Keturių pakopų metodo rotoriaus balansavime supratimas
Apibrėžimas: Kas yra keturių pakopų metodas?
Svetainė keturių bandymų metodas yra sisteminė procedūra, skirta dviejų plokštumų balansavimas kuris naudoja keturis skirtingus matavimo ciklus, kad nustatytų visą rinkinį įtakos koeficientai abiem korekcijos plokštumos. Metodas apima rotoriaus pradinės būklės matavimą, o tada kiekvienos korekcijos plokštumos atskirą patikrinimą su bandomasis svoris, po to vienu metu išbandant abi plokštumas su bandomaisiais svoriais.
Šis išsamus metodas leidžia išsamiai apibūdinti rotoriaus guolių sistemos dinaminį atsaką, leidžiantį tiksliai apskaičiuoti korekciniai svoriai kurie sumažina vibracija abiejose guolių vietose vienu metu.
Keturių ėjimų procedūra
Metodą sudaro tiksliai keturi nuoseklūs bandymai, kurių kiekvienas atlieka konkretų tikslą:
1-asis paleidimas: pradinis (bazinis) paleidimas
Mašina eksploatuojama balansavimo greičiu, esant pradinei būsenai. Vibracijos matavimai (abu amplitudė ir fazė) įrašomi abiejose guolių vietose (1 guolis ir 2 guolis). Tai nustato pradinį vibracijos parašą, kurį sukelia originalus disbalansas.
- Įrašas: Vibracija ties 1 guoliu = A₁, ∠θ₁
- Įrašas: Vibracija ties 2 guoliu = A₂, ∠θ₂
2 bėgimas: bandomasis svoris 1 plokštumoje
Mašina sustabdoma, o žinomas bandomasis svoris (T₁) pritvirtinamas nurodytoje kampinėje padėtyje 1-oje pataisos plokštumoje. Mašina paleidžiama iš naujo ir vėl matuojama abiejų guolių vibracija. Vibracijos pokytis parodo, kaip svoris 1-oje plokštumoje veikia abi matavimo vietas.
- Bandomasis svoris T₁, pridėtas prie 1 plokštumos kampu α₁
- Įrašas: Nauja vibracija ties 1 ir 2 guoliais
- Apskaičiuokite: T₁ poveikis 1 guoliui (pirminis poveikis)
- Apskaičiuokite: T₁ poveikis guoliui 2 (kryžminio sujungimo efektas)
3 bėgimas: bandomasis svoris 2 plokštumoje
Bandomasis svoris T₁ nuimamas, o kitas bandomasis svoris (T₂) pritvirtinamas nurodytoje 2-osios pataisos plokštumos vietoje. Atliekamas dar vienas matavimas. Tai parodo, kaip 2-ojoje plokštumoje esantis svoris veikia abu guolius.
- Bandomasis svoris T₁ pašalintas iš 1 plokštumos
- Bandomasis svoris T₂, pridėtas prie 2 plokštumos kampu α₂
- Įrašas: Nauja vibracija ties 1 ir 2 guoliais
- Apskaičiuokite: T₂ poveikis 1 guoliui (kryžminio sujungimo efektas)
- Apskaičiuokite: T₂ poveikis 2 guoliui (pirminis poveikis)
4 bėgimas: bandomieji svoriai abiejose plokštumose
Abu bandomieji svareliai montuojami vienu metu (T₁ 1 plokštumoje ir T₂ 2 plokštumoje) ir atliekamas ketvirtas matavimas. Tai suteikia papildomų duomenų, kurie padeda patikrinti sistemos tiesiškumą ir gali pagerinti skaičiavimo tikslumą, ypač kai kryžminio sujungimo efektai yra reikšmingi.
