Comprensione del bilanciamento in situ
Definizione: Che cosa è il bilanciamento in situ?
Bilanciamento in situ (dal latino “in situ”, che significa “sul posto”) è la pratica di bilanciamento un rotore mentre rimane installato nella sua macchina, nella sua normale posizione operativa e nelle reali condizioni operative. Questo è anche comunemente indicato come bilanciamento del campo, bilanciamento in loco o bilanciamento in loco.
Invece di rimuovere il rotore e trasportarlo in un centro specializzato macchina equilibratrice in un'officina, i tecnici portano sul posto della macchina apparecchiature portatili per la misurazione e l'analisi delle vibrazioni ed eseguono la procedura di bilanciamento senza smontarla.
Vantaggi del bilanciamento in situ
L'equilibratura in situ è diventata il metodo preferito per la stragrande maggioranza dei processi di equilibratura dei macchinari industriali grazie ai suoi numerosi vantaggi pratici e tecnici:
1. Non è necessario smontarlo
Il vantaggio più evidente è che non è necessario rimuovere il rotore dalla macchina. Questo elimina:
- Il costo della manodopera per lo smontaggio e il rimontaggio dell'attrezzatura
- Il rischio di danni durante la rimozione, il trasporto e la reinstallazione
- Il ritardo temporale associato alla spedizione del rotore a un'officina di bilanciamento
- La possibilità di introdurre nuovi problemi durante il rimontaggio (disallineamento, coppia non corretta, ecc.)
2. Bilanciamento in condizioni operative reali
Questo è forse il vantaggio tecnico più significativo. Il bilanciamento in situ tiene conto di:
- Rigidità effettiva del cuscinetto: I cuscinetti reali e le loro caratteristiche di rigidità installate influiscono sul modo in cui il rotore risponde allo squilibrio, che può differire notevolmente dalle condizioni ideali di officina.
- Effetti delle strutture di fondazione e di supporto: La flessibilità della base, del telaio e della struttura di montaggio della macchina influenza le vibrazioni. Questi effetti vengono automaticamente considerati nel bilanciamento in situ.
- Temperatura di esercizio: L'espansione termica e l'effetto della temperatura sui giochi dei cuscinetti sono presenti durante l'equilibratura in situ, ma assenti in un ambiente di officina fredda.
- Carichi di processo: Per apparecchiature come pompe e ventilatori, le forze aerodinamiche o idrauliche presenti durante il funzionamento effettivo influiscono sullo stato di equilibrio del rotore.
- Montaggio e gioco: Il modo esatto in cui i componenti si incastrano nel loro assemblaggio finale influisce sull'equilibrio, e questo viene rilevato tramite metodi in situ.
3. Tempi di inattività ridotti
L'equilibratura in loco può spesso essere completata in poche ore, mentre la rimozione di un rotore, l'equilibratura in officina e la reinstallazione possono richiedere giorni o settimane. Per le apparecchiature di produzione critiche, questa riduzione dei tempi di fermo si traduce direttamente in un aumento della produttività e in una riduzione delle perdite di fatturato.
4. Costi inferiori
L'eliminazione dei costi di trasporto, manodopera in officina e smontaggio rende il bilanciamento in loco notevolmente più economico per la maggior parte delle applicazioni.
5. Verifica immediata
Dopo l'installazione pesi di correzione, la macchina può essere avviata immediatamente e i risultati possono essere verificati nelle reali condizioni operative. Se sono necessarie ulteriori regolazioni, queste possono essere eseguite immediatamente senza dover smontare nuovamente la macchina.
Quando il bilanciamento in situ è più appropriato
Sebbene il bilanciamento in situ sia ampiamente applicabile, risulta particolarmente vantaggioso nelle seguenti situazioni:
- Grandi macchinari: Attrezzature difficili o costose da smontare e trasportare, come grandi ventilatori, soffiatori e frantoi.
- Rotori montati in modo permanente: Rotori assemblati in posizione e non progettati per essere facilmente rimossi.
- Attrezzatura da campo: Macchinari in siti remoti, dove il trasporto in officina sarebbe impraticabile.
- Riparazioni di emergenza: Situazioni in cui è fondamentale una rapida ripresa della produzione.
- Manutenzione ordinaria: Riequilibratura periodica per correggere lo squilibrio causato da usura, accumulo o erosione.
- Attrezzatura personalizzata o non standard: Macchine che non si adatterebbero alle attrezzature standard per officine di equilibratura.
