Apa itu Metode N+2 dalam Penyeimbangan Multi-Bidang? • Penyeimbang portabel, penganalisis getaran "Balanset" untuk penyeimbang dinamis penghancur, kipas, mulcher, auger pada mesin pemanen, poros, sentrifus, turbin, dan banyak rotor lainnya. Apa itu Metode N+2 dalam Penyeimbangan Multi-Bidang? • Penyeimbang portabel, penganalisis getaran "Balanset" untuk penyeimbang dinamis penghancur, kipas, mulcher, auger pada mesin pemanen, poros, sentrifus, turbin, dan banyak rotor lainnya.

Apa itu Metode N+2 dalam Penyeimbangan Multi-Bidang?

Diterbitkan oleh admin pada

Memahami Metode N+2 dalam Penyeimbangan Multi-Bidang

Definisi: Apa itu Metode N+2?

The Metode N+2 adalah sebuah kemajuan menyeimbangkan prosedur yang digunakan untuk penyeimbangan multi-bidang dari rotor fleksibel. Nama tersebut menggambarkan strategi pengukuran: jika N adalah jumlah bidang koreksi diperlukan, metode ini menggunakan N berat uji coba pengujian (satu untuk setiap bidang) ditambah 2 pengujian tambahan—satu pengukuran dasar awal dan satu pengujian verifikasi akhir—dengan total N+2 pengujian.

Pendekatan sistematis ini memperluas prinsip-prinsip penyeimbangan dua bidang untuk situasi yang memerlukan tiga atau lebih bidang koreksi, umum pada rotor fleksibel berkecepatan tinggi seperti turbin, kompresor, dan gulungan mesin kertas panjang.

Dasar Matematika

Metode N+2 dibangun berdasarkan metode koefisien pengaruh, diperluas ke beberapa bidang:

Matriks Koefisien Pengaruh

Untuk rotor dengan N bidang koreksi dan M lokasi pengukuran (biasanya M ≥ N), sistem dapat dideskripsikan oleh matriks koefisien pengaruh M×N. Setiap koefisien αᵢⱼ menggambarkan bagaimana berat satuan pada bidang koreksi j memengaruhi getaran di lokasi pengukuran i.

Misalnya, dengan 4 bidang koreksi dan 4 lokasi pengukuran:

  • α₁₁, α₁₂, α₁₃, α₁₄ jelaskan bagaimana setiap bidang mempengaruhi lokasi pengukuran 1
  • α₂₁, α₂₂, α₂₃, α₂₄ mendeskripsikan efek pada lokasi pengukuran 2
  • Dan seterusnya untuk lokasi 3 dan 4

Ini menciptakan matriks 4x4 yang membutuhkan penentuan 16 koefisien pengaruh.

Memecahkan Sistem

Setelah semua koefisien diketahui, perangkat lunak penyeimbang memecahkan sistem persamaan vektor simultan M untuk menemukan bobot koreksi N (W₁, W₂, … Wₙ) yang meminimalkan getaran di semua lokasi pengukuran M secara bersamaan. Hal ini memerlukan teknologi canggih matematika vektor dan algoritma inversi matriks.

Prosedur N+2: Langkah demi Langkah

Prosedur ini mengikuti urutan sistematis yang berskala dengan jumlah bidang koreksi:

Jalankan 1: Pengukuran Dasar Awal

Rotor dioperasikan pada kecepatan penyeimbang dalam kondisi awal yang tidak seimbang. Amplitudo getaran dan fase diukur di semua lokasi pengukuran M (biasanya di setiap bantalan dan terkadang di posisi antara). Pengukuran ini menetapkan garis dasar ketidakseimbangan vektor yang harus diperbaiki.

Uji Coba Berat Berurutan 2 hingga N+1

Untuk setiap bidang koreksi (dari 1 hingga N):

  1. Hentikan rotor dan pasang beban uji dengan massa yang diketahui pada posisi sudut yang diketahui hanya pada bidang koreksi spesifik tersebut
  2. Jalankan rotor pada kecepatan yang sama dan ukur getaran di semua lokasi M
  3. Perubahan getaran (pengukuran saat ini dikurangi awal) menunjukkan bagaimana bidang spesifik ini memengaruhi setiap lokasi pengukuran
  4. Lepaskan beban uji sebelum melanjutkan ke bidang berikutnya

Setelah menyelesaikan semua N uji coba, perangkat lunak telah menentukan matriks koefisien pengaruh M×N yang lengkap.

