Virpesių pagrindai paprasta kalba

← Balanset-1A žinių bazė — visi skyriai

Šis skyrius — minimali teorija, reikalinga sąmoningai dirbti su Balanset-1A, o ne tiesiog spaudinėti mygtukus.

Kas yra vibracija ir kodėl mašina vibruoja

Kiekvienas besisukantis rotorius (mulčiuoklio būgnas, ventiliatoriaus sparnuotė, velenas) idealiu atveju turi masės centrą lygiai ant sukimosi ašies. Tikrovėje visada yra nedidelis masės poslinkis — disbalansas. Kai rotorius sukasi, „sunkioji vieta“ kiekvieną apsisukimą jį traukia į šoną, sukurdama išcentrinę jėgą, kuri sukelia mašinos vibraciją sukimosi dažniu.

Svarbu: disbalansas yra tik vienas vibracijos priežasčių. Mašina taip pat vibruoja dėl:

• guolių laisvė ir susidėvėjimas,
• veleno sucentravimo paklaida (movos, diržai),
• įtrūkimai ir atsilaisvinę tvirtinimo elementai (varžtai, rėmas),
• sulinkęs velenas,
• konstrukcinis rezonansas,
• aerodinaminės ir elektromagnetinės jėgos (ventiliatoriai, dažnio keitikliai).

Balansavimas pašalina tik disbalansą. Visa kita reikia remontuoti, o ne balansuoti. Todėl aukso taisyklė: the device cannot “balance away” a broken machine.

Kuo matuojama vibracija

„Balanset-1A“ matuoja vibracijos greitis — RMS reikšmė mm/s. Tai standartinis dydis, naudojamas vertinti mašinos būklę darbiniame dažnių diapazone.

Apytikslė greito vertinimo skalė (pagal ISO 10816/20816, detalės 06 skyrius):

Žemės ūkio technikai (mulčiuokliams, šienapjovėms) ribos švelnesnės: iki 4,8 mm/s tinkama, iki 7,1 mm/s ant minkštų atramų, o atsižvelgiant į darbo sąlygas “žemiau 8 mm/s jau gerai”.

Dažnis, apsukos ir harmonikos

Tarkime, rotorius sukasi 3000 aps/min greičiu. Tai 50 apsisukimų per sekundę = 50 Hz. Vibracija skaidoma į dažnio komponentes — tai spektras (FFT). Spektras rodo, „kas kratosi“:

• 1x (sukimosi dažnis) — klasikinis požymis disbalansas. Tai yra komponentas, kurį mažina balansavimas.
• 2x, 3x (antra, trečia harmonika) — dažniau veleno nesulygiavimas, atsilaisvinusius tvirtinimo elementus, sulinkusį veleną. Jei 2x didesnis už 1x — balansuoti dar per anksti; pirmiausia ieškokite sucentravimo/laisvumo problemos.
• Aukšti dažniai, „triukšmas“ — guolių ir krumpliaračių įsikabinimo defektai.
• Žemi dažniai, nesusiję su apsukomis — atsilaisvinęs pamatas/tvirtinimai, aerodinamika.
• Elektros tinklo dažnio kartotiniai (pvz., 6 × 50 Hz = 300 Hz) — dažnio keitiklio sukeliami elektromagnetiniai trikdžiai. Testas: išjunkite dažnio keitiklį išbėgimo metu — jei pikas išnyksta, tai elektrinė, o ne mechaninė priežastis.

Praktinė taisyklė iš palaikymo tarnybos: jei spektro smailė keičiasi proporcingai keičiantis apsukoms — tai sukimosi harmonika; jei ji lieka toje pačioje vietoje — tai konstrukcinis rezonansas arba išorinis šaltinis.

Kaip tai atrodo ekrane:

Fazė — „kur rodo sunkioji vieta“

Be amplitudės prietaisas matuoja fazė — kampas tarp tachometro impulso (atspindinčios žymos, praeinančios pro lazerį) ir vibracijos maksimumo. Fazė parodo, KUR yra disbalansas. Pagal amplitudės ir fazės pokytį po bandomojo krovinio sumontavimo prietaisas apskaičiuoja korekcinio krovinio masę ir kampą — įtakos koeficiento metodas.

Praktinės pasekmės:

• tacho žymos negalima perklijuoti tarp paleidimų — pasislenka fazės „nulis“. Paties tachometro taip pat negalima judinti ar perkreipti;
• sūkių dažnis turi būti vienodas visuose serijos bandymuose;
• fazė turi būti stabili nuo paleidimo iki paleidimo (sklaida ne daugiau ~10–20°). Jei fazė „klaidžioja“ — matavimu pasitikėti negalima; ieškokite mechaninės priežasties arba rezonanso.

