Бір жазықтықта балансировкалауды түсіну
Бір-жазықтық балансировка is a теңгеру роторды’ unbalance тек айналу осіне перпендикуляр бір радиалды жазықтықта масса қосу немесе алып тастау арқылы түзетілетін рәсім. Бұл дисбаланс негізінен static сипатта болғанда — яғни ротордың масса центрі айналу осінен ауытқыса да, ротордың ұшынан-ұшына тербелуіне себеп болатын айтарлықтай жұп немесе момент болмағанда — дұрыс әдіс болып табылады. Ең қарапайым және үнемді балансировкалау әдісі ретінде ол тек бір балансау түзелту жазықтығы және, әдетте, бір trial weight іске қосуды қажет етеді.
1. Анықтама: Бір жазықтықта балансировкалау дегеніміз не?
Әрбір ротордың белгілі бір теңгерімсіздігі болады, бірақ geometry сол теңгерімсіздіктің сипаты оны қалай түзету керектігін анықтайды. Ауыр нүктені бір түзету жазықтығында орналасқан деп қарастыруға болатын жағдайда — немесе оның осьтік таралуы елеулі еңкею моментін туғызбайтын жағдайда — бір ғана түзету теңгерімді қалпына келтіреді. Бұл бір жазықтықта балансировка жасаудың негізгі шарты: теңгерімсіздік таза радиалды күш ретінде, күш жұбы ретінде емес, әрекет етеді. Күш жұбы болған кезде ротор тербеліп, бір ғана түзетумен екі ұшты бір мезгілде теңестіруге болмайды — бұл бір жазықтықтағы балансировканы динамикалық (екі-жазықтық) балансау.
2. Бір жазықтықтағы балансировканы қашан қолдану керек
Бір жазықтықтағы балансировка нақты ротор геометриясына және жұмыс жағдайларына сәйкес келеді.
Дискілі типтегі роторлар
Осьтік ұзындығы (қалыңдығы) диаметріне қарағанда аз роторлар ең қолайлы нысандар болып табылады — оларды көбінесе “тар” немесе “жіңішке” дискілер деп атайды. Масса іс жүзінде бір жазықтықта шоғырланғандықтан, күш жұбының пайда болуына орын аз. Tipтік мысалдарға мыналар жатады:
- Ұсартқышпен істелген дөңгелектер
- Дөңгелек аралама пышақтар
- Бір сатылы желдеткіш немесе үрлегіш жетектері
- Flywheels
- Дискілі тежегіш роторлары
- Single pulleys
Бірінші критикалық жиіліктен төмен жылдамдықта жұмыс істейтін қатты роторлар
For rigid rotors бірінші критикалық жиіліктен айтарлықтай төмен жылдамдықта жұмыс істейтін critical speed, ротордың осьтік ұзындығы айтарлықтай болса да, жұмыс кезінде ротор иілмесе немесе деформацияланбаса, бір жазықтықтағы балансировка жеткілікті болуы мүмкін. Негізгі сөз — rigid: білік жұмыс диапазонында өз пішінін сақтауы тиіс, сонда бір түзету бүкіл жұмыс диапазонында жарамды болып қала береді.
Теңгерімсіздік статикалық сипатта болған кезде
Теңгерімсіздік жалғыз жергілікті көзден туындаса — материал жинақталуы, желдеткіш қалақшасының жетіспеуі, дұрыс емес орнату — және діріл өлшемдері екі мойынтіректе басым түрде in-phase қозғалысты көрсетсе, жағдай статикалық және бір жазықтықтағы түзету орынды. Екі ұштағы phase салыстыру — практикалық сынақ: синфазды қозғалыс статикалық теңгерімсіздікті білдіреді, ал қарсы фазалы қозғалыс күш жұбы барлығын ескертеді.
3. Бір жазықтықтағы балансировка рәсімі
Рәсім негізінде жатқан influence coefficient method.
