Įtakos koeficiento metodas lauko balansavimui
įtakos koeficientas yra sudėtinis vektorius, turintis tiek amplitudę, tiek fazė — kuris apibūdina, kaip rotorių sistema reaguoja į žinomą disbalansas. Jis atspindi pokyčius vibracija viename matavimo taške, gautame pridėjus tai, kas vadinama bandomasis svoris prie vienos konkrečios vietos ant to, kas vadinama korekcijos plokštuma. Paprastai tariant, šis koeficientas reiškia: „esant tokio dydžio bandomajam svoriui, pastatytam tokiu kampu, vibracija guolyje pasislinko tiek ir ta kryptimi.“ Ši vienintelė skaičių pora yra pagrindinis šiuolaikinis variklis, vadinamas lauko balansavimas.
Jo didžiausias privalumas yra tai, kad jis leidžia tiksliai subalansuoti mašiną nesinaudojant duomenimis apie rotoriaus fizines savybes – jo masę, standumą ar slopinimą. Išmatuojate reakciją ir leidžiate jai atspindėti visą sistemą.
1. Apibrėžimas: ką reiškia įtakos koeficientas
Dėl disbalanso atsirandantis virpesys yra vektorius: jis turi dydį (kiek juda guolis) ir kryptį (maksimalaus virpesio kampinę padėtį, palyginti su velenu, nustatytą pagal tachometras (impulsas). Disbalansas taip pat yra vektorius – masė, esanti tam tikru spinduliu ir kampu. Įtakos koeficientas yra tiesiog jų santykis, t. y. reakcija vienam taikomos disbalanso vienetui, išreikšta vienetais, pavyzdžiui, mm/s vienam gramui tam tikru spinduliu. Kadangi tai yra dviejų vektorių santykis, jis pats yra vektorius, todėl visa balansavimo aritmetika yra vektoriaus sudėtis ir dalyba, o ne įprastą skaliarinę aritmetiką.
2. Kodėl šis metodas toks veiksmingas
Šio metodo privalumas yra tai, kad mašina traktuojama kaip „juodoji dėžė“. Vietoj to, kad būtų bandoma teoriniu būdu modeliuoti rotorių, atliekamas praktinis bandymas, kurio metu matuojamas pačios sistemos unikalus atsakas. Privalumai iš to kyla tiesiogiai:
- Didelis tikslumas: jis vienu metu apima tokius realaus pasaulio dinaminius veiksnius kaip atramų standumas, atraminės konstrukcijos lankstumas, pamatų elgsena ir aerodinaminės jėgos — nes visi jie jau yra įtraukti į įvertintą atsakymą.
- Universalumas: tai tinka tiek vienos plokštumos , tiek sudėtingesniems kelių plokštumų atvejams. Tai vienodai galioja rotoriui, kuris yra standus ir lankstus .
- Nėra išardymo: tai yra standartas, taikomas darbams vietoje, kai mašina balansuojama esant įrengtai, veikiant tikroms eksploatacinėms apkrovoms, greičiams ir temperatūroms – t. y. tomis sąlygomis, kuriomis ji iš tikrųjų veikia.
3. Vienos plokštumos procedūra: žingsnis po žingsnio
Vienos plokštumos balansavimo atveju metodas vykdomas laikantis aiškios, logiškos sekos. Kiekvieno bandymo metu gaunamas vienas vibracijos vektorius, o koeficientas nustatomas pagal jų skirtumą.
- Pirmasis bandymas (1-asis bandymas): kai mašina veikia įprastomis eksploatavimo sąlygomis, išmatuokite pradinį vibracijos vektorių – amplitudę A₁ ir fazę P₁ – guolyje. Tai yra reakcija į pradinį disbalansą, pavadinkime jį O.
- Bandomasis svorio bėgimas (2-asis bėgimas): sustabdykite mašiną ir pritvirtinkite žinomą bandomąjį svorį T žinomoje kampinėje padėtyje, tarkim, 0°, koregavimo plokštumoje.
- Išmatuokite naują atsaką: pradėkite iš naujo ir nuskaitykite naują vektorių, kurio amplitudė yra A₂ ir fazė – P₂. Tai yra pradinio disbalanso ir bandomojo svorio poveikio vektorių suma, O + T.
- Raskite skirtumą: prietaisas atlieka vektorių atimtį A₂ − A₁, kad išskirtų vektorių, kurį sukelia tik bandomasis svoris Tpoveikis.
