2면 밸런싱 이해
2면 밸런싱 이다 동적 밸런싱 절차 보정 가중치 로터의 길이를 따라 두 개의 별도 평면에 배치되어 다음 두 가지를 모두 제거하기 위해 정적 불균형 및 부부 불균형 동시에. 이는 축 방향 길이가 직경과 비슷하거나 더 긴 모든 회전자를 포함한 대다수의 산업용 회전 기계에 적용되는 표준 방식입니다. 이와 달리 단일 평면 밸런싱로터의 질량 중심 편차만 보정하는 반면, 2면 균형 조정은 평행 이동과 원심력 그리고 로터가 중심을 축으로 흔들리거나 요동치게 만드는 그 순간.
1. 정의: 왜 두 개의 평면인가?
모든 강체 회전체의 불균형 두 개의 독립적인 구성 요소로 나눌 수 있다. 정적 불균형 이는 질량 중심이 축축에서 벗어난 순 중량 불균형 부위이며, 양쪽 베어링에 동상력을 발생시키며, 로터가 회전하지 않고 칼날처럼 얇은 부분에서 균형이 잡혀 있더라도 이 현상이 나타납니다. 부부 불균형 이는 로터의 양 끝단에 180° 간격으로 배치된 두 개의 동일한 무게 중심점으로, 정적 상태에서는 질량 중심의 순변위가 발생하지 않아 눈에 띄지 않지만, 회전 시에는 두 베어링이 서로 위상이 어긋나게 만드는 흔들림 모멘트를 발생시킵니다.
단일 보정 평면으로는 정적 불균형 성분만 상쇄할 수 있습니다. 토크 불균형을 상쇄하려면 서로 반대 방향의 모멘트를 형성하는 두 가지 보정이 필요하며, 이는 정의상 두 개의 평면을 필요로 합니다. 실제 로터는 정적 불균형과 토크 불균형이 임의의 비율로 혼합된 상태를 띠고 있기 때문입니다(이러한 상태를 흔히 준정적 불균형 (두 가지가 결합될 때), 강체 로터를 완전히 설명하고 보정하기 위해서는 최소한 두 개의 보정 평면이 필요합니다. 진동.
2. 2면 밸런싱은 언제 필요한가?
다음 중 하나라도 해당될 경우 두 대의 비행기를 준비하십시오:
길거나 가느다란 로터
일반적으로 길이 대 직경 비율이 대략 0.5에서 1.0을 초과하는 로터는 두 평면에서 균형 조정을 해야 합니다. 대표적인 예로는 다음과 같은 것들이 있습니다:
- 전기 모터 전기자
- 펌프 및 압축기 샤프트
- 다단 팬 로터
- 드라이브 샤프트 및 커플링
- 스핀들 및 회전 툴링
- 터빈 로터
반대쪽 극단에는 연삭 휠, 단일 풀리, 얇은 플라이휠과 같은 얇은 원반이 위치하며, 이는 길이가 너무 짧아 유의미한 토크를 지탱할 수 없기 때문에 대개 한 평면 내에서만 교정이 가능합니다.
명백한 부부 간 불균형
측정된 1× 단계 두 베어링 지지대 간의 위상이 현저히 어긋나 있으며(약 180° 차이를 보임), 이는 흔들림이나 기울어짐 현상을 나타냅니다. 즉, 커플 불균형이 존재하므로 2면 보정만을 통해 이를 제거할 수 있습니다.
단일 평면 밸런싱으로는 부족할 때
진단 시 흔히 나타나는 단서: 단일 평면으로 조정하면 한 베어링의 진동은 줄어들지만, 다른 베어링의 진동은 증가하게 됩니다. 이러한 상쇄 현상은 미해결된 토크 불균형의 특징이며, 이는 두 번째 평면 조정이 필요함을 시사합니다.
질량이 분산된 강성 로터
Even a 강체 로터 초기 수준보다 훨씬 낮은 수준에서 임계 속도 질량이 상당한 축 방향 길이에 걸쳐 분포되어 있다면 두 개의 평면이 제공하는 이점을 누릴 수 있어, 특정 베어링 한 곳뿐만 아니라 모든 베어링에서 진동을 최소화할 수 있습니다.
3. 2면 균형 조정 절차
2면 균형 조정은 1면 작업보다 더 복잡합니다. 어느 한 면에서 보정을 하면 다른 면의 진동이 변하기 때문입니다. 둘 다 베어링. 일반적으로 인정되는 해결책은 영향 계수법, 두 번 도포하여 시험 무게 일련의 측정 실행.
