მრავალსიბრტყიანი ბალანსის გაგება
განმარტება: რა არის მრავალსიბრტყიანი ბალანსირება?
მრავალსიბრტყიანი ბალანსირება არის მოწინავე დაბალანსება პროცედურა, რომელიც იყენებს სამ ან მეტს კორექციის სიბრტყეები როტორის სიგრძეზე განაწილებული მისაღები ვიბრაციის დონის მისაღწევად. ეს ტექნიკა აუცილებელია მოქნილი როტორები— როტორები, რომლებიც მნიშვნელოვნად იხრებიან ან ირყევიან მუშაობის დროს, რადგან ისინი მუშაობენ ერთ ან მეტზე მეტი სიჩქარით კრიტიკული სიჩქარეები.
სანამ ორსიბრტყიანი ბალანსირება მიუხედავად იმისა, რომ საკმარისია ხისტი როტორების უმეტესობისთვის, მრავალსიბრტყიანი დაბალანსება აფართოებს პრინციპს, რათა მოიცვას რთული გადახრის ფორმები (რეჟიმის ფორმები), რომლებსაც მოქნილი როტორები მაღალი სიჩქარით ავლენენ.
როდის არის საჭირო მრავალსიბრტყიანი ბალანსირება?
მრავალსიბრტყიანი ბალანსირება აუცილებელი ხდება რამდენიმე კონკრეტულ სიტუაციაში:
1. მოქნილი როტორები, რომლებიც კრიტიკულ სიჩქარეზე მეტს მუშაობენ
ყველაზე გავრცელებული გამოყენებაა მოქნილი როტორები— გრძელი, წვრილი როტორები, რომლებიც მუშაობენ პირველ (და ზოგჯერ მეორე ან მესამე) კრიტიკულ სიჩქარეზე მაღალი სიჩქარით. მაგალითებია:
- ორთქლისა და გაზის ტურბინის როტორები
- მაღალსიჩქარიანი კომპრესორის ლილვები
- ქაღალდის მანქანის რულონები
- დიდი გენერატორის როტორები
- ცენტრიფუგის როტორები
- მაღალსიჩქარიანი შპინდელები
ეს როტორები მუშაობის დროს მნიშვნელოვან მოხრას განიცდიან და მათი გადახრის ფორმა იცვლება ბრუნვის სიჩქარისა და აღგზნებული რეჟიმის მიხედვით. ორი კორექციის სიბრტყე უბრალოდ არასაკმარისია ვიბრაციის სამართავად ყველა სამუშაო სიჩქარეზე.
2. ძალიან გრძელი ხისტი როტორები
ზოგიერთ ხისტ როტორსაც კი, თუ ისინი დიამეტრთან შედარებით ძალიან გრძელია, შეიძლება ჰქონდეს სამი ან მეტი კორექტირების სიბრტყე, რათა მინიმუმამდე იქნას დაყვანილი ვიბრაცია ლილვის გასწვრივ მრავალჯერადი საკისრების ადგილას.
3. როტორები რთული მასის განაწილებით
როტორებს, რომლებსაც აქვთ მრავალი დისკი, ბორბალი ან იმპულსი სხვადასხვა ღერძულ ადგილას, შეიძლება დასჭირდეთ თითოეული ელემენტის ინდივიდუალური დაბალანსება, რაც გამოიწვევს მრავალსიბრტყიანი დაბალანსების პროცედურას.
4. როდესაც ორსიბრტყეზე დაბალანსება არასაკმარისი აღმოჩნდება
თუ ორსიბრტყიანი დაბალანსების მცდელობა ამცირებს ვიბრაციას გაზომილ საკისრების ადგილებში, მაგრამ ვიბრაცია მაღალი რჩება როტორის გასწვრივ შუალედურ ადგილებში (მაგალითად, შუა დიაპაზონის გადახრა), შეიძლება საჭირო გახდეს დამატებითი კორექტირების სიბრტყეები.
გამოწვევა: მოქნილი როტორის დინამიკა
მოქნილი როტორები უნიკალურ გამოწვევებს წარმოადგენენ, რაც მრავალსიბრტყიან დაბალანსებას ართულებს:
რეჟიმის ფორმები
როდესაც მოქნილი როტორი გადის კრიტიკული სიჩქარე, ის ვიბრირებს სპეციფიკური ნიმუშით, რომელსაც რეჟიმის ფორმა ეწოდება. პირველი რეჟიმი, როგორც წესი, აჩვენებს ლილვის მოხრას ერთი გლუვი რკალის სახით, მეორე რეჟიმი აჩვენებს S-ფორმის მრუდს შუაში კვანძის წერტილით, ხოლო უფრო მაღალი რეჟიმები აჩვენებს სულ უფრო რთულ ფორმებს. თითოეული რეჟიმი მოითხოვს წონის სპეციფიკურ კორექციას.