Tahap Perhitungan

Alat penyeimbang memecahkan persamaan matriks untuk menghitung yang dibutuhkan bobot koreksi (baik massa dan sudut) untuk masing-masing N bidang koreksi.

Jalankan N+2: Jalankan Verifikasi

Semua bobot koreksi terhitung N dipasang secara permanen, dan verifikasi akhir memastikan bahwa getaran telah berkurang ke tingkat yang dapat diterima di semua lokasi pengukuran. Jika hasilnya tidak memuaskan, penyeimbangan trim atau iterasi tambahan dapat dilakukan.

Contoh: Penyeimbangan Empat Bidang (N=4)

Untuk rotor fleksibel panjang yang memerlukan empat bidang koreksi:

  • Jumlah Lari: 4 + 2 = 6 kali lari
  • Jalankan 1: Pengukuran awal pada 4 bantalan
  • Jalankan 2: Berat uji di Bidang 1, ukur semua 4 bantalan
  • Jalankan 3: Berat uji di Bidang 2, ukur semua 4 bantalan
  • Lari 4: Berat uji di Bidang 3, ukur semua 4 bantalan
  • Lari 5: Berat uji di Bidang 4, ukur semua 4 bantalan
  • Lari 6: Verifikasi dengan semua 4 koreksi terpasang

Ini menghasilkan matriks 4×4 (16 koefisien) yang dipecahkan untuk menemukan empat bobot koreksi optimal.

Keuntungan Metode N+2

Pendekatan N+2 menawarkan beberapa manfaat penting untuk penyeimbangan multi-bidang:

1. Sistematis dan Lengkap

Setiap bidang koreksi diuji secara independen, memberikan karakterisasi lengkap respons sistem bantalan rotor di semua bidang dan lokasi pengukuran.

2. Menjelaskan Cross-Coupling yang Kompleks

Pada rotor fleksibel, beban pada bidang apa pun dapat memengaruhi getaran secara signifikan di semua lokasi bantalan. Metode N+2 menangkap semua interaksi ini melalui matriks koefisien komprehensifnya.

3. Matematika yang Ketat

Metode ini menggunakan teknik aljabar linear yang mapan (inversi matriks, penyesuaian kuadrat terkecil) yang memberikan solusi optimal ketika sistem berperilaku linear.

4. Strategi Pengukuran Fleksibel

Jumlah lokasi pengukuran (M) dapat melebihi jumlah bidang koreksi (N), yang memungkinkan sistem yang ditentukan lebih tinggi dapat memberikan solusi yang lebih tangguh saat terjadi gangguan pengukuran.

5. Standar Industri untuk Rotor Kompleks

Metode N+2 adalah standar yang diterima untuk turbomachinery kecepatan tinggi dan aplikasi rotor fleksibel penting lainnya.

Tantangan dan Keterbatasan

Penyeimbangan multi-bidang menggunakan metode N+2 menghadirkan tantangan yang signifikan:

1. Peningkatan Kompleksitas

Jumlah uji coba bertambah secara linear seiring dengan jumlah bidang. Untuk keseimbangan 6 bidang, total diperlukan 8 uji coba, yang secara signifikan meningkatkan waktu, biaya, dan keausan mesin.

2. Persyaratan Akurasi Pengukuran

Memecahkan sistem matriks besar akan memperbesar efek kesalahan pengukuran. Instrumentasi berkualitas tinggi dan teknik yang cermat sangat penting.

3. Stabilitas Numerik

Inversi matriks dapat menjadi tidak berkondisi jika:

  • Bidang koreksi terlalu berdekatan
  • Lokasi pengukuran tidak cukup menangkap respons rotor
  • Beban uji menghasilkan perubahan getaran yang tidak mencukupi

4. Waktu dan Biaya

Setiap pesawat tambahan menambah uji coba, sehingga memperpanjang waktu henti dan biaya tenaga kerja. Untuk peralatan penting, hal ini harus diimbangi dengan manfaat kualitas keseimbangan yang unggul.

