Comprensione del bilanciamento statico (bilanciamento su un solo piano)
Definizione: Che cos'è il bilanciamento statico?
bilanciamento statico è la forma più semplice di bilanciamento del rotore. È un processo che corregge squilibrio statico, una condizione in cui il baricentro di un rotore è disassato rispetto al suo asse di rotazione, creando un singolo "punto pesante". Questo tipo di bilanciamento può, in teoria, essere eseguito con il rotore a riposo (staticamente). Se un rotore con puro squilibrio statico fosse posizionato su una superficie priva di attrito (come i bordi di un coltello), ruoterebbe finché il punto pesante non si assestasse nel punto più basso a causa della gravità.
Il bilanciamento statico comporta una correzione in un piano singolo per contrastare questo punto pesante. La correzione consiste nell'applicare un singolo peso a 180° rispetto al punto pesante per riportare il baricentro al centro di rotazione.
Squilibrio statico vs. squilibrio dinamico
Lo squilibrio statico è anche noto come "squilibrio di forza" perché crea una forza centrifuga che agisce radialmente verso l'esterno dal centro di rotazione. Tuttavia, non crea alcuna "coppia" o movimento oscillatorio. Questo è in contrasto con squilibrio dinamico, che è una combinazione di squilibrio di forza e di coppia e richiede correzioni su almeno due piani per essere completamente risolto. Un rotore può essere perfettamente bilanciato staticamente ma presentare comunque uno squilibrio di coppia significativo che lo farà vibrare fortemente durante la rotazione.
Quando è sufficiente il bilanciamento statico?
L'equilibratura statica è un metodo appropriato e sufficiente solo per una specifica classe di rotori. È generalmente riservata a componenti molto stretti o a forma di disco, dove la lunghezza assiale è molto ridotta rispetto al diametro. Per questi tipi di rotori, è improbabile che si verifichi uno squilibrio di coppia significativo.
Esempi comuni di rotori in cui il bilanciamento statico su un singolo piano è spesso sufficiente includono:
- Mole abrasive
- Ruote e pneumatici per autoveicoli
- Giranti singole e strette per ventilatori o soffiatori
- Volani
- Pulegge e pulegge
Per qualsiasi rotore che abbia una lunghezza significativa (ad esempio, un'armatura del motore, una pompa multistadio o un albero lungo), il solo bilanciamento statico è inadeguato e bilanciamento dinamico è obbligatorio.
Metodi di bilanciamento statico
1. Equilibrio a lama di coltello
Questo è il metodo classico, non rotante. Il rotore viene posizionato su una coppia di lame parallele, livellate e a basso attrito. Il rotore rotolerà finché il suo punto più pesante non si troverà in basso. Un peso temporaneo viene quindi aggiunto in alto (a 180° opposti) finché il rotore non rimarrà nella posizione in cui viene posizionato senza rotolare. Questo peso viene quindi reso permanente.
2. Macchina equilibratrice verticale
L'equilibratura statica moderna viene spesso eseguita su una macchina equilibratrice verticale. Il rotore (come un volano o uno pneumatico) viene posizionato su una piastra orizzontale supportata da sensori di forza. La macchina fa girare il rotore a bassa velocità e i sensori misurano la direzione e l'entità della forza di squilibrio, visualizzando la correzione richiesta su uno schermo.
3. Bilanciamento del campo a un piano (Balanset-1A)
L'equilibratura statica (su un solo piano) può essere eseguita anche su una macchina assemblata utilizzando un sistema di equilibratura portatile. Con Balanset-1A, la modalità “Bilanciamento su un piano (“statico”)” misura la velocità del rotore (RPM) e il vettore del 1x vibrazione (valore RMS e fase). Sulla base delle misurazioni “Run #0” e “Run #1”, il software calcola automaticamente il valore di "Run #0" e "Run #1". massa e angolo di installazione del peso correttivo necessario per ridurre lo squilibrio del rotore.
I risultati del bilanciamento vengono salvati in un archivio e, al termine, è possibile generare, modificare e stampare un rapporto di bilanciamento nell'editor di rapporti integrato.
