Rotorius yra kūnas, kuris sukasi apie tam tikrą ašį ir laikosi ant atramose esančių guolinių paviršių. Rotoriaus guolių paviršiai per riedėjimo arba slydimo guolius perduoda apkrovas atramoms. Guolių paviršiai - tai atramų arba juos pakeičiantys paviršiai.
1 pav. Rotorius ir jį veikiančios išcentrinės jėgos.
Tobulai subalansuoto rotoriaus masė pasiskirsto simetriškai sukimosi ašies atžvilgiu, t. y. bet kuris rotoriaus elementas gali būti suderintas su kitu elementu, esančiu simetriškai sukimosi ašies atžvilgiu. Subalansuotame rotoriuje bet kurį rotoriaus elementą veikiančią išcentrinę jėgą atsveria simetrišką elementą veikianti išcentrinė jėga. Pavyzdžiui, išcentrinės jėgos F1 ir F2, vienodo dydžio ir priešingos krypties, veikia elementus 1 ir 2 (1 pav. pažymėti žaliai). tai galioja visiems simetriniams rotoriaus elementams, todėl bendra rotorių veikianti išcentrinė jėga yra lygi 0 ir rotorius yra subalansuotas.
Tačiau jei rotoriaus simetrija pažeista (1 pav. raudona spalva pažymėtas asimetriškas elementas), rotorių veikia nesubalansuota išcentrinė jėga F3.Sukantis ši jėga keičia kryptį kartu su rotoriaus sukimusi. Dėl šios jėgos atsirandanti dinaminė apkrova perduodama guoliams, todėl jie greičiau dėvisi.
Be to, veikiant šiai kintamos krypties jėgai, vyksta ciklinė atramų ir pamato, ant kurio pritvirtintas rotorius, deformacija, t. y. atsiranda vibracija. Norint pašalinti rotoriaus disbalansą ir su juo susijusią vibraciją, reikia įrengti balansavimo mases, kad būtų atkurta rotoriaus simetrija.
Rotoriaus balansavimas - tai disbalanso ištaisymo operacija, atliekama pridedant balansavimo mases.
Balansavimo uždavinys - rasti vienos ar daugiau balansavimo masių dydį ir vietą (kampą).
Rotorių tipai ir disbalanso tipai.
Atsižvelgiant į rotoriaus medžiagos stiprumą ir jį veikiančių išcentrinių jėgų dydį, rotoriai gali būti skirstomi į dvi rūšis - standžiuosius ir lanksčiuosius.
Veikiant išcentrinei jėgai standūs rotoriai darbo režimuose deformuojasi nežymiai, todėl šios deformacijos įtaka skaičiavimuose gali būti ignoruojama.
Lanksčių rotorių deformacijos nebegalima ignoruoti. Lanksčiųjų rotorių deformacija apsunkina balansavimo uždavinio sprendimą ir, palyginti su standžiųjų rotorių balansavimo uždaviniu, reikalauja taikyti kitus matematinius modelius.Reikėtų pažymėti, kad tas pats rotorius esant mažiems greičiams gali elgtis kaip standus, o esant dideliems greičiams - kaip lankstus. Toliau nagrinėsime tik standžiųjų rotorių balansavimą.
Atsižvelgiant į nesubalansuotų masių pasiskirstymą išilgai rotoriaus, galima išskirti du nesubalansuotumo tipus - statinį ir dinaminį (momentinį). Atitinkamai kalbama apie statinį ir dinaminį rotoriaus balansavimą. Statinis rotoriaus disbalansas atsiranda nesisukant rotoriui, t. y. statiškai, kai rotorius dėl gravitacijos yra pasuktas atgal, jo "sunkiuoju tašku" žemyn. Rotoriaus su statiniu disbalansu pavyzdys parodytas 2 pav.
2 pav.2 Rotoriaus statinis disbalansas.
Veikiant gravitacijai, "sunkusis taškas" pasisuka žemyn
Dinaminis disbalansas atsiranda tik tada, kai sukasi rotorius.
Rotoriaus su dinaminiu disbalansu pavyzdys parodytas 3 pav.
3 pav. rotoriaus dinaminis disbalansas.
Jėgos Fc1 ir Fc2 sukuria momentą, kuris išbalansuoja rotorių.
