Pradinio disbalanso supratimas
Pradinis disbalansas — dar vadinamas pirminiu arba „tokiu, koks yra“ disbalansu — yra disbalansas sąlyga, kuri egzistuoja rotorius before any balansavimas buvo pritaikytas koregavimas. Tai yra rotoriaus pradinė padėtis, užfiksuota pačioje pirmojoje balansavimo procedūros eigoje. Jos dydis ir kampinė padėtis nustatomi matuojant vibracija amplitudė ir fazė kol rotorius sukasi balansavimo greičiu. Visi tolesni balansavimo darbai atliekami atsižvelgiant į šį pradinį vektorių: jis yra etalonas, pagal kurį vertinamas darbo efektyvumas, o tai, kas lieka po koregavimo užbaigimo, vadinama likutinis disbalansas.
1. Pradinio disbalanso šaltiniai
Pradinis disbalansas susidaro dėl įvairių priežasčių per visą rotoriaus eksploatacijos laikotarpį – gamybos, surinkimo, eksploatacijos metu ir netgi atliekant techninę priežiūrą, kuria siekiama jį pagerinti.
Gamybos tolerancijos
Net ir taikant tiksliąją apdirbimo technologiją neįmanoma pasiekti tobulos simetrijos:
- Medžiagos tankio svyravimai: nevienalytė medžiaga, vidiniai tuštumos arba intarpai sukelia masės asimetriją.
- Apdirbimo tolerancijos: nedideli nukrypimai nuo tikrojo koncentriškumo — išbėgimas arba ekscentriškumas — sukelia disbalansą.
- Sienelių storio svyravimai: liejiniuose arba suvirintuose rotoriuose nelygios sienelės reiškia nevienodą masės pasiskirstymą.
- Poringumas ir liejimo defektai: oro kišenės, susitraukimas arba šlako intarpai iškreipia masę.
Surinkimo klaidos ir nukrypimai
Kai rotorius surenkamas iš kelių dalių, disbalansas gali atsirasti net ir tuo atveju, jei kiekviena dalis atskirai yra tvarkinga:
- Tolerancijų sumavimas: net ir subalansuotos dalys gali suteikti vectorially į nemažą sumą.
- Sujungimai su raktu: rakteliai, raktų grioveliai ir splainai iš esmės yra asimetriniai.
- Varžtų angos ir tvirtinimo detalės: netolygiai išdėstytos skylės arba netinkami tvirtinimo elementai sukelia disbalansą.
- Terminis ir presinis sujungimas: termoformuoti arba presuoti komponentai gali būti sumontuoti ne visiškai koncentriškai.
Veiklos priežastys
Disbalansas taip pat susidaro eksploatacijos metu, kai rotorius nutolsta nuo savo pradinės subalansuotos būsenos:
- Medžiagų susikaupimas: ant paviršiaus susikaupusios nešvarumai, dulkės, nuosėdos ar gamybos produktai sparnuotės, ventiliatoriaus mentės arba rotoriaus paviršiai.
- Erosion and dėvėti: netolygus medžiagos nusidėvėjimas dėl trinties, korozijaarba kavitacija.
- Sugadintos arba trūkstamos dalys: prarasta ventiliatoriaus mentė, sulūžusi rotoriaus mentė, išslydusi detalė.
- Deformacija: Lenkimas, deformacija arba plastinė deformacija dėl smūgių, perkaitimo ar perkrovos.
- Laisvi komponentai: atsipalaidavusios ir pasislinkusios dalys.
Techninės priežiūros ir remonto darbai
Ironiška, bet techninė priežiūra gali sukelti būtent tą disbalansą, kurį ji ir siekia ištaisyti:
- Pakeitiminių detalių, kurių masė ar masės pasiskirstymas skiriasi, montavimas.
- Suvirinimo remontai, kurių metu metalas pridedamas asimetriškai.
- Pakartotinis apdirbimas arba mechaninis apdirbimas, kurio metu medžiaga pašalinama netolygiai
- Dažai arba danga užtepti nevienodai.
2. Kaip matuojamas pradinis disbalansas
Pradinis disbalansas nustatomas atlikus pirmąjį balansavimo procedūros matavimą.
Matavimo parametrai
- Vibracijos amplitudė: 1× (vieną kartą per apsisukimą) komponento dydis, paprastai išreiškiamas mm/s, coliais per sekundę arba milais. Jis tiesiogiai atspindi disbalanso stiprumą.
- Fazės kampas: sunkiojo taško kampinė padėtis laipsniais, skaičiuojant nuo atskaitos žymės, kurią aptiko raktinis fazorius arba tachometras. Ši fazė rodo, kad kur ten yra nesubalansuota masė.
- Greitis: sukimosi greitis, kuriuo atliekami matavimai — tai svarbu, nes išcentrinė jėga nesubalansuotumas didėja proporcingai greičio kvadratui.
Vektorinis vaizdavimas
Pradinis disbalansas vaizduojamas kaip vektorius „O“ (nuo žodžio „Original“), turintis tiek dydį, tiek kryptį, paprastai nubrėžiamas ant poliarinis sklypas kur:
- vektoriaus ilgis atitinka virpėjimo amplitudę, o
- vektoriaus kampas atitinka fazę – sunkiojo taško padėtį.
3. Svarba balansavimo procese
Pradinio disbalanso matavimas atlieka keletą užduočių vienu metu.
Pataisymų atskaitos taškas
Visi balansavimo skaičiavimai atliekami atsižvelgiant į pradinį disbalansą. Siekiama pridėti korekciniai svoriai kurios sukuria vibracijos vektorių, lygų pradiniam vektoriui ir nukreiptą priešinga kryptimi, taip jį neutralizuodamos.