- T₁ ir T₂ montuojami vienu metu
- Įrašas: bendras abiejų guolių vibracijos atsakas
- Patvirtinkite: individualių efektų vektorinė suma atitinka bendrą matavimą (patvirtina tiesiškumą)
Matematinis fondas
Keturių bandymų metodas nustato keturis įtakos koeficientus, kurie sudaro 2×2 matricą, apibūdinančią visą sistemos elgseną:
Įtakos koeficiento matrica
- α₁₁: 1 plokštumos svorio vieneto įtaka vibracijai ties 1 guoliu (tiesioginis poveikis)
- α₁₂: 2 plokštumoje esančio vienetinio svorio įtaka vibracijai ties 1 guoliu (kryžminė jungtis)
- α₂₁: 1 plokštumoje esančio vienetinio svorio įtaka vibracijai ties 2 guoliu (kryžminė jungtis)
- α₂₂: 2 plokštumos svorio vieneto įtaka vibracijai ties 2 guoliu (tiesioginis poveikis)
Korekcinių svorių sprendimas
Žinant visus keturis koeficientus, balansavimo programinė įranga sprendžia dviejų vienalaikių vektorinių lygčių sistemą, kad apskaičiuotų korekcijos svorius (W₁ 1 plokštumai, W₂ 2 plokštumai), kurie sumažins abiejų guolių vibraciją:
- α₁₁ · W₁ + α₁₂ · W₂ = -V₁ (vibracijai 1 guolyje slopinti)
- α₂₁ · W₁ + α₂₂ · W₂ = -V₂ (vibracijai 2 guolyje panaikinti)
Kur V₁ ir V₂ yra pradiniai dviejų guolių virpesių vektoriai. Sprendime naudojama vektorių matematika ir matricos inversija.
Keturių pakopų metodo privalumai
Keturių etapų metodas suteikia keletą svarbių privalumų:
1. Išsamus sistemos apibūdinimas
Testuojant kiekvieną plokštumą atskirai, o vėliau abi kartu, metodas visapusiškai apibūdina tiek tiesioginius, tiek kryžminio sąveikos efektus. Tai labai svarbu, kai plokštumos yra arti viena kitos arba kai guolio standumas labai skiriasi.
2. Integruotas patvirtinimas
4 bandymo metu patikrinamas sistemos tiesiškumas. Jei abiejų bandomųjų svorių bendras poveikis neatitinka jų individualių poveikių vektoriaus sumos, tai rodo netiesinį elgesį (laisvumą, guolio laisvumą, pamato problemas), kurį reikia ištaisyti prieš tęsiant.
3. Pagerintas tikslumas
Kai kryžminio sujungimo efektai yra reikšmingi (viena plokštuma stipriai veikia kitą guolį), keturių ėjimų metodas pateikia tikslesnius rezultatus nei paprastesni trijų ėjimų metodai.
4. Pertekliniai duomenys
Keturi matavimai keturiems nežinomiesiems suteikia tam tikrą perteklių, leidžiantį programinei įrangai aptikti ir potencialiai kompensuoti matavimo paklaidas.
5. Pasitikėjimas rezultatais
Sistemingas požiūris ir integruotas patikrinimas suteikia technikui pasitikėjimo, kad apskaičiuotos pataisos bus veiksmingos.
Kada naudoti keturių pakopų metodą
Keturių etapų metodas ypač tinka šiose situacijose:
- Reikšmingas kryžminis sujungimas: Kai korekcijos plokštumos yra arti viena kitos arba kai rotoriaus guolių sistema yra asimetriško standumo, viena plokštuma reikšmingai veikia abu guolius.
- Didelio tikslumo reikalavimai: Kai įtempta balansavimo tolerancijos turi būti įvykdyta.
- Nežinomos sistemos charakteristikos: Pirmą kartą balansuojant mašiną, sistemos veikimas nėra gerai suprantamas.
- Kritinė įranga: Didelės vertės įranga, kai papildomas laikas ketvirtam važiavimui pateisinamas padidėjusiu pasitikėjimu rezultatu.
- Nuolatinio kalibravimo nustatymas: Kuriant nuolatinis kalibravimas duomenis būsimam naudojimui, keturių ciklų metodo kruopštumas užtikrina tikslius saugomus koeficientus.