Šiuo atveju nesubalansuotos vienodos masės M1 ir M2 yra skirtingose plokštumose - skirtingose rotoriaus ilgio vietose. Statinėje padėtyje, t. y. kai rotorius nesisuka, rotorių veikia tik gravitacija ir masės atsveria viena kitą. Dinamikoje, kai rotorius sukasi, mases M1 ir M2 pradeda veikti išcentrinės jėgos Fc1 ir Fc2. Šios jėgos yra vienodo dydžio ir priešingos krypties. Tačiau kadangi jos veikia skirtingose veleno ilgio vietose ir yra ne toje pačioje tiesėje, šios jėgos viena kitos nekompensuoja. Jėgos Fc1 ir Fc2 sukuria rotorių veikiantį sukimo momentą. Todėl šis disbalansas dar vadinamas momento disbalansu. Atitinkamai nekompensuotos išcentrinės jėgos veikia guolių padėtis, kurios gali gerokai viršyti apskaičiuotas vertes ir sutrumpinti guolių tarnavimo laiką.
Kadangi toks disbalansas atsiranda tik dinamiškai sukantis rotoriui, jis vadinamas dinaminiu disbalansu. Jo negalima ištaisyti statinėmis sąlygomis balansuojant "ant peilių" ar panašiais metodais. Siekiant pašalinti dinaminį disbalansą, turi būti įrengti du kompensaciniai svoriai, kurie sukuria momentą, savo dydžiu ir kryptimi lygų momentui, atsirandančiam dėl M1 ir M2 masių. Kompensuojamieji svoriai neturi būti nustatyti priešingai ir vienodai dideli kaip masės M1 ir M2. Svarbiausia, kad jos sukurtų momentą, kuris visiškai kompensuotų disbalanso momentą.
Paprastai masės M1 ir M2 gali būti nevienodos viena kitai, todėl bus statinio ir dinaminio disbalanso derinys. Teoriškai įrodyta, kad standaus rotoriaus disbalansui pašalinti būtina ir pakanka dviejų išilgai rotoriaus ilgio vienas nuo kito nutolusių svorių. Šie svoriai kompensuos ir sukimo momentą, atsirandantį dėl dinaminio disbalanso, ir išcentrinę jėgą, atsirandančią dėl masės asimetrijos rotoriaus ašies atžvilgiu (statinis disbalansas). Paprastai dinaminis disbalansas būdingas ilgiems rotoriams, pavyzdžiui, velenams, o statinis disbalansas - siauriems rotoriams. Tačiau jei siauras rotorius yra pasviręs ašies atžvilgiu arba deformuotas ("aštuoniukė"), dinaminį disbalansą bus sunku pašalinti. (žr. 4 pav.), nes tokiu atveju sunku įrengti koreguojamuosius svorius, kurie sukurtų reikiamą kompensuojamąjį momentą.
4 pav. siaurojo rotoriaus dinaminis disbalansas.
Jėgos F1 ir F2 nėra ant tos pačios tiesės ir nekompensuoja viena kitos.
Kadangi dėl siauro rotoriaus sukimo momentą sukurianti ranka yra maža, gali prireikti didelių korekcinių svorių. Tačiau dėl to taip pat atsiranda "indukuotas disbalansas" dėl siauro rotoriaus deformacijos, kurią sukelia korekcinių svorių išcentrinės jėgos. (Pavyzdžiui, žr. "Metodinius nurodymus dėl standžiųjų rotorių balansavimo (pagal ISO 22061-76)". 10 skirsnis. ROTORIAUS ATRAMŲ SISTEMA. )
Tai pastebima siaurų ventiliatorių sparnuotėse, kuriose veikia ne tik jėgos disbalansas, bet ir aerodinaminis disbalansas. Reikėtų suprasti, kad aerodinaminis disbalansas, tiksliau, aerodinaminė jėga, yra tiesiogiai proporcinga rotoriaus kampiniam greičiui, o jam kompensuoti naudojama išcentrinė išlyginamosios masės jėga, kuri yra proporcinga kampinio greičio kvadratui. Todėl balansavimo poveikis gali pasireikšti tik esant tam tikram balansavimo dažniui. Esant kitiems sukimosi dažniams, atsiranda papildoma paklaida.
Tą patį galima pasakyti ir apie elektros variklio elektromagnetines jėgas, kurios taip pat proporcingos kampiniam greičiui. Taigi balansuojant neįmanoma pašalinti visų mašinos vibracijos priežasčių.
