Memahami Metode Tiga-Jalan dalam Penyeimbangan Rotor

Perangkat

Penyeimbang portabel & Penganalisis getaran Balanset-1A

Bagian

Sensor Optik (Laser Tachometer)

Kit diagnostik dan penyeimbangan getaran lengkap dari Vibromera, meliputi empat sensor getaran beserta kabel, modul antarmuka sinyal, takometer laser dengan dudukan magnetis, timbangan digital, kabel USB, dan wadah penyimpanan. Sistem ini dirancang untuk penyeimbangan rotor lapangan dan pemantauan kondisi pada peralatan industri.

Perangkat

Penyeimbang dinamis "Balanset-1A" OEM

Definisi: Apa itu Metode Tiga-Jalankan?

The metode tiga kali jalan adalah prosedur yang paling banyak digunakan untuk penyeimbangan dua bidang (dinamis). Ini menentukan bobot koreksi dibutuhkan dalam dua bidang koreksi menggunakan tepat tiga kali pengukuran: satu pengukuran awal untuk menetapkan garis dasar ketidakseimbangan kondisi, diikuti oleh dua kondisi berurutan berat uji coba berjalan (satu untuk setiap bidang koreksi).

Metode ini memberikan keseimbangan optimal antara akurasi dan efisiensi, membutuhkan lebih sedikit permulaan dan penghentian mesin dibandingkan metode empat-lari sambil menyediakan data yang cukup untuk menghitung koreksi efektif untuk sebagian besar industri menyeimbangkan aplikasi.

Prosedur Tiga-Jalan: Langkah demi Langkah

Prosedurnya mengikuti urutan yang sederhana dan sistematis:

Jalankan 1: Pengukuran Dasar Awal

Mesin dioperasikan pada kecepatan penyeimbangannya dalam kondisi tidak seimbang, sebagaimana ditemukannya. Getaran pengukuran dilakukan pada kedua lokasi bantalan (ditunjuk sebagai Bantalan 1 dan Bantalan 2), mencatat keduanya amplitudo dan sudut fase. Pengukuran ini merepresentasikan vektor getaran yang disebabkan oleh distribusi ketidakseimbangan awal.

Ukur pada Bearing 1: Amplitudo A₁, Fase θ₁
Ukur pada Bearing 2: Amplitudo A₂, Fase θ₂
Tujuan: Menetapkan kondisi getaran dasar (O₁ dan O₂) yang harus diperbaiki

Uji 2: Berat Uji di Bidang Koreksi 1

Mesin dihentikan, dan beban uji yang diketahui (T₁) dipasang sementara pada posisi sudut yang ditandai secara tepat di bidang koreksi pertama (biasanya di dekat Bearing 1). Mesin dihidupkan kembali dengan kecepatan yang sama, dan getaran diukur kembali pada kedua bearing.

Menambahkan: Berat uji T₁ pada sudut α₁ di Bidang 1
Ukur pada Bearing 1: Vektor getaran baru (efek O₁ + T₁)
Ukur pada Bearing 2: Vektor getaran baru (O₂ + efek T₁)
Tujuan: Menentukan bagaimana beban di Bidang 1 mempengaruhi getaran di kedua bantalan

Alat penyeimbang menghitung koefisien pengaruh untuk Bidang 1 dengan pengurangan vektor pengukuran awal dari pengukuran baru ini.

Uji 3: Berat Uji di Bidang Koreksi 2

Beban uji pertama dilepas, dan beban uji kedua (T₂) dipasang pada posisi yang ditandai di bidang koreksi kedua (biasanya di dekat Bearing 2). Pengukuran ulang dilakukan, sekali lagi mencatat getaran di kedua bearing.

Menghapus: Berat uji T₁ dari Bidang 1
Menambahkan: Berat uji T₂ pada sudut α₂ di Bidang 2
Ukur pada Bearing 1: Vektor getaran baru (efek O₁ + T₂)
Ukur pada Bearing 2: Vektor getaran baru (O₂ + efek T₂)
Tujuan: Menentukan bagaimana beban di Bidang 2 memengaruhi getaran di kedua bantalan

Instrumen kini memiliki seperangkat lengkap empat koefisien pengaruh yang menjelaskan bagaimana setiap bidang memengaruhi setiap arah.