Sunkumo įvertinimas
Pradinio disbalanso dydis rodo, kokia rimta yra problema, ir padeda nuspręsti:
- ar balansavimas yra tinkamas sprendimas, ar tai kitas mechaninis gedimas — laisvumas arba netinkamas suderinimas — turėtų būti ištaisyta pirmiausia;
- tinkamo dydžio bandomieji svoriai; and
- ar pakaks vieno pataisymo, ar reikės keleto pakartojimų.
Prieš liečiant rotorių, verta patikrinti, ar viskas gerai – tam reikia išmatuotą amplitudę perskaičiuoti į jėgą, kurią rotorius iš tikrųjų sukuria; mūsų Išcentrinė jėga iš disbalanso skaičiuoklės paverčia nurodytą disbalansą ir greitį tiesiogiai niutonais, o tai aiškiai parodo, kaip tai skubu.
Pažangos stebėjimas
Palyginus pradinį disbalansą su likusiu disbalansu po koregavimo, galima įvertinti, kaip sėkmingai buvo atliktas darbas. Gerai subalansuotas objektas paprastai sumažina vibraciją 70–90 % ar daugiau, palyginti su pradiniu lygiu.
Įtakos koeficiento apskaičiavimas
Į įtakos koeficiento metodas, pradinis disbalanso vektorius atimamas iš bandymo svorio bandymo metu išmatuoto vibracijos dydžio, siekiant išskirti bandymo svorio poveikį:
T = (O + T) − O, kur O – pradinis disbalansas, o T – bandomojo svorio poveikis.
Remdamasis šiuo izoliuotu signalu analizatorius apskaičiuoja įtakos koeficientą, o iš jo – teisingą korekcijos masę ir kampą. Atliekant vienos plokštumos užduotį, šį skaičiavimą galima pakartoti naudojant Įtakos koeficiento skaičiuoklė.
4. Ryšys su liekamuoju disbalansu
Pagrindinis balansavimo tikslas – sumažinti pradinį disbalansą iki priimtinai žemo likutinio lygio. Šis ryšys yra paprastas „prieš ir po“:
- Pradinis disbalansas: buvusi padėtis.
- Pataisa: balansavimo procedūra ir svorio montavimas.
- Likutinis disbalansas: „po“ būsena.
Idealiu atveju likutis turėtų sudaryti mažiau nei 10–30 % pradinio svorio, o tikslus reikalavimas nustatomas pagal rotoriaus balansavimo kokybės reikalavimus pagal ISO 21940-11 (šiuolaikinis įpėdinis ISO 1940-1). Pasirinktą tekstą išversti G klasės o paslaugos greitį paversti leistinu skaičiumi gramais ir milimetrais galima greitai naudojant Likutinio disbalanso skaičiuoklė (ISO 21940-11).
5. Įprasti pradiniai disbalanso lygiai
Pradinio disbalanso dydis labai priklauso nuo įrangos tipo ir eksploatacijos istorijos.
Nauji arba neseniai subalansuoti rotoriai
Paprastai pramoninių mašinų vibracija svyruoja nuo 0,5 iki 2,0 mm/s (nuo 0,02 iki 0,08 colio/s) – tai laikoma gera arba priimtina balansavimo būkle.
Vidutiniškai nesubalansuoti rotoriai
Jei vibracija siekia nuo 2,0 iki 7,0 mm/s (nuo 0,08 iki 0,28 colio per sekundę), tai reiškia, kad rotorių reikėtų netrukus subalansuoti. Tai įprasta būklė įrangai, kuriai artėja eilinis techninis aptarnavimas.
Labai nesubalansuoti rotoriai
Vibracija, viršijanti 7,0 mm/s (0,28 colio/s), rodo rimtą disbalansą, kurį reikia nedelsiant pašalinti; dažniausiai tai atsitinka dėl trūkstamo mentės, didelių nuosėdų arba rimtų pagrindinių komponentų pažeidimų.
Pastaba: tai yra bendrosios gairės, skirtos tipinėms pramoninėms mašinoms. Konkretus leistinas lygis priklauso nuo mašinos tipo, dydžio, greičio ir montavimo būdo, kaip apibrėžta tokiuose standartuose kaip ISO 20816 serija (anksčiau – ISO 10816).
6. Matavimai vietoje ir dokumentavimas
Surinktoje mašinoje pradinis disbalansas nustatomas vietoje, o ne ant balansavimo mašina. Nešiojamas dviejų kanalų analizatorius, pavyzdžiui, Balanset-1A nustato 1× amplitudę ir fazę pačios mašinos guoliuose esant darbinio greičio sąlygoms, užfiksuoja pradinį „O“ vektorių, o tada nukreipia bandomųjų svorių ir koregavimo ciklų eigą, kuri jį sumažina – taip užfiksuodama tikrąją rotoriaus būklę, kurioje jis iš tiesų veikia, įskaitant surinkimo ir terminius poveikius, kurių dirbtuvėse esanti balansavimo staklė niekada negalėtų pastebėti.
Nepriklausomai nuo to, kokia priemonė naudojama, pradinio disbalanso matavimo duomenys turi būti įtraukti į balansavimo protokolą:
- vibracijos amplitudė ir fazė kiekviename matavimo taške;
- matavimo metu pasiekiamas greitis;
- datą ir įrangos identifikavimo duomenis; ir
- Bet kokios matomos disbalanso priežastys, pastebėtos apžiūros metu
Ši dokumentacija sudaro rotoriaus būklės istorinius įrašus ir padeda tendencijų analizė laikui bėgant – pavyzdžiui, nustatant, ar dėl nuosėdų susidarymo ar erozijos pamažu didėja disbalansas, ir leidžiant suplanuoti techninę priežiūrą dar prieš tai, kai vibracija taptų stipri.