Mechanizmų vibracija.
Vibracija - tai mechanizmo konstrukcijos reakcija į ciklinio sužadinimo jėgos poveikį. Ši jėga gali būti įvairaus pobūdžio.
Dėl nesubalansuoto rotoriaus atsirandanti išcentrinė jėga yra nekompensuojama jėga, veikianti "sunkųjį tašką". Šią jėgą ir jos sukeliamą vibraciją galima pašalinti subalansavus rotorių.
Geometrinio pobūdžio sąveikos jėgos, atsirandančios dėl poravimosi dalių gamybos ir surinkimo klaidų. Šios jėgos gali atsirasti, pavyzdžiui, dėl velenų kakliukų neapvalumo, krumpliaračių dantų profilio klaidų, guolių bėgių takų banguotumo, besijungiančių velenų nesutapimo ir pan. Jei veleno kakleliai nėra apvalūs, veleno ašis pasislenka priklausomai nuo veleno sukimosi kampo. Nors ši vibracija atsiranda ir esant rotoriaus sukimosi greičiui, jos beveik neįmanoma pašalinti balansuojant.
Aerodinaminės jėgos, atsirandančios sukantis ventiliatorių sparnuotėms ir kitiems menteliniams mechanizmams. Hidrodinaminės jėgos, atsirandančios dėl hidraulinių siurblių, turbinų ir kt. sparnuotųjų ratų sukimosi.
Elektromagnetinės jėgos, atsirandančios veikiant elektros mašinoms, pvz., dėl asimetrinių rotoriaus apvijų, trumpai sujungtų apvijų ir pan.
Virpesių dydis (pvz., amplitudė Av) priklauso ne tik nuo mechanizmą veikiančios žadinamosios jėgos Fv, kurios apskritiminis dažnis ω, bet ir nuo mechanizmo standumo k, jo masės m bei slopinimo koeficiento C.
Vibracijai ir pusiausvyros mechanizmams matuoti gali būti naudojami įvairių tipų jutikliai, įskaitant:
absoliutūs vibracijos jutikliai, skirti vibracijos pagreičiui matuoti (akselerometrai) ir vibracijos greičio jutikliai;
santykinės vibracijos jutikliai - sūkurinių srovių arba talpiniai, skirti vibracijos poslinkiui matuoti. Kai kuriais atvejais (kai tai leidžia mechanizmo konstrukcija) jo vibracinei apkrovai įvertinti galima naudoti ir jėgos jutiklius. Visų pirma jie plačiai naudojami matuojant kietųjų guolių balansavimo mašinų atramų vibracinę apkrovą.
Taigi vibracija yra mašinos reakcija į išorinių jėgų poveikį. Vibracijos dydis priklauso ne tik nuo mechanizmą veikiančios jėgos dydžio, bet ir nuo mechanizmo konstrukcijos standumo. Viena ir ta pati jėga gali sukelti skirtingas vibracijas. Kietai guoliavietėje mašinoje, net jei vibracija nedidelė, guoliai gali būti veikiami didelių dinaminių apkrovų. Todėl balansuojant kietųjų guolių mašinas naudojami jėgos, o ne vibracijos jutikliai (vibracijos akselerometrai).
Vibracijos jutikliai naudojami mechanizmuose su santykinai paslankiomis atramomis, kai veikiant nesubalansuotoms išcentrinėms jėgoms pastebima atramų deformacija ir vibracija. Jėgos jutikliai naudojami standžioms atramoms, kai net ir didelės jėgos dėl disbalanso nesukelia žymios vibracijos.
Rezonansas yra veiksnys, kuris neleidžia subalansuoti
Anksčiau minėjome, kad rotoriai skirstomi į standžiuosius ir lanksčiuosius. Rotoriaus standumo arba lankstumo nereikėtų painioti su atramų (pamatų), ant kurių rotorius sumontuotas, standumu arba judrumu. Rotorius laikomas standžiu, kai galima nekreipti dėmesio į jo deformaciją (lenkimą) veikiant išcentrinėms jėgoms. Lankstaus rotoriaus deformacija yra santykinai didelė ir jos negalima nepaisyti.
