Kas yra rotoriaus balansavimas?

Greitas atsakymas

Rotorių balansavimas tai procesas, kurio metu pagerinamas besisukančio kūno masės pasiskirstymas taip, kad jo masės centras sutaptų su geometrine sukimosi ašimi. Taip sumažinamos išcentrinės jėgos ir sumažinama vibracija, guolis apkrovas, triukšmą ir energijos suvartojimą. Korekcija atliekama pridedant arba pašalinant svorį tam tikrose vietose ir kampais, vadovaujantis vibracijos matavimais ir fazių analize. Priėmimo kriterijus apibrėžiamas taip ISO 1940-1 (ISO 21940-11) G klasės. Du tipai yra šie. statinis (vienos plokštumos) diskiniams rotoriams ir dinaminis (dviejų plokštumų) pailgiems rotoriams.

Disbalansas yra dažniausias besisukančių mašinų vibracijos šaltinis. Kai masė pasiskirsto netobulai - dėl gamybos tolerancijų, medžiagų nevienalytiškumo, korozijos, nuosėdų kaupimosi ar pažeidimų - atsiranda išcentrinės jėgos, kurios didėja su greičio kvadratu. Nedidelis disbalansas esant mažam greičiui gali tapti griaunamuoju esant dideliam greičiui.

Balansavimas išsprendžia šią problemą iteraciniu būdu matuojant vibracijos reakciją ir koreguojant masės pasiskirstymą, kol likutinė disbalansas neviršija leistinos paklaidos. Tai ir gamybos procesas (balansavimo staklėse), ir techninės priežiūros procesas (sumontuotos įrangos balansavimas lauke).

Įtakos koeficiento metodas

Šiuolaikiniame balansavime - tiek specialiose mašinose, tiek lauke - naudojama įtakos koeficiento (bandomojo svorio) metodas. Fizikinis principas: jei žinome, kaip žinoma masė žinomoje padėtyje keičia virpesius, galime apskaičiuoti, kokios masės ir padėties reikia, kad būtų panaikintas pradinis disbalansas.

Įtakos koeficientas
α = (Vbandymas − Vpradinis) / T
α = įtakos koeficientas (vibracija, tenkanti disbalanso vienetui) | V = vibracijos vektorius (amplitudė∠fazė) | T = bandomojo svorio vektorius (masė∠ kampas)
Korekcijos apskaičiavimas
C = -Vpradinis / α
C = korekcinio svorio vektorius (masė∠ kampas) - svoris, sukeliantis vibraciją, lygią ir priešingą Vpradinis

Dviejų plokštumų balansavimo atveju sistema tampa 2×2 matrica (keturi įtakos koeficientai, atsižvelgiant į kryžminį ryšį tarp plokštumų), tačiau principas yra toks pat. . Balanset-1A tai išsprendžiama automatiškai - operatorius tiesiog paleidžia mašiną ir pritvirtina bandomuosius svorius.

Bandomojo svorio pasirinkimas

Bandomasis svoris turi sukelti pastebimą vibracijos pokytį (idealiu atveju 10-30% pradinio lygio) ir nesukelti pavojingų apkrovų. Naudingas pradinis įvertis:

Bandomojo svorio įvertinimas
mbandymas ≈ (10 × M) / (R × (n/1000)²)
m gramais | M = rotoriaus masė (kg) | R = bandomasis spindulys (mm) | n = sūkių skaičius per minutę - nykščio taisyklė maždaug 10% G 6.3 disbalansas

Kada balansuoti - vibracijos parašas

Kaip sužinoti, kad vibraciją sukelia disbalansas, o ne nesutapimas, laisvumas arba guolių defektai?

Neišlaikytos pusiausvyros vibracijos parašas

Dažnis: Dominuojanti viršūnė lygiai 1× RPM (važiavimo greitis) FFT spektras.

Kryptis: Daugiausia radialiniai (horizontalūs ir vertikalūs). Ašinis komponentas yra nedidelis.

Etapas: Stabilus, pakartojamas fazės kampas 1×. Fazė laikui bėgant nesikeičia.

Priklausomybė nuo greičio: Amplitudė didėja su greičio kvadratu (proporcingai ω²).

Kontrastas su neatitikimu: Dėl netinkamo išderinimo susidaro dideli 2× ir (arba) ašiniai 1× komponentai. Dėl guolių defektų atsiranda nesinchroniniai dažniai.

Prieš balansuodami visada patikrinkite diagnozę. . Balanset-1A spektro analizatorius (F1 režimas) rodo visą FFT spektrą, kad prieš pradedant balansavimą būtų galima patvirtinti, jog 1× dominuoja.