Resonance — balancing’s worst enemy

Kiekviena konstrukcija (rotorius + atramos + rėmas) turi savuosius dažnius. Jei darbinis apsukų dažnis sutampa su savuoju dažniu, rezonansas atsiranda: vibracija staiga išauga, fazė šokinėja, prietaiso skaičiavimai nustoja konverguoti, ir “prietaisas vis prašo daugiau svorio”.

Rezonanso požymiai:

• nedidelis sūkių dažnio pokytis kelis kartus pakeičia vibraciją;
• sumontavus apskaičiuotą krovinį, vibracija ne sumažėja, o padidėja;
• amplitudė ir fazė nestabilios nepakitus sąlygoms.

Ką daryti: balansuoti kitomis apsukomis — dažniausiai žemiau rezonanso. Tipinis mulčiuoklio receptas: pirminis balansavimas ties 600–900 aps/min, tada perėjimas prie darbinio sūkių dažnio. Naujausios programinės įrangos versijos turi RunDown (išbėgio) grafikas — išsukite rotorių, atjunkite pavarą ir užfiksuokite išbėgimą: pikai atskleidžia rezonanso dažnius, o balansavimo sūkių dažnį pasirenkate tarp jų.

Realus pavyzdys: kliento rotorius nebalansavosi ties 1600 aps./min, bet puikiai subalansuotas ties 1000 aps./min. Priežastis — rezonansas šalia 1600.

Tiesiškumas, ir kodėl montuojama pusė masės

Prietaiso skaičiavimas daro prielaidą, kad sistema yra linijinis: dvigubas svoris — dvigubas atsakas. Standžiose mašinose su geru pamatu tai artima tiesai. Tačiau mulčiuoklė ant traktoriaus, mašina ant minkštų atramų arba konstrukcija su laisvumu ir įtrūkimais elgiasi netiesiškai: atsakas į svorį dažnai nėra proporcingas.

Todėl praktikoje patvirtinta taisyklė: montuokite 1/2 (blogoms mašinoms 1/3) apskaičiuotos masės ir atlikite kontrolinį paleidimą. Prietaisas patikslins likutį. Tai greičiau, nei iš naujo privirinti didžiulį krovinį, kuris „peršovė“ tikslą.

Statinis ir dinaminis disbalansas

Statinis — sunkioji vieta yra vienoje rotoriaus pusėje. Sustabdytas rotorius ant laisvų atramų pats nusisuks sunkiąja puse žemyn. Taisoma vienu kroviniu vienoje plokštumoje.

Dinaminis — sunkieji taškai skirtinguose rotoriaus galuose ir skirtingose pusėse. Rotorius ne tik vibruoja, jis “svyruoja” sukdamasis. Reikalingi svoriai dviejose plokštumose. Statiškai to nenustatysite: pasukus rotorių 90° du svoriai lyg ir atsveria vienas kitą, tačiau judant kiekvienas sunkusis taškas traukia į savo pusę.

Viena plokštuma ar dvi?

• Viena plokštuma — siauri rotoriai (diskai, skriemuliai, siauri darbaračiai). ISO 21940-11 taisyklė: jei rotoriaus plotis mažesnis nei pusė jo skersmens (santykis ~1:2; praktikoje palaikymo tarnyba rekomenduoja 1:3) — pakanka vienos plokštumos.
• Dvi plokštumos — ilgi rotoriai (mulčiuoklio būgnai, velenai, kombainų rotoriai, ventiliatoriai nuo 3000 aps/min ir daugiau). Disbalansas abiejuose rotoriaus galuose veikia vienas kitą, todėl prietaisas vienu metu matuoja du kanalus (jutikliai X1 ir X2) ir apskaičiuoja abu svorius vienu metu.

G balansavimo kokybės klasės (ISO 1940 / ISO 21940-11)

Liekamasis disbalansas nurodomas g-mm pagal G klases:

Kuo didesnės apsukos ir mažesnis rotorius — tuo griežtesnė klasė. „Balanset“ programinėje įrangoje yra tolerancijos skaičiuoklė: įveskite rotoriaus masę, apsukas ir G klasę — ji grąžina leistiną liekamąjį disbalansą g·mm vienai plokštumai. Realus pavyzdys: 80 kg rotorius ties 3000 aps./min, G6.3 → tolerancija ≈ 802 g·mm plokštumai.

Nepainiokite dviejų vertinimo sistemų:

• mm/s (vibracijos greitis) — surinktos mašinos vertinimas vietoje, pagal ISO 10816/20816;
• g-mm (liekamasis disbalansas) — paties rotoriaus vertinimas pagal ISO 1940/21940. Balansavimo staklės dirba su g·mm; lauko sąlygomis balansuojant įprasta stebėti mm/s.

Mini žodynėlis