Maradék kiegyensúlyozatlanság megértése
Maradék kiegyensúlyozatlanság az az összeg, kiegyensúlyozatlanság amely megmarad egy forgórész miután a kiegyensúlyozás folyamat befejeződött. Ez az a kicsi, szándékos kimaradó kiegyensúlyozatlanság, amely a rotorban marad, mert további csökkentése nem hozna gyakorlati előnyt. Más szóval, a maradék kiegyensúlyozatlanság nem a kiegyensúlyozás kudarca — hanem cél kiegyensúlyozás.
1. Definíció: Mi a reziduális kiegyensúlyozatlanság?
Minden valódi rotor rendelkezik valamilyen kiegyensúlyozatlansággal. A tökéletes egyensúly — egy tömegtengelynek, amely pontosan egybeesik a forgattyús tengellyel — nem érhető el, és annak utána járása gazdaságilag értelmetlenül. A kiegyensúlyozás feladata ezért nem a kiegyensúlyozatlanság kiküszöbölése, hanem annak az alá tolása, ahol a rezgés ártalmatlan a géphez. Az a kiegyensúlyozatlanság, amely azt követően marad, hogy ezt a szintet elértük, az a maradék kiegyensúlyozatlanság.
A maradék kiegyensúlyozatlanságot a tömeg és egy sugár szorzataként fejezik ki — jellemzően gramm-milliméter (g·mm) vagy gramm-hüvelyk — mert a centrifugális erő, amelyet a rotor érez, az attól függ, hogy mekkora tömeg van a középvonalból és milyen messze van a tengelytől. Az 1 g súlypont 100 mm sugárban (100 g·mm) egyenértékű hatásában egy 2 g súlyponttal 50 mm-ben.
2. Kiegyensúlyozási tolerancia — Mekkora eltérés engedélyezett?
A maximálisan megengedett maradék kiegyensúlyozatlanságot egy kiegyensúlyozási tolerancia. A nemzetközileg elfogadott módszer innen származik ISO 1940-1, amely már beépül a modern ISO 21940-11 sorozatba. Ez meghatározza Kiegyensúlyozási minőségi osztályok (G-osztályok) — G6.3, G2.5, G1.0 és így tovább — ahol a szám a rotor tömegközéppontjának megengedett pályasebessége mm/s-ben.
- A az alacsonyabb G-szám szigorúbb toleranciát jelent és kisebb megengedett maradék kiegyensúlyozatlanságot. A szivattyú- és ventilátorotorok általában G6.3; a precíziós szerszámgéporsók G1.0 vagy jobb minőséget követelnek.
- A megengedett maradék kiegyensúlyozatlanság növekszik a rotor tömegével, és csökken a forgási sebesség emelkedésével — a gyors rotor sokkal pontosabban kell, hogy legyen kiegyensúlyozva, mint az azonos tömegű lassú.
Az aritmetika — egy G-osztálynak és egy forgási sebességnek g·mm értékké konvertálása, majd a kettő közötti felosztása korrekciós síkok — könnyen tévedésekbe lehet esni, ha kézzel számítja ki. Azonnal kiszámítható a mi ingyenes Maradék egyensúlyhiány-kalkulátor (ISO 21940-11)-vel, amely egy G-osztályt és a forgási sebességet közvetlenül az egyes sík megengedett g·mm értékévé konvertálja.
3. Miért létezik mindig maradék kiegyensúlyozatlanság
Több gyakorlati tényező garantálja, hogy mindig marad némi kiegyensúlyozatlanság:
- A műszer felbontása: minden kiegyensúlyozó gépnek és helyi analizátornak van egy legkisebb kiegyensúlyozatlanság, amelyet megbízhatóan meg tud határozni.
- Szerelési és illesztési hibák: az arbók, mandrellek és adapterek saját apró excentricitásokat vezetnek be.
- Szerelési eltolódás: a kulcsok, csatolók és rögzítőelemek az rotort kismértékben elmozdítják, amikor a gépet a kiegyensúlyozás után újra összeszerelik.
- Üzemi változás: a termikus növekedés, a kopás, az eróció és a terméklerakódás mind megváltoztatják a rotor kiegyensúlyozatlan állapotát a működés során.
- Csökkenő hozam: a maradék kiegyensúlyozatlanság felezése megkétszerezheti a kiegyensúlyozási időt, ezért van értelmes pont a megállásnak.
4. A maradék kiegyensúlyozatlanság mérése és ellenőrzése
A kiegyensúlyozás iteratív ciklus: mérjük meg az aktuális kiegyensúlyozatlanságot, adjunk hozzá vagy távolítsunk el egy korrekciós súly, majd mérjük újra, és ismételjük, amíg az érték az tűréshatár alá nem csökken. A teljes kiegyensúlyozási jelentésnek mindig feltüntetnie kell a kezdeti kiegyensúlyozatlanságot és a végső maradó kiegyensúlyozatlanság minden korrekciós síkra — például: „0,5 g·mm bal sík, 0,8 g·mm jobb sík, G2,5-en belül 3000 rpm-en.”
Az összeépített gépeken ezt az ellenőrzést helyszínen végzik, nem pedig kiegyensúlyozó gépen. Egy hordozható kétcsatornás analizátor, például a Balanset-1A méri az 1× amplitúdó és fázis a korrekció előtt és után, kiszámítja a rotor befolyási együtthatóit, és megerősíti, hogy a maradék rezgés — és ezáltal a maradék kiegyensúlyozatlanság — az ISO 21940-11 szabvány választott fokozatán belül van. Mivel a gép saját csapágyaiban az üzemi fordulatszámon működik, rögzíti a valódi maradék állapotot, amelyet a rotor valójában fog működtetni, beleértve azokat a szerelési és termikus hatásokat, amelyeket egy kiegyensúlyozó gép nem tud érzékelni.
5. Maradék kiegyensúlyozatlanság versus kezdeti kiegyensúlyozatlanság
Segít, ha ezt a két fogalmat elkülönítjük. Kezdeti kiegyensúlyozatlanság az, amit a rotor a korrekció előtt tartalmaz — gyakran nagy, és az az oka, hogy a rezgést először észlelték. Maradék kiegyensúlyozatlanság az, amit szándékosan meghagynak a korrekció után, a tűréssel szemben ellenőrizve. A kettő aránya hasznos mérőszám arra, hogy mennyire volt hatékony a kiegyensúlyozási munka: egy rotor kiegyensúlyozatlanságának 250 g·mm-ről 4 g·mm-re csökkentése több mint 98%-os csökkenést jelent, és tiszta átmenetet a legtöbb ipari minősítésnél.
