Sukamųjų mašinų disbalanso (disbalanso) supratimas
Disbalansas — vartojamas kaip sinonimas disbalansas — tai būklė, kai rotoriusjo masės centras nesutampa su sukimosi ašimi. Masė aplink veleną pasiskirsčiusi nevienodai, todėl, kai rotorius sukasi, šis masės poslinkis sukuria bendrą išcentrinė jėga dėl kurio rotorius nukrypsta nuo savo centro ir visa mašina pradeda drebėti. Šis masės centro nukrypimas nuo geometrinio centro yra rotoriaus ekscentriškumas, o dėl jos sukeliamų vibracijų disbalansas tampa dažniausia besisukančių mašinų gedimo priežastimi – ir paprastai pirmuoju dalyku, kurį tikrina diagnostikas.
1. Apibrėžimas: kas sukelia jėgą
Veikianti jėga yra išcentrinė: F = m·r·ω², kur m·r yra disbalansas (masės poslinkis, padaugintas iš jos spindulio) ir ω yra kampinis greitis. Iš to iš karto išplaukia dvi pasekmės. Pirma, jėga sukasi kartu su velenu, todėl ji veikia guolius kartą per kiekvieną apsisukimą. Antra, ji proporcinga kvadratas dėl greičio — rotorius, kurį rankomis sukant lėtai viskas atrodo gerai, esant maksimaliam sūkių skaičiui gali tapti labai varginantis, todėl balanso kokybė Reikalavimai smarkiai sugriežtėja didėjant paslaugos greičiui. Disbalansas apskaičiuojamas kaip masės ir spindulio sandauga, paprastai išreiškiama gramais milimetrais (g·mm), nes jėgą lemia tiek masės nuokrypis nuo centro, tiek atstumas iki ašies.
2. Disbalanso nustatymas: klasikinis požymis
Disbalansą nustatyti palyginti nesunku, nes jo vibracija parašas yra toks nuoseklus — tai pagrindinė priežastis, kodėl jis tampa natūralia pradžia vibracijos analizė:
- Dažnis: vibracija yra tiksliai 1× sukimosi greitis (the darbinis greitis). Padidinkite arba sumažinkite mašinos greitį, ir sūkių skaičius puikiai prisitaikys.
- Kryptis: energija daugiausia yra radialinis — horizontalios ir vertikalios — paprastai su nedideliu ašinis (slydimo) vibracija.
- Amplitudė: proporcinga sukimosi greičio kvadratui, taigi dvigubai padidinus greitį, disbalanso jėga ir dėl to atsirandantys virpesiai padidėja maždaug keturis kartus.
- Etapas: the 1× fazė matavimo rezultatai yra stabilūs ir pakartojami, todėl galima tiksliai nustatyti intensyviausią tašką.
Kadangi dominuojantis 1× pikas taip pat gali atsirasti dėl nesuderinimas, a sulenktas velenas arba rezonansas, atidus analitikas patvirtina disbalansą remdamasis jo whole modelis: aukštas 1×, žemas harmonikos, daugiausia radialinės energijos, ir stabilią fazę. Tuo tarpu didelis 2× komponentas leidžia daryti prielaidą, kad problema susijusi su nesuderintumu arba mechaninis laisvumas.
3. Trys disbalanso rūšys
Statinis disbalansas
Tai dar vadinama „jėgų disbalansu“ ir yra paprasčiausias atvejis, kai masė yra išsikišusi vienoje plokštumoje – įsivaizduokite vieną sunkesnę vietą ant plono disko. Jis vadinamas „statiniu“, nes pasireiškia ramybės būsenoje: balansuojantis ant be trinties peilių ašmenų, rotorius sukasi tol, kol sunkesnė vieta atsiduria apačioje. Vienas svoris, padėtas 180° kampu priešingoje pusėje nuo sunkesnės vietos, ištaiso šį disbalansą – tai vienos plokštumos balansavimas.