Korekcijos metodai

Masės pridėjimas

  • Prisegami svarmenys: Spyruokliniai cinko arba plieno svareliai. Dažnai naudojami ventiliatoriams, ratams. Greitas, nepastovus.
  • Prisukami svoriai: Tikslūs svoriai tvirtinami varžtais srieginėse skylėse arba T formos lizduose. Standartiniai dideli rotoriai, turbinos.
  • Suvirinimo svoriai: Prie rotoriaus privirintos plieninės plokštės arba strypai. Nuolatinis. Dažnai naudojami sunkiosios pramonės ventiliatoriams ir smulkintuvų rotoriams.
  • Epoksidinė alyva ir (arba) glaistas: Dviejų dalių klijai su metalo užpildu. Tinka netaisyklingiems paviršiams klijuoti. Apribota vidutine temperatūra.
  • Nustatomieji varžtai: Sriegiai įveriami į radialines skyles. Dažnai naudojami sukabinimo stebulėse ir velenuose. Reguliuojamas.

Masės pašalinimas

  • Gręžimas: Pašalinkite medžiagą iš sunkios vietos. Tiksli pašalintos masės kontrolė (masė = tankis × tūris). Negrįžtamas.
  • Malimas ir (arba) šlifavimas: Pašalinkite medžiagą nuo ratlankio arba paviršiaus. Dažnai naudojama turbinų ratams, stabdžių rotoriams.

Svorio padalijimas

Kai tiksliai apskaičiuotas kampas patenka tarp prieinamų padėčių (pvz., tarp varžtų skylių jungtyje), pataisa padalijama tarp dviejų gretimų padėčių naudojant vektorinę dekompoziciją. . Balanset-1A yra automatinė svorio paskirstymo skaičiuoklė.

Lauko balansavimas (vietoje)

Lauko balansavimas - tai rotoriaus balansavimas neišimdami jo iš mašinos.. Taip išvengiama išmontavimo prastovų ir atsižvelgiama į faktines eksploatavimo sąlygas (lyginimas, guolių išankstinė apkrova, pagrindo poveikis), kurių negalima atkartoti atliekant balansavimą parduotuvėje.

"Balanset-1A" lauko balansavimo rinkinys

Svetainė Balanset-1A tai išbaigta nešiojamoji lauko balansavimo sistema: 2 kanalų vibracijos analizatorius, lazerinis tachometras, įmontuotas ISO 1940 tolerancijos skaičiuoklė, vienos plokštumos (F2) ir dviejų plokštumų (F3) balansavimo režimai, automatinis svorio padalijimas ir oficialios balanso ataskaitos formavimas (F6). Matavimo tikslumas: ±5% greitis, ±1° fazė. Tinka nuo G 16 iki G 2.5.

Svetainė Balanset-4 išplečiamas iki 4 kanalų, kad būtų galima stebėti sudėtingus kelių guolių rotorius arba vienu metu stebėti kelias mašinas.

Lauko balansavimo privalumai

  • Nėra išardymo: Didelėms mašinoms sutaupoma valandų ar dienų prastovos.
  • Realios darbo sąlygos: Įtraukiamas lyginimas, guolių išankstinė apkrova, šiluminė būklė, pamatų poveikis.
  • Trim balansavimas: Ištaisomas surinkimo metu atsiradęs disbalansas, kurio negalima pašalinti atliekant balansavimą parduotuvėje.
  • Patikrinimas po techninės priežiūros: Greitas patikrinimas pakeitus sparnuotę, movą ar kapitalinį guolių remontą.

Standartai ir leistini nuokrypiai

Subalansavimas nėra "kiek įmanoma geresnis" - jis yra "leistinos paklaidos ribose". Toleranciją apibrėžia tarptautiniai standartai:

📏 Pagrindiniai balansavimo standartai
StandartinisTemaPagrindinis turinys
ISO 1940-1 / ISO 21940-11Balanso kokybės klasės (G klasės)G 0,4-G 4000 skalė. Formulė: Uuž = (9 549×G×M)/n. G 6,3 = standartas ventiliatoriams, siurbliams, varikliams.
ISO 1940-2 / ISO 21940-2ŽodynasApibrėžimai: disbalanso tipai, rotorių klasifikacijos, mašinų tipai, kokybės terminai.
ISO 14694Pramoniniai ventiliatoriaiBV kategorijos (pusiausvyra) ir FV kategorijos (vibracija), būdingos ventiliatorių sparnuotėms.
ISO 10816 / ISO 20816Mašinų vibracijos vertinimasMatuoja veiklos rezultatas balanso kokybės. A/B/C/D zonos klasifikacija.
ISO 21940-12Lankstūs rotoriaiKelių greičių, kelių plokštumų procedūros rotoriams, kurių greitis viršija pirmąjį kritinį lenkimo greitį.
ISO 21940-14Balansavimo procedūrosBendrosios balansavimo keliose plokštumose procedūros.
API 610 / API 617Naftos siurbliai / kompresoriaiNuoroda į ISO 1940 G klases dėl rotoriaus balanso reikalavimų.
ISO 1940-1 tolerancijos formulė
Uuž = (9 549 × G × M) / n
Uuž = leistinas liekamasis disbalansas (g-mm) | G = greitis (mm/s) | M = masė (kg) | n = maksimalus apsisukimų skaičius per minutę