1-қадам — Бастапқы өлшеу
Ротор қалыпты жылдамдықта жұмыс істеп тұрғанда, бастапқы діріл векторын өлшеп, жазып алыңыз — екеуін де amplitude және фаза — бір немесе бірнеше мойынтіректің орнында. Бұл бастапқы дисбаланс тудырған тербелісті тіркейді және одан кейінгі барлық есептеулердің негізі болады.
2-қадам — Сынақ салмағын бекіту
Машинаны тоқтатып, таңдалған түзету жазықтығында ыңғайлы бұрыштық қалыпқа (әдетте 0°) белгілі бір сынақ салмағын бекітіңіз. Салмақ тербелісті байқарлықтай өзгертуге жеткілікті болуы керек — практикалық ереже ретінде тербеліс векторының шамамен 25–50%-ға өзгеруін мақсат ету ұсынылады. Бірінші рет дұрыс мөлшерлеу пайдасыз жүріс-тұрыстарды болдырмайды; Сынамалық салмақ есептегіш ротор салмағы мен жылдамдығы бойынша қауіпсіз бастапқы массаны береді.
3-қадам — Сынақ жүрісі
Машинаны қайта іске қосып, сол орын(дар)да жаңа тербеліс векторын өлшеңіз. Бұл көрсеткіш бастапқы дисбаланстың жиынтық әсерін білдіреді plus сынақ салмағымен бірге — екеуі вектор ретінде қосылады.
4-қадам — Түзету салмағын есептеу
Бастапқы және сынақ векторларын салыстыра отырып, аспап вектордық азайту орындайды — сынақ салмағының өз әсерін бөліп алып, оны есептейді influence coefficient — ротордың берілген бұрышта бірлік салмаққа шаққандағы тербелісін білдіреді. Осы коэффициент негізінде бастапқы дисбалансты өтейтін тұрақты түзету салмағы үшін нақты масса мен бұрыштық қалып есептеледі. Негіздегі математикалық есеп Бір жазықтықтағы ықпал коэффициентінің калькуляторы.
5-қадам — Түзетуді орнату және тексеру
Сынақ салмағын алып, есептелген түзету салмағын тұрақты түрде орнатыңыз — көрсетілген орынға масса қосу немесе оны алып тастау (бұрғылау, тегістеу) арқылы — және тербеліс қолайлы деңгейге дейін төмендегенін растау үшін машинаны іске қосыңыз. Аздаған тербеліс қалса, trim balance нәтижені нақтылайды, ал соңғы қалдық дисбалансы тексеруге болады ISO 21940-11 balance grade.
4. Далалық жағдайда бір жазықтықтағы балансировка
Бір жазықтықтағы балансировканы арнайы балансттау машинасыорындауға болғанымен, оның негізгі артықшылығы — оны орындауға болатындығы in situ, роторды жұмыс жылдамдығында өз мойынтіректерінде айналдыра отырып. Мысалы, екі арналы портативті аспап Балансет-1А сынақ салмағын орнатқанға дейін және кейін 1× амплитуда мен фазаны өлшейді, әсер коэффициентін есептейді және түзету үшін нақты массасы мен бұрышын шығарады — содан кейін салмақ орнатылғаннан кейін қалдық дисбалансты тексереді. Оның оптикалық лазерлік tachometer, бір жолақтан белгі алатын сәлгі лентаға, есептеу негізделетін айналымдық фазалық анықтама береді. Ротор нақты жұмыс жағдайларында — шынайы жылдамдықта, шынайы бекітуде, шынайы температурада — өлшенетіндіктен, field balancing теңестіру машинасы толық қайта шығара алмайтын нақты жұмыс күйін тіркейді.
5. Бір жазықтықтағы теңестірудің артықшылықтары
- Simplicity: тек бір түзету жазықтығы қатысады, бұл жұмысты жоспарлауды, орындауды және түсінуді жеңілдетеді.
- Speed: процедура әдетте тек екі немесе үш өлшеу жүрісін қажет етеді (бастапқы, сынақ, тексеру), уақытты үнемдейді және машинаның тоқтап тұру уақытын қысқартады.