Poros disbalansas
Dvi vienodos masės taškai, esantys priešingose rotoriaus pusėse 180° kampu vienas nuo kito, tarpusavyje kompensuoja vienas kitą kaip bendrą jėgą, tačiau sudaro pora — svyravimo momentas, kuris sukioja rotorių aplink savo ašį. Toks rotorius yra statiškai subalansuotas (jis nesivartys ant aštrių briaunų), tačiau veikdamas smarkiai vibruoja, ir tam, kad šis momentas būtų kompensuotas, reikia dviejų korekcinių svarelių, išdėstytų dviejose skirtingose plokštumose.
Dinaminis disbalansas
Dinaminis disbalansas, pasitaikantis beveik visose realiose mašinose, apima statinius ir sukimo momento poveikius. Norint jį ištaisyti, reikia pakeisti masę bent dviejose plokštumose išilgai rotoriaus — dinaminis (dviejų plokštumų) balansavimas. Kai statinė ir sukimo komponentės sutampa kampiniu atžvilgiu, šis ypatingas atvejis vadinamas kvazistatinis disbalansas.
4. Dažniausios priežastys
Disbalansas gali atsirasti gamybos metu arba susidaryti eksploatacijos metu. Dažniausiai jo priežastys yra šios:
- Gamybos trūkumai: Liejinių poringumas, netolygus medžiagos tankis ir apdirbimo tolerancijos.
- Surinkimo klaidos: netinkamai sumontuoti komponentai, nevienodai priveržti varžtai arba netinkamai suderinti fiksatoriai.
- Nusidėvėjimas: netolygi erozioa, korozija arba dėvėti ant ventiliatoriaus mentelių ir siurblio sparnuotės.
- Medžiagų sankaupos: nešvarumai, dulkės ar produkto likučiai, kaupiasi ant ventiliatorių, pūstuvų ir centrifugų rotorių.
- Komponento gedimas: Išsviestas balansinis svarelis arba sulūžęs mentis akimirksniu sukelia didelį disbalansą.
5. Kodėl labai svarbu ištaisyti disbalansą
Jei mašina eksploatuojama esant dideliam disbalansui, ji nuolat patiria žalą, nes ciklinė jėga kiekvieno apsisukimo metu apkrauna konstrukciją:
- Priešlaikinis guolio gedimas: guoliai patiria dideles dinaminės apkrovas ir greitai susidėvi.
- Nuovargis ir įtrūkimai: kaupiasi nuolatinis stresas nuovargis pažeidimai šachtoje, pamatuose ir aplinkinėse dalyse.
- Sumažėjęs efektyvumas: energija išsiskiria vibracijos ir šilumos pavidalu, o ne naudinga galia.
- Saugos pavojus: Ekstremaliu atveju didžiulis disbalansas gali sukelti katastrofišką gedimą.
6. Disbalanso šalinimas lauke
Disbalansas ištaisomas sistemingai balansavimas procedūra — viena iš veiksmingiausių priemonių, padedančių padidinti įrangos patikimumą. Tikslas – ne visiškai pašalinti disbalansą, o pasiekti nedidelį, nustatytą likutinis disbalansas neviršijant leistinų nuokrypių. Priimtinų nuokrypių ribos nustatytos pagal G klasės system of ISO 21940-11 (kuris pakeitė senesnį standartą ISO 1940-1); susidariusios vibracijos intensyvumas vėliau vertinamas pagal ISO 20816 (šiuolaikinis ISO 10816 standarto pakaitalas). Nemokamas Likutinio disbalanso skaičiuoklė (ISO 21940-11) paverčia pasirinktą pakopą ir darbo greitį į leistiną g·mm vienetą vienam plokštumai.
Surinktoje mašinoje darbas atliekamas vietoje, o ne ant balansavimo mašina. Nešiojamas dviejų kanalų analizatorius, pavyzdžiui, Balanset-1A matuoja 1× amplitudę ir fazę, apskaičiuoja rotoriaus įtakos koeficientai from a bandomasis svorisir apskaičiuoja kiekvieno masę bei kampą korekcinis svoris vienos arba dviejų plokštumų lauko balansavimas. Kadangi jis veikia pačios mašinos guoliuose esant darbinio greičio sąlygoms, jis ne tik pašalina disbalansą, bet ir užtikrina, kad likutinis disbalansas neviršytų pasirinktos ISO klasės ribų.