Išbandyti pavyzdžiai

1 atvejis: išcentrinis ventiliatorius - vienos plokštumos lauko balansavimas

Mašina: 22 kW išcentrinis tiekimo ventiliatorius, 1 460 aps/min, sparnuotės masė 38 kg. Pernelyg didelė vibracija: 8,2 mm/s vidutinė kvadratinė kvadratinė vertė ant pavaros galinio guolio. FFT patvirtina, kad vyrauja 1× viršūnė su stabilia faze.

Nustatymas: Balanset-1A jutiklis ant DE guolio, lazerinis tachometras ant veleno. F2 režimas (viena plokštuma - L/D < 0,4).

1 veiksmas: Pradinis paleidimas: 8,2 mm/s, esant 47°.

2 veiksmas: Bandomasis svoris: 15 g esant 0° kampui ant ventiliatoriaus stebulės, R = 200 mm.

3 veiksmas: Bandomasis važiavimas: 5,9 mm/s, esant 112°.

4 veiksmas: Programinė įranga apskaičiuoja: korekciją = 22 g, esant 198° temperatūrai, R = 200 mm.

5 veiksmas: Sumontuokite suvirinimo svorį 22 g, esant 198° temperatūrai. Nuimkite bandomąjį svorį.

6 veiksmas: Patikrinimas: 0,9 mm/s. ISO tolerancija G 6.3 → Uuž = 1 570 g-mm. Pasiekta: ~180 g-mm. ✅ Patenkinama.

2 atvejis: dviejų plokštumų variklio ir siurblio mazgas

Mašina: 45 kW variklis + išcentrinis siurblys, 2 950 aps/min, rotoriaus masė 55 kg. Vibracija: DE guolis 6,1 mm/s, NDE guolis 4,8 mm/s. Fazių skirtumas ~ 140° → dinaminis disbalansas.

Nustatymas: Balanset-1A du jutikliai (DE + NDE), režimas F3. Korekcijos plokštumos: movos stebulė (1 plokštuma) ir variklio ventiliatoriaus galas (2 plokštuma).

Bėga: Pradinė → 1 bandomoji plokštuma (10 g esant 0°) → 2 bandomoji plokštuma (8 g esant 0°).

Rezultatas: Programinė įranga išsprendžia 2×2 matricas. Pataisa: plokštuma 1 = 18 g, esant 245° temperatūrai, plokštuma 2 = 12 g, esant 68° temperatūrai.

Patikrinimas: DE: 0,7 mm/s, NDE: 0,5 mm/s. G 6.3 riba: 1 122 g-mm. ✅ Abi plokštumos neviršija leistinų nuokrypių.

3 atvejis: trupintuvo rotorius - stambus G 16

Mašina: Smulkintuvas su plaktuku, 980 aps/min, rotoriaus masė 420 kg. Pakeitus plaktuką, vibracija padidėjo iki 14,5 mm/s.

Specifikacija: G 16 (didelės apkrovos, sunkiomis sąlygomis). Uuž = 9 549 × 16 × 420 / 980 = 65 500 g-mm.

Procedūra: Vienos plokštumos (disko formos rotorius). Bandymas 150 g esant 0° kampui ant ratlankio. Korekcija: 280 g, esant 315° temperatūrai. Suvirinta plieno plokštė.

Rezultatas: 2,8 mm/s. Likutis ~5 600 g-mm. ✅ Neviršija G 16 ribos.

  • ISO 1940-1: G klasės tolerancijos sistema - balansavimo rezultatų priėmimo kriterijus.
  • ISO 1940-2: Žodynas - visų balansavimo terminų apibrėžtys.
  • Balanso kokybės klasė: Interaktyvus G klasės skaičiuotuvas.
  • Disbalansas: Fizinė būklė, kurią ištaiso balansavimas.
  • ISO 14694: Ventiliatoriams būdingos BV/FV kategorijos.
  • Harmonikos: 1× (nesubalansuotumas) ir 2× (nesuderinamumas) bei kitų užsakymų atskyrimas.
  • Natūralus dažnis: Tvirtos ir lanksčios rotoriaus ribos - labai svarbios balansavimo metodui.

← Grįžti į žodyno rodyklę