Šiame straipsnyje nagrinėjamas tik standžių rotorių balansavimas. Savo ruožtu standus (nedeformuojamas) rotorius gali būti sumontuotas ant standžių arba judančių (lanksčių) atramų. Akivaizdu, kad šis atramų standumas (paslankumas) taip pat yra santykinis, priklausomai nuo rotoriaus greičio ir atsirandančių išcentrinių jėgų dydžio. Sąlyginė riba yra rotoriaus atramų savųjų virpesių dažnis.
Mechaninių sistemų savųjų virpesių formą ir dažnį lemia mechaninės sistemos elementų masė ir tamprumas. Tai reiškia, kad savųjų virpesių dažnis yra vidinė mechaninės sistemos savybė ir nepriklauso nuo išorinių jėgų. Iš pusiausvyros būsenos iškrypusios atramos dėl tamprumo linkusios grįžti į pusiausvyros padėtį. Tačiau dėl masyvaus rotoriaus inercijos šis procesas yra slopinamųjų svyravimų pobūdžio. Šie virpesiai yra rotoriaus ir atramos sistemos savieji virpesiai. Jų dažnis priklauso nuo rotoriaus masės ir atramų tamprumo santykio.
Kai rotorius pradeda suktis ir jo sukimosi dažnis priartėja prie savųjų virpesių dažnio, smarkiai padidėja virpesių amplitudė, todėl konstrukcija gali būti sugriauta.
Atsiranda mechaninio rezonanso reiškinys. Rezonanso zonoje, pakeitus sukimosi greitį 100 apsisukimų per minutę, vibracija gali padidėti dešimtis kartų. Tuo pat metu (rezonanso srityje) virpesių fazė pasikeičia 180°.
5 pav. Mechaninės sistemos svyravimų amplitudės ir fazės pokyčiai, kai keičiasi išorinės jėgos dažnis.
Jei mechanizmo konstrukcija nepavyksta ir rotoriaus darbo dažnis yra artimas savųjų virpesių dažniui, mechanizmo veikimas tampa neįmanomas dėl neleistinai didelių virpesių. Tai neįmanoma įprastu būdu, nes net nedidelis greičio pokytis sukels drastišką virpesių parametrų pokytį. Balansavimui rezonanso srityje naudojami specialūs, šiame straipsnyje nenagrinėjami metodai.
Mechanizmo savųjų virpesių dažnį galima nustatyti važiuojant atbuline eiga (išjungus rotoriaus sukimąsi) arba naudojant smūgių metodą, o vėliau atliekant sistemos atsako į smūgį spektrinę analizę.
Mechanizmų, kurių darbinis sukimosi dažnis yra didesnis už rezonanso dažnį, t. y. kurie veikia rezonanso režimu, atramos laikomos judančiomis, o matavimui naudojami vibracijos jutikliai, daugiausia vibroakelerometrai, matuojantys konstrukcijos elementų pagreitį. Mechanizmų, veikiančių prierezonansiniu režimu, atramos laikomos standžiomis. Šiuo atveju naudojami jėgos jutikliai.
Tiesiniai ir netiesiniai mechaninės sistemos modeliai. Nelinijiškumas yra veiksnys, kuris neleidžia subalansuoti
Balansuojant standžius rotorius, balansavimo skaičiavimams naudojami matematiniai modeliai, vadinami tiesiniais modeliais. Tiesinis modelis reiškia, kad tokiame modelyje vienas dydis yra proporcingas (tiesinis) kitam. Pavyzdžiui, jei nekompensuojama rotoriaus masė padvigubėja, vibracijos vertė taip pat padvigubėja. Standiems rotoriams galima taikyti tiesinį modelį, nes jie nesideformuoja.
Lanksčių rotorių atveju tiesinis modelis nebegali būti taikomas. Lankstaus rotoriaus atveju, jei sukantis didėja sunkaus taško masė, atsiranda papildomų deformacijų, be masės, didėja ir sunkaus taško vietos spindulys. Todėl lanksčiojo rotoriaus atveju virpesiai padidės daugiau kaip du kartus, ir įprasti skaičiavimo metodai neveiks.
