Kas yra rotoriaus balansavimas? Išsamus vadovas

Apibrėžimas: pagrindinė balansavimo koncepcija

Rotorių balansavimas Balansavimas yra sistemingas besisukančio kūno (rotoriaus) masės pasiskirstymo gerinimo procesas, siekiant užtikrinti, kad efektyviosios masės centro linija sutaptų su jo tikrąja geometrine centro linija. Kai rotorius nesubalansuotas, sukimosi metu susidaro išcentrinės jėgos, kurios sukelia per didelę vibraciją, triukšmą, sutrumpina guolio tarnavimo laiką ir gali sukelti katastrofišką gedimą. Balansavimo tikslas – sumažinti šias jėgas pridedant arba pašalinant tikslų svorio kiekį tam tikrose vietose, taip sumažinant vibraciją iki priimtino lygio.

Kodėl balansavimas yra svarbi priežiūros užduotis?

Disbalansas yra vienas iš labiausiai paplitusių vibracijos šaltinių besisukančiose mašinose. Tikslus balansavimas – tai ne tik vibracijos mažinimas, bet ir svarbi priežiūros veikla, teikianti didelę naudą:

• Padidėjęs guolio tarnavimo laikas: Disbalanso jėgos tiesiogiai perduodamos guoliams. Šių jėgų sumažinimas žymiai pailgina guolių tarnavimo laiką.
• Pagerintas mašinos patikimumas: Mažesnė vibracija sumažina visų mašinos komponentų, įskaitant sandariklius, velenus ir konstrukcines atramas, apkrovą, todėl sumažėja gedimų skaičius.
• Didesnė sauga: Dėl didelio vibracijos lygio gali sugesti komponentai, o tai kelia didelį pavojų personalo saugumui.
• Sumažintas triukšmo lygis: Mechaninė vibracija yra pagrindinis pramoninio triukšmo šaltinis. Gerai subalansuota mašina veikia daug tyliau.
• Mažesnės energijos sąnaudos: Energija, kuri kitaip būtų švaistoma sukuriant vibraciją ir šilumą, paverčiama naudingu darbu, taip pagerinant efektyvumą.

Balansavimo tipai: statinis ir dinaminis

Balansavimo procedūros skirstomos į kategorijas pagal disbalanso tipą, kurį jos koreguoja. Yra du pagrindiniai tipai: statinis ir dinaminis balansavimas.

Statinis balansavimas (vienos plokštumos balansavimas)

Statinis disbalansas atsiranda, kai rotoriaus masės centras yra nutolęs nuo jo sukimosi ašies. Tai dažnai vaizduojama kaip viena „sunki vieta“. Statinis balansavimas tai ištaiso pritaikydamas vieną korekcinį svorį 180° kampu priešingoje sunkios vietos pusėje. Jis vadinamas „statiniu“, nes šio tipo disbalansą galima aptikti rotoriui nejudant (pavyzdžiui, ant peilio ašmenų volelių). Jis tinka siauriems, disko formos rotoriams, tokiems kaip ventiliatoriai, šlifavimo diskai ir smagračiai, kurių ilgio ir skersmens santykis yra mažas.

Dinaminis balansavimas (dviejų plokštumų balansavimas)

Dinaminis disbalansas yra sudėtingesnė būklė, apimanti ir statinį disbalansą, ir „poros“ disbalansą. Poros disbalansas atsiranda, kai priešinguose rotoriaus galuose, 180° kampu vienas nuo kito, yra dvi vienodo dydžio sunkios vietos. Tai sukuria siūbuojantį judesį arba momentą, kurį galima aptikti tik tada, kai rotorius sukasi. Dinaminis balansavimas reikalingas daugumai rotorių, ypač tiems, kurių ilgis didesnis už jų skersmenį (pvz., variklio armatūros, velenai ir turbinos). Tam reikia atlikti korekcijas bent dviejose skirtingose plokštumose išilgai rotoriaus ilgio, kad būtų galima neutralizuoti ir jėgą, ir poros disbalansą.

Balansavimo procedūra: kaip tai atliekama

Šiuolaikinis balansavimas paprastai atliekamas naudojant specializuotą įrangą ir sistemingą metodą, dažnai taikant įtakos koeficiento metodą:

1. Pradinis paleidimas: Mašina paleidžiama, kad būtų išmatuota pradinė vibracijos amplitudė ir fazės kampas, kuriuos sukelia esamas disbalansas. Tam naudojamas vibracijos jutiklis ir tachometras (fazės etalonui).
2. Bandomasis svorio bėgimas: Žinomas bandomasis svoris laikinai pritvirtinamas prie rotoriaus žinomoje kampinėje padėtyje korekcijos plokštumoje.
3. Antras bėgimas: Įrenginys vėl paleidžiamas ir išmatuojama nauja vibracijos amplitudė ir fazė. Vibracijos pokytį (vektoriaus skirtumą) sukelia tik bandomasis svoris.
4. Skaičiavimas: Žinodamas, kaip bandomasis svoris paveikė vibraciją, balansavimo prietaisas apskaičiuoja „įtakos koeficientą“. Šis koeficientas naudojamas tiksliam korekcinio svorio kiekiui ir tiksliam kampui, kuriuo jį reikia padėti, kad būtų kompensuotas pradinis disbalansas, nustatyti.
5. Pataisymas ir patikrinimas: Bandomasis svoris nuimamas, uždedamas apskaičiuotas nuolatinis korekcinis svoris ir atliekamas paskutinis bandymas, siekiant patikrinti, ar vibracija sumažinta iki priimtino lygio. Dviejų plokštumų balansavimo atveju šis procesas kartojamas su antrąja plokštuma.

Atitinkami standartai ir tolerancijos

Priimtini vibracijos lygiai nėra savavališki. Juos apibrėžia tarptautiniai standartai, ypač ISO 21940 serija (kuri pakeitė senesnį ISO 1940). Šie standartai apibrėžia „balanso kokybės laipsnius“ (pvz., G 6.3, G 2.5, G 1.0) skirtingoms mašinų klasėms. Mažesnis G skaičius rodo griežtesnį tolerancijos nuokrypį. Šie laipsniai naudojami norint apskaičiuoti maksimalų leistiną likutinį disbalansą tam tikram rotoriui pagal jo masę ir darbinį greitį, užtikrinant, kad jis atitiktų eksploatacinius reikalavimus.

← Atgal į pagrindinį rodyklę