5. Membutuhkan Perangkat Lunak Lanjutan

Menyelesaikan sistem persamaan vektor kompleks N×N tidak dapat dilakukan secara manual. Perangkat lunak penyeimbangan khusus dengan kemampuan multi-bidang sangat penting.

Kapan Menggunakan Metode N+2

Metode N+2 cocok digunakan ketika:

  • Operasi Rotor Fleksibel: Rotor beroperasi di atas yang pertama (dan mungkin yang kedua atau ketiga). kecepatan kritis
  • Rotor Panjang dan Ramping: Rasio panjang terhadap diameter tinggi yang mengalami pembengkokan signifikan
  • Dua Bidang Tidak Memadai: Upaya sebelumnya dalam penyeimbangan dua bidang gagal mencapai hasil yang dapat diterima
  • Beberapa Kecepatan Kritis: Rotor harus melewati beberapa kecepatan kritis selama operasi
  • Peralatan Bernilai Tinggi: Turbin, kompresor, atau generator penting yang memerlukan investasi dalam penyeimbangan komprehensif
  • Getaran Parah di Lokasi Menengah: Getaran yang berlebihan di lokasi antara bantalan ujung, menunjukkan ketidakseimbangan rentang tengah

Alternatif: Penyeimbangan Modal

Untuk rotor yang sangat fleksibel, penyeimbangan modal dapat lebih efektif daripada metode N+2 konvensional. Penyeimbangan modal menargetkan mode getaran tertentu, alih-alih kecepatan tertentu, sehingga berpotensi mencapai hasil yang lebih baik dengan lebih sedikit uji coba. Namun, metode ini membutuhkan analisis dan pemahaman yang lebih canggih tentang dinamika rotor.

Praktik Terbaik untuk Keberhasilan Metode N+2

Tahap Perencanaan

  • Pilih lokasi bidang koreksi N dengan cermat—berjarak lebar, mudah diakses, dan idealnya pada lokasi yang sesuai dengan bentuk mode rotor
  • Identifikasi lokasi pengukuran M ≥ N yang secara memadai menangkap karakteristik getaran rotor
  • Rencanakan waktu stabilisasi termal antar proses
  • Siapkan beban uji dan perangkat keras instalasi terlebih dahulu

Tahap Eksekusi

  • Pertahankan kondisi operasi yang benar-benar konsisten (kecepatan, suhu, beban) di semua operasi N+2
  • Gunakan bobot uji yang cukup besar untuk menghasilkan respons yang jelas dan terukur (perubahan getaran 25-50%)
  • Lakukan beberapa pengukuran per percobaan dan rata-ratakan untuk mengurangi kebisingan
  • Dokumentasikan massa berat uji, sudut, dan jari-jari dengan hati-hati
  • Verifikasi kualitas pengukuran fase—kesalahan fase diperbesar dalam solusi matriks besar

Tahap Analisis

  • Tinjau matriks koefisien pengaruh untuk anomali atau pola yang tidak terduga
  • Periksa nomor kondisi matriks—nilai tinggi menunjukkan ketidakstabilan numerik
  • Verifikasi bahwa koreksi yang dihitung masuk akal (tidak terlalu besar atau kecil)
  • Pertimbangkan simulasi hasil akhir yang diharapkan sebelum memasang koreksi

Integrasi dengan Teknik Lain

Metode N+2 dapat dikombinasikan dengan pendekatan lain:

  • Penyeimbangan Bertahap Kecepatan: Lakukan pengukuran N+2 pada berbagai kecepatan untuk mengoptimalkan keseimbangan di seluruh rentang operasi
  • Modal Hibrida-Konvensional: Gunakan analisis modal untuk menginformasikan pemilihan bidang koreksi, lalu terapkan metode N+2
  • Penyempurnaan Iteratif: Lakukan penyeimbangan N+2, lalu gunakan set koefisien pengaruh yang dikurangi untuk penyeimbangan trim

← Kembali ke Indeks Utama

Kategori:
WhatsApp