სიჩქარეზე დამოკიდებული ქცევა
მოქნილი როტორის დისბალანსის რეაქცია სიჩქარესთან ერთად მკვეთრად იცვლება. კორექტირება, რომელიც კარგად მუშაობს ერთ სიჩქარეზე, შეიძლება არაეფექტური ან თუნდაც კონტრპროდუქტიული იყოს სხვა სიჩქარეზე. მრავალსიბრტყიანი დაბალანსება უნდა ითვალისწინებდეს მუშაობის სიჩქარის მთელ დიაპაზონს.
ჯვარედინი შეერთების ეფექტები
მრავალსიბრტყიანი ბალანსირებისას, ნებისმიერ ერთ სიბრტყეში კორექტირების წონა გავლენას ახდენს ვიბრაციაზე ყველა გაზომვის ადგილას. სამი, ოთხი ან მეტი კორექტირების სიბრტყის შემთხვევაში, მათემატიკური დამოკიდებულებები მნიშვნელოვნად უფრო რთული ხდება, ვიდრე ორსიბრტყიანი ბალანსირებისას.
მრავალსიბრტყიანი ბალანსირების პროცედურა
პროცედურა აფართოებს გავლენის კოეფიციენტის მეთოდი გამოიყენება ორსიბრტყიანი ბალანსირებისთვის:
ნაბიჯი 1: საწყისი გაზომვები
ვიბრაცია გაზომეთ როტორის გასწვრივ რამდენიმე ადგილას (როგორც წესი, თითოეულ საკისარზე და ზოგჯერ შუალედურ ადგილებში) თქვენთვის საინტერესო სამუშაო სიჩქარით. მოქნილი როტორების შემთხვევაში, გაზომვები შეიძლება საჭირო გახდეს რამდენიმე სიჩქარით.
ნაბიჯი 2: კორექციის სიბრტყეების განსაზღვრა
განსაზღვრეთ N კორექტირების სიბრტყეები, სადაც შესაძლებელია წონის დამატება. ეს სიბრტყეები უნდა განაწილდეს როტორის სიგრძის გასწვრივ ხელმისაწვდომ ადგილებში, როგორიცაა შემაერთებელი ფლანგები, ბორბლის დისკები ან სპეციალურად შექმნილი ბალანსის რგოლები.
ნაბიჯი 3: თანმიმდევრული საცდელი წონებით გარბენი
შეასრულეთ N საცდელი გაშვება, თითოეული მათგანით საცდელი წონა ერთ კორექციის სიბრტყეში. მაგალითად, ოთხი კორექციის სიბრტყით:
- ცდა 1: საცდელი წონა მხოლოდ 1 სიბრტყეში
- მე-2 გარბენი: საცდელი წონა მხოლოდ მე-2 სიბრტყეში
- მესამე გარბენი: საცდელი წონა მხოლოდ მესამე სიბრტყეში
- მე-4 გარბენი: საცდელი წონა მხოლოდ მე-4 სიბრტყეში
თითოეული გაშვების დროს, გაზომეთ ვიბრაცია სენსორის ყველა ადგილას. ეს ქმნის სრულ გავლენის კოეფიციენტების მატრიცას, რომელიც აღწერს, თუ როგორ მოქმედებს თითოეული კორექტირების სიბრტყე თითოეულ გაზომვის წერტილზე.
ნაბიჯი 4: გამოთვალეთ კორექტირების წონა
ბალანსირების პროგრამული უზრუნველყოფა წყვეტს N ერთდროული განტოლების სისტემას (სადაც N არის კორექტირების სიბრტყეების რაოდენობა), რათა გამოთვალოს ოპტიმალური კორექციის წონები თითოეული სიბრტყისთვის. ეს გამოთვლა იყენებს მატრიცულ ალგებრას და ძალიან რთულია ხელით შესასრულებლად - აუცილებელია სპეციალიზებული პროგრამული უზრუნველყოფა.
ნაბიჯი 5: ინსტალაცია და დადასტურება
ერთდროულად დააინსტალირეთ ყველა გამოთვლილი კორექტირების წონა და გადაამოწმეთ ვიბრაციის დონეები. მოქნილი როტორების შემთხვევაში, დამოწმება უნდა განხორციელდეს სამუშაო სიჩქარის სრულ დიაპაზონში, რათა უზრუნველყოფილი იყოს მისაღები ვიბრაცია ყველა სიჩქარეზე.