- Cost-effectiveness: азырақ өлшеулер мен қарапайым есептеулер еңбек шығынын азайтады және күрделі жабдық қажеттілігін жояды.
- Accessibility: диск типті ротордың көптеген нүктелерінде салмақ қосуға немесе алуға болады, бұл түзетудің орналасуына икемділік береді.
6. Шектеулер және қолданбау жағдайлары
Әдістің қарапайымдылығы сақталуы тиіс нақты шектеулермен бірге келеді.
Момент дисбалансын түзете алмайды
Егер ротордың айтарлықтай жұп дисбаланс — қарама-қарсы ұштарда бірдей ауыр нүктелер бірақ қарама-қарсы бұрыштық орналасуда — болса, бір жазықтықтағы түзету оны жоя алмайды. Момент радиалды күш тудырмайды, сол себепті бір жазықтық оған әсер ете алмайды, алайда ол ротордың тербелісін тудырады. Бұл жағдай екі жазықтықтағы (динамикалық) теңестіруді.
Ұзын роторларға жарамайды
Ұзындық пен диаметр қатынасы шамамен 0,5–1,0-дан асатын роторлар жалпы екі жазықтықтағы теңестіруді қажет етеді. Мотор якорьлары, сорғы біліктері және ұзын желдеткіш роторлары осы топқа жатады, өйткені олардың осьтік ұзындығы момент пайда болуына мүмкіндік береді.
Барлық мойынтіректердегі тербелісті азайтпауы мүмкін
Бір мойынтірекке бейімделген бір жазықтықтағы түзету басқа мойынтіректегі тербелісті айтарлықтай жоймауы мүмкін, әсіресе ұзынырақ ротордың немесе критикалық жылдамдыққа жақын жұмыс істейтін ротордың жағдайында.
Икемді роторлар үшін тиімсіз
Бірінші критикалық жиіліктен жоғары жылдамдықта жұмыс істейтін роторлар айналу кезінде иіледі; олардың өзгермелі mode shapes require көп деңгейлі балансталуынан бір жазықтықтағы теңгерім қамтамасыз ете алмайтын әдістер.
7. Статикалық теңгеріммен байланысы
Бір жазықтықтағы теңгерім тығыз байланысты статикалық балансталу; іс жүзінде, айналып тұрған машинада орындалатын бір жазықтықтағы теңгерім — бұл статикалық теңгерімсіздіктің динамикалық өлшемі. Классикалық статикалық теңгерім ауыр нүктені ротор тыныштықта тұрғанда анықтайды — пышақ жиектерінде немесе роликтерде тұрып, гравитация оны ауыр нүктесіне қарай домалатады — ал бір жазықтықтағы теңгерім айналып тұрған кезде сол статикалық теңгерімсіздікті өлшейді. Айналдыру тәсілі неғұрлым дәл, өйткені ол нақты жұмыс жағдайларында теңгерімсіздікті сезеді және оның тек бағытын ғана емес, шамасы мен бұрышын да сандық түрде анықтайды.
8. Типтік қолданылу салалары мен өндірістер
Бір жазықтықтағы теңгерім ротордың геометриясы мүмкіндік беретін барлық жерде қолданылады:
- Ағаш өңдеу және металл өңдеу: дөңгелек аралар, тегістеу дөңгелектері, кесу дискілері.
- HVAC: бір сатылы орталықтан тепкіш желдеткіштер мен үрлегіштер.
- Ауылшаруашылық техникасы: комбайн компоненттері, жеке шкивтер.
- Automotive: маховиктер, тежегіш роторлары, жеке шкивтер.
- Материалдарды өңдеу: конвейер шкивтері, тіреуіш роликтер.
Осы қолданылу салалары үшін бір жазықтықтағы теңгерім тиімділік, қарапайымдылық және шығын арасындағы оңтайлы тепе-теңдікті қамтамасыз етеді — дәл осы себептен ол rotor balancing.
