Vienos plokštumos balansavimo supratimas
Vienos plokštumos balansavimas yra balansavimas procedūra, kurios metu rotoriaus disbalansas yra ištaisomas pridedant arba pašalinant masę tik vienoje radialinėje plokštumoje, statmenoje sukimosi ašiai. Tai tinkamas metodas, kai disbalansas yra daugiausia statinis pagal savo pobūdį — tai yra, kai rotoriaus masės centras yra nukrypęs nuo sukimosi ašies, tačiau nėra jokio reikšmingo sukimo momento, kuris verstų rotorių svyruoti išilgai ašies. Kadangi tai yra paprasčiausias ir ekonomiškiausias balansavimo būdas, jam reikia tik vieno korekcijos plokštuma ir, paprastai, vienas bandomasis svoris bėgti, kad užbaigtų.
1. Apibrėžimas: Kas yra vienos plokštumos balansavimas?
Kiekvienas rotorius turi tam tikrą disbalansą, tačiau geometry Šio disbalanso pobūdis nulemia, kaip jį reikia ištaisyti. Kai sunkioji vieta gali būti traktuojama kaip esanti vienoje plokštumoje – arba kai jos nedidelis ašinis išsiskirstymas nesukelia reikšmingo pakreipimo momento – pusiausvyrą atkuria vienintelis koregavimas. Tai yra lemiamoji sąlyga darbui vienoje plokštumoje: disbalansas veikia kaip grynai radialinė jėga, o ne kaip jėgų pora. Kai yra jėgų pora, rotorius svyruoja ir nė vienas koregavimas negali iš karto panaikinti abiejų galų, o tai yra riba, skirianti vienos plokštumos darbą nuo dinaminis (dviejų plokštumų) balansavimas.
2. Kada taikyti vienos plokštumos balansavimą
Vienos plokštumos balansavimas tinka tam tikroms rotorių geometrijoms ir eksploatavimo sąlygoms.
Diskiniai rotoriai
Idealiai tinka rotoriai, kurių ašinė ilgis (storis) yra nedidelis, palyginti su jų skersmeniu – jie dažnai vadinami „siaurais“ arba „plonais“ diskais. Kadangi masė iš esmės sutelkta vienoje plokštumoje, sukimosi porai susidaryti lieka mažai vietos. Tipiniai pavyzdžiai:
- Šlifavimo diskai
- Diskinių pjūklų ašmenys
- Vienpakopis ventiliatoriaus arba pūstuvo sparnuotės
- Smagračiai
- Diskiniai stabdžių rotoriai
- Pavieniai skriemuliai
Neelastingi rotoriai, esant mažesniam nei pirmasis kritinis greitis
Už standūs rotoriai rezultatai gerokai prastesni nei pirmą kartą kritinis greitis, vienos plokštumos balansavimas gali būti pakankamas net ir tuomet, kai rotoriaus ašinė ilgis yra nemažas, su sąlyga, kad rotorius veikimo metu neišlenkia ir neišlinksta. Pagrindinis žodis yra standus: velenas turi išlaikyti savo formą, kad vienas koregavimas būtų tinkamas visame veikimo diapazone.
Kai žinoma, kad disbalansas yra statinis
Jei disbalansas kyla dėl vieno konkretaus šaltinio – medžiagų sankaupų, trūkstamo ventiliatoriaus mentės, netaisyklingo tvirtinimo – o vibracijos rodmenys rodo, kad vyrauja in-phase jei abiejuose guoliuose yra judesys, padėtis yra statinė ir tinka vienos plokštumos korekcija. Palyginus fazė Abiem atvejais atliekamas praktinis bandymas: judėjimas ta pačia faze rodo statinį disbalansą, o judėjimas priešinga faze įspėja apie sukimo momentą.
3. Vienos plokštumos balansavimo procedūra
Procedūra vyksta pagal paprastą, sistemingą ciklą, pagrįstą įtakos koeficientas metodas.
1 etapas — Pradinis matavimas
Kai rotorius sukasi įprastu greičiu, išmatuokite ir užrašykite pradinį vibracijos vektorių – tiek amplitudė ir fazę – vienoje ar keliose guolių vietose. Taip užfiksuojamas dėl pradinio disbalanso susidarantis virpesys, kuris tampa atskaitos tašku visam tolesniam procesui.
2 etapas — Prikabinkite bandomąjį svorį
Sustabdykite mašiną ir pritvirtinkite žinomo svorio bandomąjį svorį patogioje kampinėje padėtyje (paprastai 0°) pasirinktame koregavimo plokštumoje. Svoris turėtų būti pakankamai didelis, kad pastebimai pakeistų vibraciją – patartina siekti, kad vibracijos vektorius pasikeistų maždaug 25–50 %. Iš karto tinkamai parinkus svorį, išvengsite nereikalingų bandymų; Bandomojo svorio skaičiuoklė apskaičiuoja saugią pradinę masę, remiantis rotoriaus svoriu ir greičiu.