Palyginimas su trijų pakopų metodu
Keturių pakopų metodą galima palyginti su paprastesniu trijų bandymų metodas:
Trijų bandymų metodas
- 1 paleidimas: Pradinė sąlyga
- 2 bėgimas: bandomasis svoris 1 plokštumoje
- 3 bėgimas: bandomasis svoris 2 plokštumoje
- Apskaičiuokite pataisas tiesiogiai iš trijų bandymų
Keturių bandymų metodo privalumai
- Tiesiškumo patikrinimas: 4 bandymas patvirtina, kad sistema elgiasi tiesiškai
- Geresnis kryžminio sujungimo apibūdinimas: Išsamesni duomenys, kai kryžminis sujungimas yra stiprus
- Klaidų aptikimas: Anomalijos yra lengviau nustatomos
Trijų bandymų metodo privalumai
- Laiko taupymas: Vienas važiavimas mažiau sutrumpina balansavimo laiką ~20%
- Pakankamas tikslumas: Daugeliu atvejų trys bandymai duoda tinkamus rezultatus
- Paprastumas: Mažiau duomenų, kuriuos reikia valdyti ir apdoroti
Praktiškai trijų ėjimų metodas dažniau naudojamas įprastiems balansavimo darbams, o keturių ėjimų metodas skirtas didelio tikslumo taikymams arba probleminėms situacijoms.
Praktiniai vykdymo patarimai
Sėkmingam keturių pakopų metodo vykdymui:
Bandomojo svorio pasirinkimas
- Pasirinkite bandomuosius svarmenis, kurie sukelia 25–50% vibracijos pokytį, palyginti su pradine verte.
- Abiejų plokštumų matavimams naudokite panašius dydžių svorius, kad matavimo kokybė būtų vienoda.
- Įsitikinkite, kad svarmenys yra tvirtai pritvirtinti visų bėgimų metu
Matavimo nuoseklumas
- Visiems keturiems važiavimams palaikyti tas pačias darbo sąlygas (greitį, temperatūrą, apkrovą)
- Jei reikia, tarp bandymų leiskite stabilizuoti temperatūrą
- Visiems matavimams naudokite tas pačias jutiklių vietas ir tvirtinimą
- Atlikite kelis rodmenis per vieną bandymą ir jų vidurkį nustatykite, kad sumažintumėte triukšmą
Duomenų kokybės patikrinimai
- Patikrinkite, ar bandomieji svareliai sukuria aiškiai išmatuojamus vibracijos pokyčius (bent 10–15% pradinio lygio).
- Patikrinkite, ar 4 bandymo rezultatai apytiksliai atitinka 2 ir 3 bandymų efektų vektorių sumą (10–20% ribose).
- Jei tiesiškumo patikra nepavyksta, prieš tęsdami ištirkite mechanines problemas
Trikčių šalinimas
Dažniausios keturių bandymų metodo problemos ir jų sprendimai:
4 paleidimas neatitinka laukiamo atsako
Galimos priežastys:
- Netiesinė sistemos elgsena (laisvumas, minkšta atrama, guolio laisvumas)
- Per dideli bandymų svoriai, todėl sistema pereina į nelinijinį režimą
- Matavimo paklaidos arba nenuoseklios veikimo sąlygos
Sprendimai:
- Patikrinkite ir ištaisykite mechanines problemas
- Naudokite mažesnius bandomuosius svorius
- Patikrinkite matavimo sistemos kalibravimą
- Užtikrinti vienodas eksploatavimo sąlygas visuose važiavimuose
Prasti galutinio balanso rezultatai
Galimos priežastys:
- Apskaičiuotos pataisos, įrengtos neteisingais kampais
- Svorio dydžio paklaidos
- Sistemos charakteristikos pasikeitė tarp bandomųjų paleidimų ir taisomojo įrengimo
Sprendimai:
- Atidžiai patikrinkite korekcinio svorio montavimą
- Užtikrinkite mechaninį stabilumą visos procedūros metu
- Apsvarstykite pakartotinį bandymą su naujais bandomojo tyrimo duomenimis