Il processo di bilanciamento in situ
La procedura segue lo standard metodo del coefficiente di influenza, adattato all'ambiente di campo:
Fase 1: Valutazione iniziale
Prima di iniziare, verificare che sbilanciare è effettivamente il problema. Controlla altri problemi meccanici come disallineamento, scioltezza, O difetti dei cuscinetti che potrebbe essere erroneamente diagnosticato come squilibrio.
Fase 2: installare i sensori
Fissare i sensori di vibrazione (tipicamente accelerometri) agli alloggiamenti dei cuscinetti della macchina utilizzando magneti, perni o adesivo. Installare un tachimetro o fasore chiave per fornire il segnale di riferimento di fase una volta per rivoluzione.
Fase 3: Esecuzione della misurazione iniziale
Far funzionare la macchina alla sua normale velocità operativa e registrare i vettori di vibrazione iniziali.
Fase 4: corse di prova con i pesi
Eseguire una o più peso di prova funziona come richiesto dal metodo di bilanciamento (a piano singolo, a due piani, ecc.).
Fase 5: Calcolare e installare le correzioni
Lo strumento di bilanciamento portatile calcola i pesi di correzione necessari. Questi vengono poi installati in modo permanente aggiungendo pesi (come toppe saldate, masse imbullonate o pesi con viti di fissaggio) o rimuovendo materiale (forando o rettificando).
Fase 6: Verifica
Correre una finale esecuzione di verifica per confermare che le vibrazioni siano state ridotte a livelli accettabili.
Attrezzature per il bilanciamento in situ
I moderni strumenti portatili hanno reso il bilanciamento in situ pratico e accessibile:
- Strumenti di bilanciamento portatili: Dispositivi leggeri, alimentati a batteria, che combinano la misurazione delle vibrazioni, il rilevamento di fase e i calcoli di bilanciamento in un formato portatile o portatile.
- Accelerometri: Accelerometri piezoelettrici o MEMS con basi magnetiche per un facile fissaggio e rimozione.
- Tachimetri: Sensori ottici o magnetici che forniscono il segnale di riferimento di fase.
- Kit di pesi: Assortimenti di pesi a morsetto, a bullone o adesivi per pesi di prova temporanei e installazioni di correzione permanenti.
Sfide e considerazioni
Sebbene il bilanciamento in situ sia estremamente vantaggioso, presenta anche alcune sfide:
1. Accesso ai piani di correzione
I piani di correzione del rotore devono essere accessibili durante il montaggio della macchina. Su alcune apparecchiature, è necessario rimuovere protezioni o coperture per raggiungere le superfici di bilanciamento.
2. Fattori ambientali
Le condizioni sul campo (temperature estreme, sporcizia, rumore, vibrazioni provenienti da apparecchiature vicine) possono complicare le misurazioni rispetto a un ambiente di officina controllato.
3. Problemi di sicurezza
Lavorare su macchinari in funzione richiede rigorosi protocolli di sicurezza. I tecnici devono assicurarsi che i pesi di prova siano fissati saldamente e che tutto il personale mantenga la distanza di sicurezza dai componenti rotanti.
4. Problemi meccanici
Se la macchina presenta problemi meccanici di base (piede zoppo, disallineamento, supporti allentati), questi devono essere corretti prima di procedere all'equilibratura. Le condizioni in situ rendono alcuni di questi problemi più difficili da individuare e correggere.
5. Limitazioni per la precisione estrema
Per le applicazioni che richiedono tolleranze di bilanciamento estremamente strette (come rettificatrici di precisione o mandrini ad alta velocità), potrebbe essere preferibile il bilanciamento in officina su macchine dedicate o può essere utilizzato in combinazione con il bilanciamento in loco.
Confronto: bilanciamento in situ vs. bilanciamento in officina
| Aspetto | Bilanciamento in situ | Bilanciamento del negozio |
|---|---|---|
| Smontaggio richiesto | No | SÌ |
| Condizioni operative | Condizioni attuali | Condizioni idealizzate |
| Tempo di consegna | Ore | Giorni a settimane |
| Costo | Inferiore | Più alto |
| Precisione | Buono | Eccellente |
| Applicabilità | La maggior parte dei macchinari | Rotori di piccole e medie dimensioni |
Standard di settore e migliori pratiche
L'equilibratura in situ è riconosciuta e disciplinata da standard internazionali come la norma ISO 21940-13, che fornisce criteri e garanzie per l'equilibratura in situ di rotori di medie e grandi dimensioni. Il rispetto di questi standard garantisce sicurezza, efficacia e risultati costanti.
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