Taip pat atramų tamprumo pokytis esant didelėms jų deformacijoms, pavyzdžiui, kai esant mažoms atramų deformacijoms veikia vieni konstrukciniai elementai, o esant didelėms - kiti konstrukciniai elementai. Štai kodėl negalima subalansuoti mechanizmų, kurie nėra pritvirtinti prie pagrindo, o, pavyzdžiui, tiesiog padėti ant grindų. Esant dideliems virpesiams, disbalanso jėga gali ištraukti mechanizmą iš grindų ir taip labai pakeisti sistemos standumo charakteristikas. Variklio kojelės turi būti patikimai pritvirtintos, varžtų tvirtinimai turi būti priveržti, poveržlių storis turi užtikrinti pakankamą tvirtinimo standumą ir t. t. Jei guoliai sugadinti, galimas didelis veleno poslinkis ir smūgiai, o tai taip pat lems prastą tiesiškumą ir negalėjimą atlikti kokybiško balansavimo.
Balansavimo įtaisai ir balansavimo mašinos
Kaip minėta, balansavimas - tai pagrindinės centrinės inercijos ašies suderinimas su rotoriaus sukimosi ašimi.
Šį procesą galima atlikti dviem būdais.
Pirmuoju metodu rotoriaus strypeliai apdirbami taip, kad ašis, einanti per strypelių centrus, kirstųsi su pagrindine centrine rotoriaus inercijos ašimi. Toks metodas praktikoje taikomas retai, todėl šiame straipsnyje nebus išsamiai aptariamas.
Antrasis (labiausiai paplitęs) būdas - ant rotoriaus perkelti, pritvirtinti arba nuimti korekcinius svorius, kurie dedami taip, kad rotoriaus inercijos ašis būtų kuo arčiau jo sukimosi ašies.
Balansavimo metu koreguojamuosius svorius galima perkelti, pridėti arba pašalinti atliekant įvairias technologines operacijas, įskaitant: gręžimą, frezavimą, paviršinį apdirbimą, suvirinimą, prisukimą arba atsukimą, deginimą lazeriu arba elektronų pluoštu, elektrolizę, elektromagnetinį paviršinį apdirbimą ir t. t.
Balansavimo procesą galima atlikti dviem būdais:
- surinktų rotorių (su savo guoliais) balansavimas balansavimo staklėmis;
- rotorių balansavimas balansavimo staklėmis. Rotorių balansavimui nuosavuose guoliuose paprastai naudojami specializuoti balansavimo prietaisai (rinkiniai), kuriais galima matuoti balansuojamo rotoriaus virpesius jo sukimosi dažniu vektoriniu pavidalu, t. y. matuoti ir virpesių amplitudę, ir fazę. Šiuo metu minėti prietaisai gaminami pagal mikroprocesorinę technologiją ir (be vibracijos matavimo ir analizės) leidžia automatiškai apskaičiuoti koreguojančių svorių, kuriuos reikėtų įrengti ant rotoriaus, kad būtų kompensuotas jo disbalansas, parametrus.
Šie prietaisai yra šie:
- matavimo ir skaičiavimo įrenginys, pagrįstas kompiuteriu arba pramoniniu valdikliu;
- Du (arba daugiau) vibracijos jutikliai;
- Fazės kampo jutiklis;
- priedus, skirtus jutikliams montuoti svetainėje;
- specializuota programinė įranga, skirta atlikti visą rotoriaus vibracijos parametrų matavimo ciklą vienoje, dviejose ar daugiau korekcijos plokštumų.
Šiuo metu dažniausiai naudojamos dviejų tipų balansavimo mašinos:
- Minkštų guolių mašinos (su minkštomis atramomis);
- Mašinos su kietaisiais guoliais (su standžiomis atramomis).
Minkštųjų guolių mašinos turi palyginti lanksčias atramas, pavyzdžiui, pagrįstas plokščiomis spyruoklėmis. Šių atramų savųjų virpesių dažnis paprastai yra 2-3 kartus mažesnis už ant jų sumontuoto balansavimo rotoriaus sukimosi dažnį. Matuojant mašinos prierezonansinių atramų virpesius, paprastai naudojami virpesių jutikliai (akselerometrai, virpesių greičio jutikliai ir kt.).
Priešrezonansinėse balansavimo mašinose naudojamos palyginti standžios atramos, kurių savieji virpesių dažniai turėtų būti 2-3 kartus didesni už balansuojamo rotoriaus sukimosi dažnį. Priešrezonansinių mašinų atramų vibracinei apkrovai matuoti paprastai naudojami jėgos keitikliai.
Prerezonansinių balansavimo mašinų privalumas yra tas, kad balansavimas jose gali būti atliekamas esant palyginti nedideliam rotoriaus sukimosi dažniui (iki 400-500 aps./min), todėl labai supaprastėja mašinos ir jos pagrindo konstrukcija, padidėja balansavimo našumas ir saugumas.
