Memahami Metode Empat-Jalan dalam Penyeimbangan Rotor
Definisi: Apa itu Metode Empat-Jalan?
The metode empat-lari adalah prosedur sistematis untuk penyeimbangan dua bidang yang menggunakan empat kali pengukuran berbeda untuk menetapkan satu set lengkap koefisien pengaruh untuk keduanya bidang koreksi. Metode ini melibatkan pengukuran kondisi awal rotor, kemudian menguji setiap bidang koreksi secara independen dengan berat uji coba, diikuti dengan pengujian kedua bidang secara bersamaan dengan bobot uji secara bersamaan.
Pendekatan komprehensif ini memberikan karakterisasi lengkap dari respon dinamis sistem rotor-bearing, yang memungkinkan perhitungan akurat bobot koreksi yang meminimalkan getaran pada kedua lokasi bantalan secara bersamaan.
Prosedur Empat-Jalan
Metode ini terdiri dari tepat empat kali uji coba berurutan, yang masing-masing memiliki tujuan tertentu:
Jalankan 1: Jalankan Awal (Dasar)
Mesin dioperasikan pada kecepatan keseimbangannya dalam kondisi seperti yang ditemukan. Pengukuran getaran (keduanya amplitudo dan fase) direkam di kedua lokasi bearing (Bearing 1 dan Bearing 2). Ini menetapkan tanda getaran dasar yang disebabkan oleh ketidakseimbangan.
- Rekaman: Getaran pada Bearing 1 = A₁, ∠θ₁
- Rekaman: Getaran pada Bearing 2 = A₂, ∠θ₂
Uji Coba 2: Berat di Bidang 1
Mesin dihentikan, dan beban uji yang diketahui (T₁) dipasang pada posisi sudut tertentu di Bidang Koreksi 1. Mesin dihidupkan kembali dan getaran diukur kembali pada kedua bantalan. Perubahan getaran menunjukkan bagaimana beban di Bidang 1 memengaruhi kedua lokasi pengukuran.
- Berat uji T₁ ditambahkan ke Bidang 1 pada sudut α₁
- Rekaman: Getaran baru di Bearing 1 dan Bearing 2
- Hitung: Efek T₁ pada Bearing 1 (efek primer)
- Hitung: Efek T₁ pada Bearing 2 (efek kopling silang)
Lari 3: Berat Uji di Bidang 2
Beban uji T₁ dilepas, dan beban uji yang berbeda (T₂) dipasang pada posisi tertentu di Bidang Koreksi 2. Pengukuran ulang dilakukan. Hal ini menunjukkan bagaimana beban di Bidang 2 memengaruhi kedua bantalan.
- Berat uji T₁ dihapus dari Bidang 1
- Berat uji T₂ ditambahkan ke Bidang 2 pada sudut α₂
- Rekaman: Getaran baru di Bearing 1 dan Bearing 2
- Hitung: Efek T₂ pada Bearing 1 (efek kopling silang)
- Hitung: Efek T₂ pada Bearing 2 (efek primer)
Uji Coba 4: Berat di Kedua Bidang
Kedua bobot uji dipasang secara bersamaan (T₁ di Bidang 1 dan T₂ di Bidang 2), dan pengukuran keempat dilakukan. Hal ini memberikan data tambahan yang membantu memverifikasi linearitas sistem dan dapat meningkatkan akurasi perhitungan, terutama ketika efek kopling silang signifikan.
- Baik T₁ dan T₂ dipasang secara bersamaan
- Rekaman: Respons getaran gabungan di kedua bantalan
- Verifikasi: Jumlah vektor efek individual cocok dengan pengukuran gabungan (memvalidasi linearitas)
Dasar Matematika
Metode empat-run menetapkan empat koefisien pengaruh yang membentuk matriks 2×2 yang menggambarkan perilaku sistem lengkap:
Matriks Koefisien Pengaruh
- α₁₁: Pengaruh berat satuan pada Bidang 1 terhadap getaran pada Bearing 1 (efek langsung)
- α₁₂: Pengaruh berat satuan pada Bidang 2 terhadap getaran pada Bearing 1 (kopling silang)
- α₂₁: Pengaruh berat satuan pada Bidang 1 terhadap getaran pada Bearing 2 (kopling silang)
- α₂₂: Pengaruh berat satuan pada Bidang 2 terhadap getaran pada Bearing 2 (efek langsung)
Memecahkan Bobot Koreksi
Dengan keempat koefisien diketahui, perangkat lunak penyeimbang memecahkan sistem dua persamaan vektor simultan untuk menghitung bobot koreksi (W₁ untuk Bidang 1, W₂ untuk Bidang 2) yang akan meminimalkan getaran pada kedua bantalan:
- α₁₁ · W₁ + α₁₂ · W₂ = -V₁ (untuk menghilangkan getaran pada Bearing 1)
- α₂₁ · W₁ + α₂₂ · W₂ = -V₂ (untuk menghilangkan getaran pada Bearing 2)
Dimana V₁ dan V₂ adalah vektor getaran awal pada kedua bantalan. Solusinya menggunakan matematika vektor dan inversi matriks.
Keuntungan Metode Empat-Jalan
Metode empat-lari menawarkan beberapa manfaat penting:
1. Karakterisasi Sistem Lengkap
Dengan menguji setiap bidang secara independen, lalu menguji keduanya secara bersamaan, metode ini sepenuhnya mengkarakterisasi efek langsung dan efek kopling silang. Hal ini penting ketika bidang-bidang tersebut berdekatan atau ketika kekakuan bantalan bervariasi secara signifikan.
