Il metodo del coefficiente di influenza per il bilanciamento del campo

Definizione: Che cos'è un coefficiente di influenza?

UN coefficiente di influenza è un vettore complesso (contenente sia un'ampiezza che un angolo di fase) che descrive come un sistema di rotori risponde a uno squilibrio noto. Nello specifico, rappresenta la variazione di vibrazione in un punto di misura specifico che risulta dall'aggiunta di un peso di prova noto in una posizione specifica su un piano di correzione. In termini più semplici, il coefficiente indica: "Per un peso di prova di queste dimensioni, posizionato a questo angolo, la vibrazione sul cuscinetto è cambiata di questa entità e in questa direzione".

Questo metodo è alla base del moderno bilanciamento sul campo, poiché consente un bilanciamento preciso senza dover conoscere le complesse proprietà fisiche del rotore (come la massa, la rigidità o lo smorzamento).

Perché il metodo del coefficiente di influenza è così efficace?

La potenza di questo metodo risiede nel fatto che tratta la macchina come una "scatola nera". Invece di cercare di modellare teoricamente il rotore, utilizza un test pratico per misurare direttamente la risposta unica del sistema. I principali vantaggi includono:

• Alta precisione: Tiene conto di tutti gli effetti dinamici reali del sistema, tra cui la rigidità dei cuscinetti, la flessibilità della struttura di supporto e le forze aerodinamiche.
• Versatilità: Funziona altrettanto bene sia per problemi di bilanciamento a piano singolo che per problemi complessi a più piani su rotori sia rigidi che flessibili.
• Non è necessario smontarlo: È lo standard per il bilanciamento in situ o sul campo, che consente di bilanciare le macchine nelle loro condizioni di installazione finale, in condizioni di carico e temperatura operative normali.

Procedura di bilanciamento a piano singolo (passo dopo passo)

Per un semplice bilanciamento a piano singolo, il metodo del coefficiente di influenza segue un processo chiaro e logico:

1. Esecuzione iniziale (Esecuzione 1): Con la macchina in normali condizioni operative, misurare il vettore di vibrazione iniziale (ampiezza A1 e fase P1) sul cuscinetto. Questo rappresenta la vibrazione causata dallo squilibrio iniziale (O).
2. Corsa di prova con i pesi (corsa 2): Arrestare la macchina e fissare un peso di prova noto (T) in una posizione angolare nota (ad esempio, 0 gradi) sul piano di correzione.
3. Misura la nuova risposta: Avviare la macchina e misurare il nuovo vettore di vibrazione (ampiezza A2 e fase P2). Questa nuova vibrazione è la somma vettoriale dello squilibrio originale più l'effetto del peso di prova (O+T).
4. Calcola la variazione di vibrazione: Lo strumento di bilanciamento esegue una sottrazione vettoriale (A2 – A1) per trovare il vettore che rappresenta l'effetto del solo peso di prova (T_effect).
5. Calcola il coefficiente di influenza (α): Il coefficiente di influenza si calcola dividendo l'effetto del peso di prova per il peso di prova stesso: α = T_effetto / TQuesto vettore rappresenta ora la risposta alle vibrazioni per unità di squilibrio (ad esempio, mm/s per grammo).
6. Calcola la correzione richiesta: Per annullare lo squilibrio iniziale, è necessario un peso di correzione che produca un vettore di vibrazione esattamente opposto alla vibrazione iniziale (-A1). Il peso di correzione richiesto (W) si calcola come: W = -A1 / α.
7. Installa correzione e verifica: Il peso di prova viene rimosso e il peso di correzione calcolato (W) viene installato in modo permanente. Viene eseguita una prova finale per verificare che la vibrazione sia stata ridotta a un livello accettabile.

Bilanciamento multipiano

Lo stesso principio si applica all'equilibratura su due piani e su più piani, ma la matematica diventa più complessa. Per un'equilibratura su due piani, lo strumento calcola quattro coefficienti di influenza (l'effetto di un peso nel piano 1 su entrambi i cuscinetti e l'effetto di un peso nel piano 2 su entrambi i cuscinetti). Risolve quindi una serie di equazioni simultanee per trovare i pesi corretti per entrambi i piani. Questa potente funzionalità ne consente l'utilizzo praticamente su qualsiasi tipo di macchina rotante.

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