Standžiųjų rotorių balansavimas
Svarbu!
- Balansavimas pašalina tik vibraciją, atsirandančią dėl asimetriško rotoriaus masės pasiskirstymo sukimosi ašies atžvilgiu. Balansavimas nepašalina kitų tipų vibracijos!
- Balansuojami techniniai mechanizmai, kurių konstrukcija užtikrina rezonansų nebuvimą darbiniu sukimosi dažniu, patikimai pritvirtinti prie pagrindo, sumontuoti eksploatuojamuose guoliuose.
- Prieš balansavimą reikia sutaisyti sugedusias mašinas. Priešingu atveju kokybiškas balansavimas neįmanomas.
Balansavimas nepakeičia remonto!
Pagrindinis balansavimo uždavinys - rasti išcentrinių jėgų veikiamų kompensuojamųjų svorių masę ir vietą.
Kaip minėta pirmiau, standžiųjų rotorių atveju paprastai būtina ir pakanka įrengti du kompensacinius svorius. Taip bus pašalintas ir statinis, ir dinaminis rotoriaus disbalansas. Bendroji vibracijos matavimo schema balansuojant yra tokia.
6 pav. 6 Matavimo taškų ir svorių (korekcijos plokštumų) vietų parinkimas, kai balansuojama dviejose plokštumose
Vibracijos jutikliai sumontuoti ant guolių atramų 1 ir 2 taškuose. Prie rotoriaus pritvirtinamas apsisukimų žymeklis, paprastai su šviesą atspindinčia juosta. Apsisukimų žymę lazerinis tachometras naudoja rotoriaus sukimosi dažniui ir vibracijos signalo fazei nustatyti.
7 pav. Jutiklių montavimas balansuojant dviejose plokštumose. 1, 2 - vibracijos jutikliai, 3 - žymeklis, 4 - matavimo blokas, 5 - nešiojamasis kompiuteris
Dažniausiai dinaminis balansavimas atliekamas trijų paleidimų metodu. Šis metodas pagrįstas tuo, kad ant rotoriaus nuosekliai 1 ir 2 plokštumoje uždedami žinomo svorio bandomieji svoriai, o svoriai ir balansavimo svorių vieta apskaičiuojami remiantis vibracijos parametrų pokyčių rezultatais.
Svarmenų įrengimo vieta vadinama korekcijos plokštuma. Paprastai korekcijos plokštumos parenkamos guolių atramų, ant kurių sumontuotas rotorius, srityje.
Pirmą kartą įjungus matuojama pradinė vibracija. Tada ant rotoriaus arčiau vieno iš guolių uždedamas žinomo svorio bandomasis svoris. Įjungiama antrą kartą ir išmatuojami vibracijos parametrai, kurie turėtų pasikeisti dėl įrengto bandomojo svorio. Tada bandomasis svoris iš pirmosios plokštumos nuimamas ir sumontuojamas antrojoje plokštumoje. Atliekamas trečiasis bandomasis paleidimas ir išmatuojami vibracijos parametrai. Bandomasis svoris nuimamas ir programinė įranga automatiškai apskaičiuoja balansinių svorių mases ir įrengimo kampus.
Bandomųjų svorių įrengimo tikslas - nustatyti, kaip sistema reaguoja į disbalanso pokyčius. Bandomųjų svorių svoriai ir vietos yra žinomos, todėl programinė įranga gali apskaičiuoti vadinamuosius įtakos koeficientus, parodančius, kaip žinomo disbalanso įvedimas veikia vibracijos parametrus. Įtakos koeficientai yra pačios mechaninės sistemos charakteristikos ir priklauso nuo atramų standumo bei rotoriaus ir atramų sistemos masės (inercijos).
Tos pačios konstrukcijos to paties tipo mechanizmų įtakos koeficientai bus artimi. Juos galima išsaugoti kompiuterio atmintyje ir naudoti to paties tipo mechanizmų balansavimui be bandomųjų važiavimų, o tai labai padidina balansavimo našumą. Atkreipkite dėmesį, kad bandomųjų svorių masė turėtų būti parinkta tokia, kad įrengus bandomuosius svorius pastebimai pasikeistų vibracijos parametrai. Priešingu atveju padidėja įtakos koeficientų skaičiavimo paklaida ir pablogėja balansavimo kokybė.