2. Verifikasi Terintegrasi
Tahap 4 menyediakan pemeriksaan linearitas sistem. Jika efek gabungan dari kedua bobot uji tidak sesuai dengan jumlah vektor efek masing-masing, hal ini menunjukkan perilaku non-linier (kelonggaran, kelonggaran bantalan, masalah pondasi) yang harus diperbaiki sebelum melanjutkan.
3. Akurasi yang Ditingkatkan
Bila efek kopling silang signifikan (satu bidang sangat memengaruhi bantalan lainnya), metode empat-jalan memberikan hasil yang lebih akurat daripada metode tiga-jalan yang lebih sederhana.
4. Data yang Berlebihan
Memiliki empat pengukuran untuk empat hal yang tidak diketahui memberikan beberapa redundansi, yang memungkinkan perangkat lunak untuk mendeteksi dan berpotensi mengkompensasi kesalahan pengukuran.
5. Keyakinan terhadap Hasil
Pendekatan sistematis dan verifikasi bawaan memberi teknisi keyakinan bahwa koreksi yang diperhitungkan akan efektif.
Kapan Menggunakan Metode Empat-Jalan
Metode empat-lari sangat tepat dalam situasi berikut:
- Cross-Coupling yang Signifikan: Bila bidang koreksi berjarak rapat atau bila sistem bantalan rotor memiliki kekakuan asimetris, satu bidang secara signifikan memengaruhi kedua bantalan.
- Persyaratan Presisi Tinggi: Saat ketat menyeimbangkan toleransi harus dipenuhi.
- Karakteristik Sistem yang Tidak Diketahui: Saat menyeimbangkan mesin untuk pertama kalinya dan perilaku sistem belum dipahami dengan baik.
- Peralatan Penting: Mesin bernilai tinggi yang waktu tambahan untuk putaran keempat dibenarkan oleh peningkatan keyakinan terhadap hasilnya.
- Menetapkan Kalibrasi Permanen: Saat membuat kalibrasi permanen data untuk penggunaan di masa mendatang, ketelitian metode empat-run memastikan koefisien tersimpan akurat.
Perbandingan dengan Metode Tiga-Jalankan
Metode empat-run dapat dibandingkan dengan metode yang lebih sederhana metode tiga kali jalan:
Metode Tiga-Jalan
- Jalankan 1: Kondisi awal
- Lari 2: Berat uji di Bidang 1
- Lari 3: Berat uji di Bidang 2
- Hitung koreksi langsung dari tiga kali percobaan
Keunggulan Metode Empat-Jalan
- Verifikasi Linearitas: Jalankan 4 mengonfirmasi bahwa sistem berperilaku linier
- Karakterisasi Cross-Coupling yang Lebih Baik: Data lebih lengkap ketika cross-coupling kuat
- Deteksi Kesalahan: Anomali lebih mudah diidentifikasi
Keunggulan Metode Tiga-Jalan
- Penghematan Waktu: Satu putaran lebih sedikit mengurangi waktu penyeimbangan hingga ~20%
- Akurasi yang Cukup: Untuk banyak aplikasi, tiga kali percobaan memberikan hasil yang memadai
- Kesederhanaan: Lebih sedikit data yang harus dikelola dan diproses
Dalam praktiknya, metode tiga-jalan lebih umum digunakan untuk pekerjaan penyeimbangan rutin, sedangkan metode empat-jalan diperuntukkan bagi aplikasi presisi tinggi atau situasi masalah.
Tips Eksekusi Praktis
Untuk eksekusi metode empat-run yang sukses:
Pemilihan Berat Uji Coba
- Pilih beban uji yang menghasilkan perubahan getaran sebesar 25-50% dari dasar
- Gunakan bobot besaran yang sama untuk kedua bidang agar kualitas pengukuran konsisten
- Pastikan beban terpasang dengan aman untuk semua lari
Konsistensi Pengukuran
- Pertahankan kondisi operasi yang identik (kecepatan, suhu, beban) untuk keempat putaran
- Izinkan stabilisasi termal antar proses jika diperlukan
- Gunakan lokasi sensor dan pemasangan yang sama untuk semua pengukuran
- Ambil beberapa pembacaan per putaran dan rata-ratanya untuk mengurangi noise
Pemeriksaan Kualitas Data
- Verifikasi bahwa beban uji menghasilkan perubahan getaran yang dapat diukur dengan jelas (setidaknya 10-15% dari level awal)
- Periksa apakah hasil Run 4 kira-kira cocok dengan jumlah vektor efek Run 2 dan 3 (dalam 10-20%)
- Jika pemeriksaan linearitas gagal, selidiki masalah mekanis sebelum melanjutkan
Pemecahan Masalah
Masalah umum dengan metode empat-lari dan solusinya:
Jalankan 4 Tidak Sesuai Respons yang Diharapkan
Kemungkinan Penyebab:
- Perilaku sistem non-linier (kelonggaran, kaki lunak, permainan bantalan)
- Bobot uji terlalu besar, mendorong sistem ke dalam rezim non-linier
- Kesalahan pengukuran atau kondisi operasi yang tidak konsisten
Solusi:
- Periksa dan perbaiki masalah mekanis
- Gunakan bobot uji yang lebih kecil
- Verifikasi kalibrasi sistem pengukuran
- Pastikan kondisi operasi yang konsisten di semua proses
Hasil Saldo Akhir yang Buruk
Kemungkinan Penyebab:
- Koreksi terhitung dipasang pada sudut yang salah
- Kesalahan besaran berat
- Karakteristik sistem berubah antara uji coba dan instalasi koreksi
Solusi:
- Verifikasi pemasangan bobot koreksi dengan cermat
- Pastikan stabilitas mekanis selama prosedur
- Pertimbangkan untuk mengulang dengan data uji coba baru
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 