Mi a rotor kiegyensúlyozása? Átfogó útmutató

Meghatározás: A kiegyensúlyozás alapkoncepciója

Rotor kiegyensúlyozás A kiegyensúlyozás egy forgó test (rotor) tömegeloszlásának javítására irányuló szisztematikus folyamat, amelynek célja, hogy a tényleges tömegközépvonal egybeessen a valódi geometriai középvonalával. Amikor egy rotor nincs kiegyensúlyozva, forgás közben centrifugális erők keletkeznek, ami túlzott rezgéshez, zajhoz, a csapágy élettartamának csökkenéséhez és potenciálisan katasztrofális meghibásodáshoz vezet. A kiegyensúlyozás célja ezen erők minimalizálása a meghatározott pontokon lévő pontos súlymennyiségek hozzáadásával vagy eltávolításával, ezáltal a rezgés elfogadható szintre csökkentése.

Miért kritikus karbantartási feladat a kiegyensúlyozás?

A kiegyensúlyozatlanság a forgó gépek egyik leggyakoribb rezgésforrása. A precíziós kiegyensúlyozás nem csak a rezgés csökkentéséről szól; ez egy kritikus karbantartási tevékenység, amely jelentős előnyökkel jár:

• Megnövelt csapágyélettartam: A kiegyensúlyozatlansági erők közvetlenül átkerülnek a csapágyakra. Ezen erők csökkentése jelentősen meghosszabbítja a csapágyak élettartamát.
• Fokozott gépmegbízhatóság: Az alacsonyabb rezgés csökkenti a gép összes alkatrészének, beleértve a tömítéseket, tengelyeket és szerkezeti tartókat, terhelését, ami kevesebb meghibásodáshoz vezet.
• Fokozott biztonság: A magas rezgésszint alkatrészek meghibásodását okozhatja, ami jelentős biztonsági kockázatot jelent a személyzet számára.
• Csökkentett zajszint: A mechanikai rezgés az ipari zaj egyik fő forrása. Egy jól kiegyensúlyozott gép sokkal halkabban működik.
• Alacsonyabb energiafogyasztás: Az egyébként rezgést és hőt okozva pazarló energia hasznos munkává alakul, javítva a hatékonyságot.

Kiegyensúlyozás típusai: Statikus vs. Dinamikus

A kiegyensúlyozási eljárásokat a korrigált kiegyensúlyozatlanság típusa alapján kategorizálják. A két fő típus a statikus és a dinamikus kiegyensúlyozás.

Statikus kiegyensúlyozás (egysíkú kiegyensúlyozás)

Statikus kiegyensúlyozatlanság akkor fordul elő, amikor a rotor tömegközéppontja eltolódik a forgástengelyétől. Ezt gyakran egyetlen „nehéz pontként” ábrázolják. A statikus kiegyensúlyozás ezt egyetlen korrekciós súly alkalmazásával korrigálja, amely 180°-ban van az ellentétes szögben a nehéz ponttal. „Statikusnak” nevezik, mert ez a fajta kiegyensúlyozatlanság nyugalmi állapotban lévő rotor esetén is észlelhető (például késélű görgőkön). Keskeny, tárcsa alakú rotorokhoz, például ventilátorokhoz, köszörűkorongokhoz és lendkerekekhez alkalmas, ahol a hossz-átmérő arány kicsi.

Dinamikus kiegyensúlyozás (két síkú kiegyensúlyozás)

A dinamikus kiegyensúlyozatlanság egy összetettebb állapot, amely magában foglalja mind a statikus kiegyensúlyozatlanságot, mind a „páros” kiegyensúlyozatlanságot. A páros kiegyensúlyozatlanság akkor fordul elő, ha a rotor ellentétes végein két egyenlő méretű nehéz pont található, egymástól 180°-os szögben. Ez egy lengőmozgást, vagy nyomatékot hoz létre, amely csak akkor érzékelhető, amikor a rotor forog. A legtöbb rotorhoz dinamikus kiegyensúlyozásra van szükség, különösen azokhoz, amelyek hossza nagyobb, mint az átmérőjük (például motor armatúrák, tengelyek és turbinák). Ez legalább két különböző síkban korrekciókat igényel a rotor hossza mentén, hogy ellensúlyozzák mind az erőt, mind a páros kiegyensúlyozatlanságot.

A kiegyensúlyozási eljárás: Hogyan történik

A modern kiegyensúlyozást jellemzően speciális berendezésekkel és szisztematikus megközelítéssel végzik, gyakran a befolyásolási együttható módszerét alkalmazva:

1. Kezdeti futtatás: A gépet járatják, hogy megmérjék a meglévő kiegyensúlyozatlanság által okozott kezdeti rezgési amplitúdót és fázisszöget. Ehhez rezgésérzékelőt és fordulatszámmérőt (fázisreferenciához) használnak.
2. Próba súlyozás: Egy ismert próbasúlyt ideiglenesen rögzítenek a rotorhoz egy ismert szöghelyzetben egy korrekciós síkban.
3. Második menet: A gépet újraindítják, és megmérik az új rezgési amplitúdót és fázist. A rezgés változását (a vektorkülönbséget) kizárólag a próbasúly okozza.
4. Számítás: A próbasúly rezgésre gyakorolt hatásának ismeretében a kiegyensúlyozó műszer kiszámít egy „befolyásolási együtthatót”. Ezt az együtthatót használja ezután a korrekciós súly pontos mennyiségének és a pontos szögnek a meghatározására, ahová azt el kell helyezni az eredeti kiegyensúlyozatlanság ellensúlyozásához.
5. Javítás és ellenőrzés: A próbasúlyt eltávolítják, a kiszámított állandó korrekciós súlyt felhelyezik, és egy utolsó futtatást hajtanak végre annak ellenőrzésére, hogy a rezgés elfogadható szintre csökkent. Kétsíkú kiegyensúlyozás esetén ezt a folyamatot megismétlik a második síkkal.

Vonatkozó szabványok és tűrések

Az elfogadható rezgésszintek nem önkényesek. Nemzetközi szabványok határozzák meg őket, amelyek közül a legfontosabb a ISO 21940 sorozat (amely felváltotta a régebbi ISO 1940 szabványt). Ezek a szabványok „kiegyensúlyozottsági minőségi osztályokat” (pl. G 6.3, G 2.5, G 1.0) határoznak meg a különböző géposztályok számára. Az alacsonyabb G-szám szigorúbb tűréshatárt jelöl. Ezeket az osztályokat arra használják, hogy kiszámítsák az adott rotor maximálisan megengedett maradék kiegyensúlyozatlanságát a tömege és az üzemi sebessége alapján, biztosítva, hogy az megfeleljen az üzemi követelményeknek.

← Vissza a fő tartalomjegyzékhez