Come viene eseguito il bilanciamento su un solo piano nel programma Balanset-1A
- Installare i sensori e collegare il sistema. Installare il sensore di vibrazioni nel punto di misura selezionato e collegarlo al dispositivo. Installare il sensore di fase (tachimetro), applicare il nastro riflettente sul rotore e collegare il dispositivo a un computer portatile Windows.
- Avviare la modalità di bilanciamento a singolo piano. Nella finestra operativa principale selezionare la modalità “Piano singolo” e avviare la modalità di bilanciamento. Il programma aprirà la finestra dell'archivio del bilanciamento su un solo piano.
- Creare un record di archivio. Inserire il nome del rotore, il luogo di installazione, le tolleranze (vibrazioni e squilibrio residuo) e la data. Il software creerà una cartella di archivio in cui verranno salvati i grafici e i file di report.
- Impostare i parametri di bilanciamento in “Impostazioni di bilanciamento”.
- Coefficiente di influenza: scegliere “Nuovo rotore” (due corse per la calibrazione) o “Coeff. salvati” (una corsa, per lo stesso tipo di macchina con coefficienti di influenza salvati). (una corsa, per lo stesso tipo di macchina con coefficienti di influenza salvati).
- Peso di prova in massa: scegliere “Grammi” o “Percentuale”. Se si prevede di utilizzare in seguito la modalità “Coefficiente salvato”, inserire la massa del peso di prova in grammi (pesandola sulla bilancia).
- Peso Metodo di fissaggio: scegliere “Circonferenza” (qualsiasi angolo sulla circonferenza) o “Posizione fissa” (fori/lame/posizioni fisse; inserire il numero di posizioni).
- Raggio di montaggio della massa: inserire il raggio utilizzato per il montaggio dei pesi di prova e di correzione.
- Lasciare il peso di prova nel Piano1: abilitarlo solo se non è possibile rimuovere il peso di prova durante il processo.
- Esecuzione #0 (esecuzione iniziale, senza peso di prova). Portare la macchina a velocità stabile e avviare “Run #0” per misurare la vibrazione iniziale. Il software registra RPM, valore RMS e fase del componente di vibrazione 1x. La scheda “Grafici” mostra la forma d'onda e lo spettro.
- Installare il peso di prova. Arrestare la macchina e installare il peso di prova in un raggio noto. Il peso di prova deve modificare in modo significativo l'ampiezza o la fase della vibrazione. Un criterio comune è la “regola dei 30/30”: il peso di prova deve modificare l'ampiezza di circa 30% (inferiore o superiore) o la fase di circa 30° o più. Se si prevede di utilizzare la modalità “Coefficiente salvato” in un secondo momento, installare il peso di prova con lo stesso angolo della tacca riflettente.
- Eseguire #1 (peso di prova installato). Riavviare la macchina, attendere che la velocità sia stabile ed eseguire “Run #1”. Il software calcola i parametri di peso correttivi.
- Installare il peso di correzione. Arrestare la macchina, rimuovere il peso di prova e installare il peso di correzione. L'angolo di installazione viene contato dalla posizione del peso di prova nella direzione di rotazione del rotore. Installare il peso di correzione sullo stesso raggio del peso di prova.
- RunTrim (controllo della qualità dell'equilibrio). Eseguire “RunTrim” per verificare il risultato dell'equilibratura. Se le vibrazioni residue e/o lo squilibrio residuo rispettano la tolleranza, l'equilibratura può essere completata. In caso contrario, il software calcolerà un peso correttivo aggiuntivo e l'equilibratura potrà continuare per approssimazioni successive.
Visualizzazione dei risultati: grafico polare e posizioni fisse
Balanset-1A può visualizzare la massa del peso correttivo e l'angolo in una vista a coordinate polari. Se si seleziona “Posizione fissa”, il programma può dividere automaticamente il peso correttivo in due parti e mostrare i numeri di posizione in cui ciascuna parte deve essere installata.
Limitazioni
Il limite principale dell'equilibratura statica è la sua incapacità di rilevare o correggere lo squilibrio di coppia. Applicare un'equilibratura statica a un rotore che presenta effettivamente uno squilibrio dinamico può talvolta peggiorare la vibrazione correggendo la componente di forza ma ignorando o esacerbando la componente di coppia. Per questo motivo, per la maggior parte dei macchinari industriali, l'equilibratura dinamica a due piani è la pratica standard e obbligatoria.
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