Kaip matyti iš 1 pav., išcentrinė jėga veikia radialine kryptimi, t. y. statmenai rotoriaus ašiai. Todėl vibracijos jutikliai turi būti įrengti taip, kad jų jautrumo ašis taip pat būtų nukreipta radialine kryptimi. Paprastai pagrindo standumas horizontalia kryptimi yra mažesnis, todėl vibracija horizontalia kryptimi yra didesnė. Todėl, siekiant padidinti jautrumą, jutikliai turi būti įrengti taip, kad jų jautrumo ašis taip pat būtų nukreipta horizontalia kryptimi. Nors esminio skirtumo nėra. Be vibracijos radialine kryptimi, turi būti stebima ir vibracija ašine kryptimi, išilgai rotoriaus sukimosi ašies. Šią vibraciją paprastai sukelia ne disbalansas, o kitos priežastys, daugiausia susijusios su per movą sujungtų velenų poslinkiu ir nesutapimu.
Šios vibracijos negalima pašalinti balansuojant, todėl reikia atlikti derinimą. Praktiškai tokiose mašinose paprastai būna ir rotoriaus disbalansas, ir veleno nesubalansavimas, todėl pašalinti vibraciją yra daug sunkiau. Tokiais atvejais pirmiausia reikia mašiną išcentruoti, o tada subalansuoti. (Nors esant dideliam sukimo momento disbalansui, vibracija atsiranda ir ašine kryptimi dėl pagrindo konstrukcijos "sukimo").
Mažų rotorių balansavimo stendų pavyzdžius aptarėme kituose straipsniuose:
Balansavimo stovas su minkšta atrama.
Elektros variklių rotorių balansavimas.
Paprasti, bet veiksmingi balansavimo stendai
Balansavimo mechanizmų kokybės vertinimo kriterijai.
Rotorių (mechanizmų) balansavimo kokybę galima įvertinti dviem būdais. Pirmuoju metodu lyginamas balansavimo metu nustatytas likutinio disbalanso dydis su leistinu likutinio disbalanso nuokrypiu. Šios leistinosios nuokrypos skirtingoms rotorių klasėms nurodytos ISO 1940-1-2007. 1 dalis. Leistino disbalanso apibrėžimas.
Tačiau laikantis nurodytų leistinų nuokrypių negalima visiškai užtikrinti mechanizmo veikimo patikimumo, susijusio su minimalaus jo vibracijos lygio pasiekimu. Tai paaiškinama tuo, kad mechanizmo virpesių dydį lemia ne tik jėgos, susijusios su likutiniu rotoriaus disbalansu, dydis, bet ir keletas kitų parametrų, įskaitant: mechanizmo konstrukcinių elementų standumą k, jo masę m, slopinimo koeficientą ir sukimosi dažnį. Todėl, norint įvertinti mechanizmo dinamines savybes (įskaitant jo pusiausvyros kokybę), daugeliu atvejų rekomenduojama įvertinti mechanizmo liekamųjų virpesių lygį, kurį reglamentuoja keletas standartų.
Labiausiai paplitęs standartas, reglamentuojantis leistinus mechanizmų vibracijos lygius, yra ISO 10816-3-2002. Jo pagalba galima nustatyti leistinus nuokrypius bet kokio tipo mašinoms, atsižvelgiant į jų elektrinės pavaros galią.
Be šio universalaus standarto, yra keletas specializuotų standartų, sukurtų konkrečioms mašinų rūšims. Pavyzdžiui, 31350-2007 , ISO 7919-1-2002 ir kt.
ISO 1940-1-2007. "Vibracija. Standžiųjų rotorių balansavimo kokybės reikalavimai. 1 dalis. Leistino disbalanso nustatymas".
Mechaninė vibracija. Mašinų vibracijos įvertinimas matuojant nesisukančias dalis. 3 dalis. Pramoninės mašinos, kurių vardinė galia didesnė kaip 15 kW, o vardiniai greičiai - nuo 120 aps/min iki 15 000 aps/min, matuojant in situ."
ISO 14694:2003 "Pramoniniai ventiliatoriai. Balanso kokybės ir vibracijos lygių specifikacijos",
ISO 7919-1-2002 "Mašinų be stūmoklinio judesio vibracija. Besisukančių velenų matavimai ir vertinimo kriterijai. Bendrieji nurodymai."