მოდალური ბალანსირება: ალტერნატიული მიდგომა
მაღალი მოქნილობის როტორებისთვის გამოიყენება მოწინავე ტექნიკა, რომელსაც ეწოდება მოდალური დაბალანსება შეიძლება უფრო ეფექტური იყოს, ვიდრე ტრადიციული მრავალსიბრტყიანი ბალანსირება. მოდალური დაბალანსება მიზნად ისახავს კონკრეტულ ვიბრაციულ რეჟიმებს და არა კონკრეტულ სიჩქარეებს. როტორის ბუნებრივი რეჟიმის ფორმებთან შესაბამისი კორექტირების წონების გამოთვლით, შესაძლებელია უკეთესი შედეგების მიღწევა ნაკლები საცდელი გაშვებით. თუმცა, ეს მეთოდი მოითხოვს დახვეწილ ანალიზის ინსტრუმენტებს და როტორის დინამიკის ღრმა გაგებას.
სირთულე და პრაქტიკული მოსაზრებები
მრავალსიბრტყიანი ბალანსირება მნიშვნელოვნად უფრო რთულია, ვიდრე ორსიბრტყიანი:
საცდელი გაშვების რაოდენობა
საჭირო საცდელი გაშვების რაოდენობა სიბრტყეების რაოდენობასთან ერთად წრფივად იზრდება. ოთხსიბრტყიანი ბალანსისთვის საჭიროა ოთხი საცდელი გაშვება პლუს საწყისი და სავერიფიკაციო გაშვების დრო — სულ ექვსი ჩართვა და გაჩერება. ეს ზრდის დანადგარის ხარჯებს, დროს და ცვეთას.
მათემატიკური სირთულე
N კორექტირების წონის ამოხსნა მოითხოვს N×N მატრიცის ინვერსიას, რაც გამოთვლით ინტენსიურია და შეიძლება რიცხობრივად არასტაბილური იყოს, თუ გაზომვები ხმაურიანია ან თუ კორექტირების სიბრტყეები არასწორად არის განლაგებული.
გაზომვის სიზუსტე
რადგან მრავალსიბრტყიანი ბალანსირება მრავალი ერთდროული განტოლების ამოხსნას ეფუძნება, გაზომვის შეცდომებსა და ხმაურს უფრო დიდი გავლენა აქვს, ვიდრე ორსიბრტყიან ბალანსირებაში. აუცილებელია მაღალი ხარისხის სენსორები და მონაცემთა ფრთხილად შეგროვება.
კორექციის სიბრტყის ხელმისაწვდომობა
N ხელმისაწვდომი და ეფექტური კორექტირების სიბრტყის მდებარეობის პოვნა შეიძლება რთული იყოს, განსაკუთრებით იმ მანქანებზე, რომლებიც თავდაპირველად არ იყო შექმნილი მრავალსიბრტყიანი დაბალანსებისთვის.
აღჭურვილობისა და პროგრამული უზრუნველყოფის მოთხოვნები
მრავალსიბრტყიანი ბალანსირებისთვის საჭიროა:
- გაფართოებული ბალანსირების პროგრამული უზრუნველყოფა: შეუძლია N×N გავლენის კოეფიციენტების მატრიცების დამუშავება და რთული ვექტორული განტოლებების სისტემების ამოხსნა.
- ვიბრაციის მრავალი სენსორი: რეკომენდებულია მინიმუმ N სენსორის (თითო თითო გაზომვის ადგილმდებარეობის მიხედვით) გამოყენება, თუმცა ზოგიერთ ინსტრუმენტს შეუძლია ნაკლები სენსორით მუშაობა გაზომვებს შორის მათი გადაადგილებით.
- ტაქომეტრი/კიფაზიორი: აუცილებელია ზუსტი ფაზა გაზომვა.
- გამოცდილი პერსონალი: მრავალსიბრტყიანი ბალანსირების სირთულე მოითხოვს ტექნიკოსებს, რომლებსაც აქვთ როტორის დინამიკისა და ვიბრაციის ანალიზში მოწინავე მომზადება.
ტიპიური აპლიკაციები
მრავალსიბრტყიანი ბალანსირება სტანდარტული პრაქტიკაა მაღალსიჩქარიანი დანადგარების მქონე ინდუსტრიებში:
- ელექტროენერგიის გამომუშავება: დიდი ორთქლისა და გაზის ტურბინა-გენერატორის კომპლექტები
- ნავთობქიმიური: მაღალსიჩქარიანი ცენტრიდანული კომპრესორები და ტურბოექსპანდერები
- რბილობი და ქაღალდი: გრძელი ქაღალდის საშრობი მანქანის რულონები და კალენდარული რულონები
- აერონავტიკა: თვითმფრინავის ძრავის როტორები და ტურბომანქანები
- წარმოება: მაღალსიჩქარიანი ჩარხების შპინდელები
ამ შემთხვევებში, მრავალსიბრტყიან დაბალანსებაში ინვესტიცია გამართლებულია აღჭურვილობის კრიტიკულობით, უკმარისობის შედეგებით და მინიმალური ვიბრაციით მუშაობის შედეგად მიღებული ოპერაციული ეფექტურობის მიღწევებით.
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 