1단계 — 초기 측정
기계를 설정된 균형 조정 속도로 가동하고, 양쪽 베어링에서 초기 1차 진동 벡터(진폭 및 위상)를 기록합니다. 이를 “베어링 1”과 “베어링 2”로 표시합니다. 이 두 값은 로터의 모든 불균형 효과가 합쳐진 것을 나타냅니다.
2단계 - 보정 평면 정의하기
두 개를 선택하세요 보정 평면 질량을 추가하거나 제거할 수 있는 위치입니다. 가능한 한 서로 멀리 떨어뜨리고 접근이 용이한 곳에 배치해야 합니다. 일반적으로 로터 끝부분 근처, 커플링 플랜지, 또는 팬 허브에 위치시킵니다. 평면 간격을 넓게 확보하면 강력하고 안정적인 토크 보정 효과를 얻을 수 있습니다.
3단계 — 평면 1에서의 시험 하중
기계를 정지시킨 후, 알려진 질량의 시험 추를 제1 평면 내에서 알려진 각도로 장착하십시오. 다시 가동하여 양쪽 베어링의 새로운 진동 상태를 기록하십시오. 벡터 변화 각 베어링에 대해 두 가지 영향 계수가 나타납니다. 즉, 평면 1이 베어링 1에 미치는 영향과 평면 1이 베어링 2에 미치는 영향입니다.
4단계 — 평면 2에서의 시험 하중
첫 번째 시험 추를 제거하고, 두 번째 평면에 시험 추를 장착한 후 측정을 다시 수행합니다. 이를 통해 나머지 두 계수, 즉 베어링 1의 평면 2와 베어링 2의 평면 2를 구할 수 있습니다.
5단계 — 보정값 계산하기
이 도구는 이제 2×2 행렬 형태로 배열된 네 개의 복합 영향 계수를 포함하고 있습니다. 다음을 사용하여 벡터 수학 그리고 행렬 역행렬을 구함으로써, 두 베어링의 진동을 동시에 0으로 만들기에 필요한 각 평면별 정확한 질량과 각도를 구하는 연립방정식을 해결합니다. A 단일 평면 영향 계수 계산기 이는 한 평면에 대한 기본 벡터 연산을 보여줍니다. 두 평면 경우는 이를 단순히 행렬로 확장한 것이며, 체험판 무게 계산기 적절한 초기 시험용 질량을 결정하는 데 도움이 됩니다.
6단계 — 설치 및 확인
계산된 중량을 영구적으로 장착하고 검증 주행을 진행하십시오. 이제 양쪽 베어링의 진동 수치가 목표 범위 내에 안정적으로 들어와야 합니다. 약간의 잔여 진동이 남아 있다면, 간단히 트림 밸런스 — 이미 측정된 계수를 재사용함으로써 — 추가적인 시운전 없이 결과를 정밀하게 다듬을 수 있습니다.
4. 영향 계수 행렬 설명
이 방법의 힘은 바로 그 2×2 행렬에 있는데, 각 평면이 영향을 미치기 때문이다 둘 다 bearings:
- 직접적인 영향: 평면 1에 위치한 가중치는 인근의 방위 1에 가장 큰 영향을 미치며, 평면 2에 위치한 가중치는 인근의 방위 2에 가장 큰 영향을 미칩니다.
- 교차 결합 효과: 평면 1에 있는 추는 방위각 2도 움직이게 하며(보통 그 정도는 덜하지만), 평면 2에 있는 추는 방위각 1도 움직이게 한다.
행렬을 구하면 네 가지 상호작용을 모두 동시에 고려하게 되므로, 두 가지 보정 값이 서로 상충하기보다는 시너지를 내게 됩니다. 수작업으로 계산할 때는 수학이 용서하지 않습니다. 부호 오류나 1도의 위상 오류만으로도 역행렬 계산 과정에서 오류가 전파되기 때문입니다. 바로 이 때문에 전용 균형 측정기가 그 가치를 입증하는 것입니다.
두 평면(1, 2)과 두 방위(A, B)에 대해, 이 시스템은 V이다A = αA1·W1 + αA2·W2 and VB = α비1·W1 + αB2·W2여기서 모든 항 V, α 및 W는 복소수(진폭-위상) 벡터입니다. 균형 조정 소프트웨어는 이 2×2 방정식 시스템을 역산하여 보정 가중치 W를 구합니다1 and W2 that make VA and VB vanish.