- Apskaičiuokite koeficientą (α): padalinti bandomojo svorio poveikį iš paties bandomojo svorio — α = Tpoveikis / T — pateikiant atsaką vienam disbalanso vienetui.
- Apskaičiuokite pataisą: norint panaikinti pradinę vibraciją, reikia svorio, kurio poveikis būtų lygus būtent −A₁, taigi reikalingas korekcinis svoris yra W = −A₁ / α.
- Įdiekite ir patikrinkite: pašalinkite bandomąjį svorį, pritaikykite apskaičiuotą korekciją ir paleiskite vėl, kad įsitikintumėte, jog vibracija sumažėjo iki priimtino lygio.
Visas ciklas susideda tik iš trijų vektorių ir dviejų operacijų: atimama, kad būtų nustatytas bandomojo poveikio dydis, dalijama, kad būtų nustatytas koeficientas, o tada nepageidaujamas virpesys dalijamas iš to koeficiento, kad būtų nustatytas koregavimo dydis.
Atliekant vektorių skaičiavimus rankiniu būdu lengva suklysti, todėl dauguma inžinierių šį darbą patiki programinei įrangai. Mūsų Įtakos koeficiento skaičiuoklė išsamiai išnagrinėja vienos plokštumos atvejį, o Bandomojo svorio skaičiuoklė padeda nustatyti tinkamą pradinį bandomąjį krūvį, kad 2-asis bandymas duotų aiškų, išmatuojamą pokytį, neperkraunant rotoriaus.
4. Daugiakryptis balansavimas
Tas pats principas taikomas ir dviejų plokštumų bei dar sudėtingesnėms sistemoms, nors skaičiavimai tampa sudėtingesni. Dėl dviejų plokštumų balansavimo prietaisas nustato keturis įtakos koeficientus – svorio, esančio 1 plokštumoje, poveikis kiekvienam iš dviejų guolių ir svorio, esančio 2 plokštumoje, poveikis kiekvienam guoliui – atspindintys plokštumų tarpusavio sąveiką. Tada ji išsprendžia vienu metu keletą vektorių lygčių, kad vienu metu nustatytų teisingą masę ir kampą abiem plokštumoms. Būtent tai leidžia šiai metodikai apdoroti dinaminį (porinį) disbalansą ir, iš esmės, beveik bet kokią besisukančią mašiną. Lanksčių rotorių, kurie išlinksta esant vienam ar keliems kritiniams greičiams, atveju ši idėja yra toliau plėtojama linkme, vadinama modalinis balansavimas, kur kiekvienam reikšmingam modui nustatomi koeficientai.
5. Praktinės sąlygos ir sunkumai
Šis metodas grindžiamas viena pagrindine prielaida – kad sistema yra linijinis ir stabilus, kad šiandien išmatuotas koeficientas išliktų aktualus ir rytoj. Toliau pateikiami keli praktiniai patarimai:
- Pakartojamas greitis: koeficientas priklauso nuo greičio. Kiekvienas važiavimas turi būti atliekamas esant tam pačiam sūkių skaičiui per minutę, ypač šalia to, kas vadinama kritinis greitis kur atsakas staigiai pasikeičia.
- Švarus bandymo atsakas: bandomasis svoris turi pakankamai pakeisti vibraciją, kad matavimai būtų patikimi; jei jis per mažas, atimtis A₂ − A₁ paskęs triukšme.
- Stabilios sąlygos: kai pasikeičia temperatūra, apkrova ar tai, kas vadinama laisvumas , tai pakeičia tikrąjį koeficientą ir iškreipia rezultatą — prieš atliekant balansavimą pašalinkite tokias klaidas.
- Išsaugoti koeficientai: Kai koeficientas yra žinomas tam tikrai mašinai, jį galima pakartotinai panaudoti, kad greitai būtų įmanomas tikslinamasis balansavimas be naujo bandomojo paleidimo – tai vienkartinio balansavimo gamybiniuose rotoriuose pagrindas.
Lauke visa tai vyksta nešiojamojo dviejų kanalų analizatoriaus viduje. Balanset-1A kiekvieno bandymo metu matuoja 1× amplitudę ir fazę, automatiškai apskaičiuoja įtakos koeficientus, nustato vienos arba dviejų plokštumų korekciją, o tada patikrina, koks yra likutinis disbalansas palyginti su pasirinktu ISO 21940-11 lygiu – taip paverčiant aukščiau išdėstytą teoriją keliais praktiniais veiksmais vietoje.
