE csapágy 4,8 mm/s. Fáziskülönbség ~140° → dinamikus kiegyensúlyozatlanság.

Beállítás: Balanset-1A két érzékelő (DE + NDE), F3 üzemmód. Korrekciós síkok: tengelykapcsoló tengelycsonk (1. sík) és motorventilátor vége (2. sík).

Futások: Kezdeti → 1. próbasík (10 g 0°-on) → 2. próbasík (8 g 0°-on).

Eredmény: A szoftver 2×2 mátrixot old meg. Helyesbítés: 1. sík = 18 g 245°-on, 2. sík = 12 g 68°-on.

Ellenőrzés: DE: 0,7 mm/s, NDE: 0,5 mm/s. G 6.3 határérték: 1 122 g-mm . ✅ Mindkét sík a tűréshatáron belül.

3. eset: Zúzó rotor - durva G 16

Gép: Kalapácsos daráló, 980 RPM, rotor tömege 420 kg. A kalapács cseréje után a rezgés 14,5 mm/s-ra nőtt.

Specifikáció: G 16 (nagy igénybevétel, súlyos körülmények). Uper = 9 549 × 16 × 420 / 980 = 65 500 g-mm.

Eljárás: Egysíkú (korongszerű rotor). Kísérleti 150 g 0°-os felninél. Javítás: 280 g 315°-on. Felhegesztett acéllemez.

Eredmény: 2,8 mm/s. Maradék ~5 600 g-mm. ✅ Jól a G 16 határon belül.

← Vissza a szójegyzékhez