5. 현장에서의 2면 밸런싱
2면 밸런싱은 일상적으로 사용되는 방법으로 필드 밸런싱, 그리고 이것이 바로 휴대용 2채널 분석기가 만들어진 목적입니다. 다음과 같은 기기를 사용하면 발란셋-1A, 기술자가 가속도계 각 베어링에 광학 장치가 장착되어 있습니다 레이저 타코미터 위상 기준점을 위해, 기계를 분해하거나 로터 정비소에 맡기세요. 작업이 완료되었기 때문에 현장에서, 기계 자체의 베어링에서 실제 작동 속도로 테스트했을 때, 그 결과는 작업장에서 직면하게 될 실제 설치 조건 — 베어링 강성, 기초의 유연성, 열 부하 및 공정 부하 — 을 반영합니다. 밸런싱 머신 재현할 수 없습니다. 그런 다음 계측기는 최종 잔류 불균형 보고서에 서명하기 전에 지정된 ISO 등급과 비교하여 검토해야 합니다.
6. 2면 밸런싱의 장점
- 수정 완료: 정적 불균형과 결합 불균형을 모두 제거하여, 완전한 강체 로터 상태를 구현합니다.
- 모든 베어링의 진동을 최소화합니다: 로터 시스템의 한쪽 끝뿐만 아니라 전체를 최적화합니다.
- 부품 수명 연장: 양쪽 지지대의 진동이 줄어들면 베어링, 씰 및 커플링의 마모가 감소하고, 또한 피로 cracking.
- 업계 표준: 많은 장비 제조업체에서 요구하며, 강성 로터에 대해 규정된 ISO 21940-11 (ISO 1940-1의 현대적 후속 표준).
- 대부분의 기계에 적합합니다: 이는 제1 임계 회전수 미만으로 작동하는 강성 로터에 적용되며, 이는 산업용 장비의 압도적 다수를 차지합니다.
7. 위치: 단일, 이중 및 다중 평면
| 방법 | 비행기 | 수정 | Typical rotor |
|---|---|---|---|
| 단일 평면 | 1 | 정적 전용 | 얇은 디스크, 좁은 풀리, 단일 팬 |
| 2면 | 2 | 정적 + 커플 | 가장 견고한 산업용 로터 |
| Multi-plane | 3 or more | 정하중 + 횡력 + 모달 굽힘 | 임계 회전수 이상의 유연한 로터 |
단면 밸런싱에 비해 2면 밸런싱은 공정이 더 복잡하고 시간이 더 오래 걸리지만, 가장 얇은 디스크형 로터를 제외한 모든 경우에 훨씬 더 뛰어난 진동 저감 효과를 제공합니다. 반면, 유연한 로터 하나 이상의 임계 회전수를 초과하여 작동할 경우 세 개 이상의 평면이 필요할 수 있습니다(다중 평면 균형 조정 참조). 하지만 대부분의 산업용 기계의 경우 두 개의 평면만으로도 충분합니다.
8. 일반적인 과제 및 해결 방안
접근할 수 없는 보정 평면
도전: 조립된 기계에서는 이상적인 평면 위치를 확보하기 어려울 수 있습니다.
솔루션: 사용 가능한 모든 것—커플링 허브, 팬 블레이드, 외부 플랜지 등—을 활용하고, 행렬이 실제 기계에서 측정된 것이므로 계측기의 계수를 통해 다소 불완전한 형상을 보정하도록 하십시오.
시험 중량에 대한 반응이 미미함
도전: 시험 중량이 측정값에 거의 영향을 주지 않는다면, 영향 계수에 잡음이 발생하고 그 결과 신뢰할 수 없게 됩니다.
솔루션: 측정 잡음 한계를 훨씬 상회하는 효과를 얻으려면 시험 물체의 질량을 늘리거나 반경을 더 크게 조정하십시오.
비선형적 거동
도전: rotors with 기계적 풀림, 부드러운 발, 또는 인근에서의 작전 공명 가중치에 대해 선형적으로 반응하지 않을 수 있으며, 이는 이 방법이 전제로 삼는 조건이다.
솔루션: 먼저 기계적 결함을 수리하고(고정 장치를 조이고, 발 흔들림 현상을 해결하며), 가능한 경우 임계 회전수 범위 밖에서 불균형을 조정하십시오. 문제가 실제로 불균형 때문인지, 아니면 정렬 불량 그것인 척하며