Menghitung Bobot Koreksi

Setelah tiga kali proses selesai, perangkat lunak penyeimbang melakukan matematika vektor untuk menyelesaikan bobot koreksi:

Matriks Koefisien Pengaruh

Dari tiga kali pengukuran, ditentukan empat koefisien:

α₁₁: Bagaimana Bidang 1 memengaruhi Bearing 1 (efek utama)
α₁₂: Bagaimana Bidang 2 memengaruhi Bearing 1 (kopling silang)
α₂₁: Bagaimana Bidang 1 memengaruhi Bearing 2 (kopling silang)
α₂₂: Bagaimana Bidang 2 memengaruhi Bearing 2 (efek utama)

Memecahkan Sistem

Instrumen ini memecahkan dua persamaan simultan untuk menemukan W₁ (koreksi untuk Bidang 1) dan W₂ (koreksi untuk Bidang 2):

α₁₁ · W₁ + α₁₂ · W₂ = -O₁ (untuk menghilangkan getaran pada Bearing 1)
α₂₁ · W₁ + α₂₂ · W₂ = -O₂ (untuk menghilangkan getaran pada Bearing 2)

Solusinya menyediakan massa dan posisi sudut yang diperlukan untuk setiap bobot koreksi.

Langkah Terakhir

Hapus kedua bobot uji
Pasang bobot koreksi permanen yang dihitung di kedua bidang
Lakukan uji verifikasi untuk memastikan getaran telah berkurang ke tingkat yang dapat diterima
Jika perlu, lakukan keseimbangan pemangkasan untuk menyempurnakan hasilnya

Keuntungan Metode Tiga-Jalan

Metode tiga-run telah menjadi standar industri untuk penyeimbangan dua bidang karena beberapa keuntungan utama:

1. Efisiensi Optimal

Tiga kali uji coba merupakan jumlah minimum yang dibutuhkan untuk menetapkan empat koefisien pengaruh (satu kondisi awal ditambah satu uji coba per bidang). Hal ini meminimalkan waktu henti mesin sekaligus memberikan karakterisasi sistem yang lengkap.

2. Keandalan yang Terbukti

Pengalaman lapangan selama puluhan tahun menunjukkan bahwa tiga kali pengujian memberikan data yang cukup untuk penyeimbangan yang andal dalam sebagian besar aplikasi industri.

3. Penghematan Waktu dan Biaya

Dibandingkan dengan metode empat kali uji coba, menghilangkan satu kali uji coba mengurangi waktu penyeimbangan sekitar 20%, yang berarti berkurangnya waktu henti dan biaya tenaga kerja.

4. Eksekusi Lebih Sederhana

Lebih sedikit pengujian berarti lebih sedikit penanganan bobot uji, lebih sedikit peluang terjadinya kesalahan, dan pengelolaan data lebih sederhana.

5. Cocok untuk Sebagian Besar Aplikasi

Untuk mesin industri tipikal dengan efek kopling silang sedang dan dapat diterima menyeimbangkan toleransi, tiga kali percobaan secara konsisten membuahkan hasil yang sukses.

Kapan Menggunakan Metode Tiga-Jalankan

Metode tiga-jalan cocok untuk:

Penyeimbangan Industri Rutin: Motor, kipas, pompa, blower—sebagian besar peralatan berputar
Persyaratan Presisi Sedang: Nilai kualitas seimbang dari G 2,5 hingga G 16
Aplikasi Penyeimbangan Lapangan: Penyeimbangan in-situ di mana meminimalkan waktu henti adalah hal yang penting
Sistem Mekanik yang Stabil: Peralatan dengan kondisi mekanis yang baik dan respon linier
Geometri Rotor Standar: Rotor kaku dengan rasio panjang terhadap diameter yang khas

Keterbatasan dan Kapan Tidak Menggunakannya

Metode tiga kali jalan mungkin tidak memadai dalam situasi tertentu:

Kapan Metode Empat-Jalan Lebih Disukai

Persyaratan Presisi Tinggi: Toleransi yang sangat ketat (G 0,4 hingga G 1,0) di mana verifikasi linearitas tambahan berharga
Kopling Silang yang Kuat: Ketika bidang koreksi sangat berdekatan atau kekakuannya sangat asimetris
Karakteristik Sistem yang Tidak Diketahui: Penyeimbangan pertama kali pada peralatan yang tidak biasa atau khusus
Mesin Masalah: Peralatan yang menunjukkan tanda-tanda perilaku non-linier atau masalah mekanis

Kapan Pesawat Tunggal Mungkin Cukup

Rotor tipe cakram sempit yang ketidakseimbangan dinamisnya minimal
Ketika hanya satu lokasi bantalan yang menunjukkan getaran signifikan

Perbandingan dengan Metode Lain

Metode Tiga-Jalan vs. Empat-Jalan

Aspek	Tiga Lari	Empat Lari
Jumlah Lari	3 (awal + 2 percobaan)	4 (awal + 2 percobaan + gabungan)
Waktu yang Dibutuhkan	Singkat	~20% lebih panjang
Pemeriksaan Linearitas	Tidak.	Ya (Jalankan 4 verifikasi)
Aplikasi Umum	Pekerjaan industri rutin	Peralatan kritis berpresisi tinggi
Ketepatan	Bagus.	Bagus sekali
Kompleksitas	Lebih rendah	Lebih tinggi

Metode Tiga-Jalan vs. Metode Satu-Plane

Metode tiga-run pada dasarnya berbeda dari penyeimbangan bidang tunggal, yang hanya menggunakan dua kali percobaan (awal ditambah satu kali percobaan) tetapi hanya dapat mengoreksi satu bidang dan tidak dapat mengatasi ketidakseimbangan pasangan.

Praktik Terbaik untuk Keberhasilan Metode Tiga-Jalan

Pemilihan Berat Uji Coba

Pilih beban uji yang menghasilkan perubahan amplitudo getaran sebesar 25-50%
Terlalu kecil: Rasio sinyal terhadap noise buruk dan kesalahan perhitungan
Terlalu besar: Risiko respons non-linier atau tingkat getaran yang tidak aman
Gunakan ukuran yang sama untuk kedua bidang untuk menjaga kualitas pengukuran yang konsisten

Konsistensi Operasional

Pertahankan kecepatan yang sama persis untuk ketiga putaran
Izinkan stabilisasi termal antar proses jika diperlukan
Pastikan kondisi proses yang konsisten (aliran, tekanan, suhu)
Gunakan lokasi sensor dan metode pemasangan yang identik

Kualitas Data

Lakukan beberapa pengukuran per percobaan dan rata-ratakan hasilnya
Verifikasi bahwa pengukuran fase konsisten dan andal
Periksa apakah bobot percobaan menghasilkan perubahan yang dapat diukur dengan jelas
Carilah anomali yang mungkin menunjukkan kesalahan pengukuran

Presisi Instalasi

Tandai dan verifikasi posisi sudut berat uji dengan hati-hati
Pastikan beban uji terpasang dengan aman dan tidak bergeser selama pengujian
Pasang bobot koreksi akhir dengan perawatan dan ketepatan yang sama
Periksa kembali massa dan sudut sebelum pengujian akhir

Pemecahan Masalah Umum

Hasil Buruk Setelah Koreksi

Kemungkinan Penyebab:

Beban koreksi dipasang pada sudut yang salah atau dengan massa yang salah
Kondisi pengoperasian berubah antara uji coba dan pemasangan koreksi
Masalah mekanis (kendor, ketidaksejajaran) tidak diatasi sebelum penyeimbangan
Respon sistem non-linier

Bobot Uji Menghasilkan Respon Kecil

Solusi:

Gunakan beban uji yang lebih besar atau tempatkan pada radius yang lebih besar
Periksa pemasangan sensor dan kualitas sinyal
Verifikasi kecepatan operasi sudah benar
Pertimbangkan apakah sistem memiliki redaman yang sangat tinggi atau sensitivitas respons yang sangat rendah

Pengukuran yang Tidak Konsisten