Nemokamas inžinerinis įrankis

Smulkintuvo rotoriaus balanso skaičiuoklė

Apskaičiuokite leistiną trupintuvo rotorių (smūginių, žiauninių, kūjinių) disbalansą pagal ISO 21940. Įskaitant kiekvieno elemento toleranciją, išcentrinę jėgą ir guolio tarnavimo laiko poveikio įvertinimus.

ISO 21940G16–G40Guolių tarnavimo laikas

Rezultatai

Leistinas disbalansas (bendras)

—

Elemento tolerancija

—

Savitasis disbalansas (ekscentriškumas)

—

Išcentrinė jėga ties tolerancija

—

Korekcinė masė duotu spinduliu

—

Guolio eksploatavimo trukmės poveikis

—

Pagrindinės formulės

e_per = G × 1000 / ω [μm]

U_per = e_per × M [g·mm]

F = M × e_per × ω² / 10⁶ [N]

Kur G yra balanso laipsnis (mm/s), ω = 2π×n/60 (rad/s), M yra rotoriaus masė (kg), e_per yra leistinas specifinis disbalansas, U_per yra leistinas liekamasis disbalansas, o F yra susidariusi išcentrinė jėga.

Smulkintuvų balansavimo klasės pasirinkimas

Smulkintuvo tipas	Tipinė klasė	Tipinis aps./min.
Horizontalaus veleno smūginis trupintuvas (HSI)	G16–G40	500-800
Vertikalaus veleno smūginis trupintuvas (VSI)	G6.3–G16	1000-2000
Plaktukinis malūnas	G16–G40	1000-1800
Žiauninis trupintuvas (smagratis)	G16	200-400
Kūginis trupintuvas	G6.3–G16	300-600

Elemento masės tolerancija

Keičiant plaktukus arba pūtimo strypus, atskirų elementų masės kitimas tiesiogiai prisideda prie rotoriaus disbalanso. Kiekvienas elementas yra tam tikru spinduliu nuo sukimosi ašies. Kiekvieno elemento masės tolerancija turėtų būti:

Δm_element ≤ U_per / (r_element × N_elements)

Kur r_elementas yra elemento svorio centro spindulys ir N_elementų yra elementų skaičius.

Poveikis guolio tarnavimo laikui

Disbalanso jėga veikia kaip papildoma sukimosi radialinė apkrova guoliams. Bazinis guolio tarnavimo laikas (L10) yra labai jautrus taikomai apkrovai:

Rutuliniai guoliai: L10 ∝ (C/P)³
Ritininiai guoliai: L10 ∝ (C/P)^(10/3)

Net ir vidutinės disbalanso jėgos gali gerokai sutrumpinti guolių tarnavimo laiką, kai jos derinamos su ir taip didelėmis trupintuvų proceso apkrovomis.

Praktinė trupintuvų balansavimo procedūra

1 veiksmas: Pasverkite visus plaktukus / smūginius strypus atskirai ir užregistruokite masę
2 veiksmas: Rūšiuokite elementus pagal masę ir suderinkite juos į beveik vienodos masės poras (sunkiausias su kita sunkiausia ir pan.)
3 veiksmas: Sumontuokite du kiekvienos suderintos poros elementus diametraliai priešingose (180°) rotoriaus padėtyse, kad masės priešingose padėtyse panaikintų
4 veiksmas: Patikrinkite, ar bendras masės skirtumas tarp priešingų pozicijų neviršija elemento tolerancijos ribų
5 veiksmas: Po įrengimo paleiskite trupintuvą ir išmatuokite abiejų guolių vibraciją.
6 veiksmas: Jei vibracija viršija ribas, atlikite vienos plokštumos lauko balansavimą

Išcentrinė jėga ir guolio tarnavimo laikas

Dėl disbalanso susidaranti išcentrinė jėga guoliams prideda sukamąją radialinę apkrovą. Guolio L10 eksploatavimo trukmės santykis yra toks:

Rutuliniai guoliai: L10 = (C/P)³ × 10⁶ / (60 × n)
Ritininiai guoliai: L10 = (C/P)^(10/3) × 10⁶ / (60 × n)

Čia C yra dinaminė apkrovos vertė, P yra ekvivalentinė dinaminė apkrova (įskaitant disbalanso jėgą), o n yra aps./min. Net maža disbalanso jėga gali žymiai sutrumpinti tarnavimo laiką, pridėta prie ir taip didelių trupintuvų proceso apkrovų.

Smulkintuvų vibracijos ribos

Dėl trupintuvams būdingo smūginio pobūdžio vibracijos ribos yra didesnės nei sklandžiai veikiančių mašinų:

Gerai: < 10 mm/s greitis (RMS) guolių korpusuose
Priimtinas: 10–18 mm/s – būdingas veikiantiems trupintuvams
Įspėjimas: 18–28 mm/s – ištirti, patikrinti susidėvėjusius elementus
Pavojus: > 28 mm/s – išjunkite ir patikrinkite

Pamatų ir konstrukciniai aspektai

Smulkintuvo pamatai turi būti suprojektuoti taip, kad sugertų smūgio jėgas. Kad būtų užtikrinta tinkama vibracijos izoliacija, pamato masė turėtų būti 3–5 kartus didesnė už trupintuvo masę. Svarbiausi patikrinimai:

Inkariniai varžtai: Patikrinkite sukimo momentą kiekvieno svarbaus techninės priežiūros metu
Izoliaciniai tvirtinimai: Patikrinkite guminius izoliatorius, ar jie nėra susidėvėję ir ar nėra tinkamos deformacijos.
Betono būklė: Patikrinkite, ar nėra įtrūkimų, ypač aplink inkarinių varžtų kišenes
Skiedinio vientisumas: Patikrinkite, ar tarp pagrindo plokštės ir pamato nėra tarpų

Smulkintuvų tipai ir balansavimo aspektai

Horizontalus veleno smūgis (HSI): Pūtimo strypai yra pagrindinė susidėvinti dalis. Keiskite juos komplekte ir pasverkite atskirai. Rotorius paprastai subalansuojamas iki G16.
Vertikalus veleno smūgis (VSI): Didesniems greičiams reikalingas tvirtesnis balansas (G6,3–G16). Dėvėjimosi stalas ir priekalo žiedas netiesiogiai veikia balansą.
Plaktukinis malūnas: Keli plaktukai ant šarnyrinių kaiščių. Apverčiamieji plaktukai turi būti sukami atitinkamomis poromis. G16–G40 priklausomai nuo greičio.
Žiauninis trupintuvas: Smagračio balansas yra labai svarbus. Ekscentrinis veleno disbalansas yra būdingas konstrukcijai, tačiau jis turi išlikti tolerancijos ribose.
Kūginis trupintuvas: Mantijos ir dubens susidėvėjimas turi įtakos pusiausvyrai. Galvutės mazgo balansas tikrinamas atliekant didelius remonto darbus.

Geriausia praktika: Kiekvienai rotoriaus padėčiai veskite atskirų plaktukų / smūginių juostų masių žurnalą. Stebėkite masės nuostolius laikui bėgant, kad numatytumėte optimalius keitimo intervalus ir išlaikytumėte balansą tolerancijos ribose per visą nusidėvėjimo ciklą.

⚠️ Praktinė pastaba: Pakeitę plaktuką / pūtimo strypą, visada pasverkite atskirus elementus ir sutvarkykite juos taip, kad jie nesubalansuotų: beveik vienodos masės elementai yra diametraliai priešingose (180°) padėtyse (sunkiausia priešinga kitai sunkiausia), tada matuodami patikrinkite likutinę vibraciją. Netgi esant G40 tolerancijai, suderinti elementai žymiai pailgina guolio ir rėmo tarnavimo laiką.

Crushers experience massive impact forces during normal operation that dwarf any unbalance forces. The practical benefit of achieving G6.3 is minimal because the process-induced forces are so large. G16 provides a good balance between bearing life protection and practical achievability given the harsh operating conditions and wear.

Rebalance whenever wear items (hammers, blow bars, liners) are replaced, or when vibration at 1× RPM exceeds baseline by more than 50%. For impact crushers with replaceable blow bars, this typically means every bar change — weigh and arrange elements for minimum unbalance.

Yes, single-plane field balancing is commonly performed on crusher rotors. Mount a vibration sensor on the drive-end bearing housing, use a keyphasor for phase reference, and run at normal speed (with no feed). The trial-weight method works well. Correction weights can be welded to the rotor end plates.

Two-plane (couple) balancing is generally not required for crusher rotors because their L/D ratio is typically low (disc-like). Single-plane balancing is sufficient. However, if you see significant phase differences between bearings, two-plane balancing may help.

As hammers wear, they lose mass unevenly. The rotor becomes progressively more unbalanced. Monitor vibration at 1× and trend over time. When vibration reaches the alert level or when hammer tips are worn to the rotation limit, it is time to replace and rebalance.

Crushers have inherently high vibration due to the impact process. Bearing housing velocity below 10 mm/s RMS is considered good. Between 10–18 mm/s is acceptable for most crushers during normal operation. Above 18 mm/s warrants investigation, and above 28 mm/s is a danger level requiring shutdown.

1) Match blow bar masses within tolerance. 2) Ensure all blow bars are seated properly with no gaps. 3) Check for worn rotor side plates. 4) Verify bearing condition and clearances. 5) Inspect foundation bolts for looseness. 6) If 1× vibration is dominant, perform field balancing. 7) Check drive components (belts, sheaves, coupling) for wear.

Most crushers use spherical roller bearings (SRB) due to their ability to handle both radial and axial loads as well as shaft misalignment from housing deflection. These have an L10 life exponent of 10/3. The dynamic load rating C is typically 500–2000 kN depending on crusher size.

Balance with hammers in the position they will operate in. If hammers are reversible, balance in the initial operating position. When hammers are reversed to use the second edge, re-check balance. Some operations balance at mid-life mass to optimize the average unbalance over the full wear cycle.

Crusher rotors are heavy and have stored energy. Key precautions: 1) Lock out/tag out all energy sources. 2) Use proper rigging when handling blow bars/hammers. 3) For field balancing, ensure the crusher chamber is empty and guards are in place. 4) Never run a crusher above rated speed. 5) Keep personnel clear of the discharge area during trial runs.

A deteriorated foundation amplifies vibration from all sources including unbalance. Check for: cracked concrete, loose anchor bolts, grout deterioration, and soil erosion under the foundation. Foundation natural frequency should be well separated from 1× RPM. A foundation assessment is recommended if vibration suddenly increases without rotor changes.

Šiame puslapyje aprašytas procedūras sukūrė ir lauko sąlygomis išbandė Vibromera komanda, naudodama Balanset-1A – nešiojamą dviejų kanalų balansavimo įrenginį ir vibracijų analizatorių rotoriams balansuoti vietoje.