3 etapas — Bandomasis paleidimas
Iš naujo paleiskite mašiną ir toje pačioje vietoje (-ose) išmatuokite naują vibracijos vektorių. Šis rodmuo atspindi pirminio disbalanso bendrą poveikį plius bandomasis svoris — šių dviejų dydžių vektorių suma.
4 žingsnis — Apskaičiuokite korekcinį svorį
Palygindamas pradinį ir bandomąjį vektorius, prietaisas atlieka vektorių atimtis kuris izoliuoja bandomojo svorio poveikį ir apskaičiuoja įtakos koeficientas — kiek vibracijos rotorius sukuria vienam svorio vienetui esant tam tikram kampui. Remiantis šiuo koeficientu apskaičiuojama tiksli nuolatinio magneto masė ir kampinė padėtis korekcinis svoris kuris panaikins pradinį disbalansą. Pagrindinius skaičiavimus galima atlikti naudojant Vienos plokštumos įtakos koeficiento skaičiuoklė.
5 žingsnis — Įdiekite pataisą ir patikrinkite
Pašalinkite bandomąjį svorį, nuolat įmontuokite apskaičiuotą korekcinį svorį – padidindami masę arba ją sumažindami (išgręždami, nušlifuodami) nurodytoje vietoje – ir paleiskite stakles, kad įsitikintumėte, jog vibracija sumažėjo iki priimtino lygio. Jei lieka šiek tiek vibracijos, apkarpyti balansą patobulina rezultatą, o galutinis likutinis disbalansas galima palyginti su ISO 21940-11 balance grade.
4. Vienos plokštumos balansavimas lauke
Nors vienos plokštumos balansavimas gali būti atliekamas specialioje balansavimo mašina, o tikroji jo pranašumas yra tai, kad jį galima atlikti in situ, kai rotorius sukasi savo guoliuose darbinio greičio sąlygomis. Nešiojamas dviejų kanalų prietaisas, pavyzdžiui, Balanset-1A išmatuoja 1× amplitudę ir fazę prieš ir po bandomojo svorio uždėjimo, apskaičiuoja įtakos koeficientą ir pateikia tikslią masę bei kampą koregavimui, o po to, kai svoris uždedamas, patikrina likusį disbalansą. Jo optinis lazeris tachometras, kurį sukėlė juostelė atspindinti juosta, pateikia vieną kartą per apsisukimą nustatytą fazės atskaitos tašką, nuo kurio priklauso skaičiavimas. Kadangi rotorius matuojamas realiomis eksploatavimo sąlygomis – esant tikrajam greičiui, tikrajai montavimo padėčiai ir tikrajai temperatūrai – lauko balansavimas atspindi tikrąjį veikimo būseną, kurios balansavimo staklės negali visiškai atkurti.
5. Vienos plokštumos balansavimo privalumai
- Paprastumas: įtraukiama tik viena koregavimo plokštuma, todėl darbą lengviau suplanuoti, atlikti ir suprasti.
- Greitis: Paprastai šiai procedūrai pakanka dviejų ar trijų ciklų (pradinis, bandomasis, patikrinimo), todėl sutaupoma laiko ir sumažinamas mašinos prastovos laikas.
- Ekonominis efektyvumas: Mažiau matavimų ir paprastesni skaičiavimai reiškia mažesnes darbo sąnaudas ir paprastesnę įrangą.
- Prieinamumas: diskinio tipo rotoriuje yra daug vietų, kuriose galima pritvirtinti arba nuimti svarelius, todėl galima lanksčiai pasirinkti, kur tiksliai koreguoti.
6. Apribojimai ir atvejai, kai jo nenaudoti
Šio metodo paprastumas turi savo ribas, kurių būtina laikytis.
Nepavyksta ištaisyti poros disbalanso
Jei rotorius turi reikšmingą poros disbalansas — vienodos masės taškai priešingose galuose, tačiau priešingose kampinėse padėtyse — vienos plokštumos korekcija to negali panaikinti. Ši pora nesukuria jokios bendros radialinės jėgos, kurią veiktų viena plokštuma, tačiau vis tiek sukelia rotoriaus svyravimą. Šiuo atveju būtina dviejų plokštumų (dinaminis) balansavimas.
Netinka ilgiems rotoriams
Rotoriai, kurių ilgio ir skersmens santykis yra didesnis nei maždaug 0,5–1,0, paprastai turi būti balansuojami dviejose plokštumose. Į šią grupę patenka variklių ankros, siurblių velenai ir ilgi ventiliatorių rotoriai, nes dėl jų ašinio ilgio gali susidaryti sukimo momentas.
Gali nepadėti sumažinti vibracijos prie kiekvieno guolio
Vienos plokštumos korekcija, optimizuota vienam guoliui, gali beveik nepaveikti vibracijos kitame guolyje, ypač jei rotorius yra ilgesnis arba sukasi beveik pasiekęs kritinį greitį.
Netinka lanksčioms rotorių konstrukcijoms
Rotoriai, veikiantys virš savo pirmojo kritinio greičio, sukasi išlinksta; jų kintantis režimo formos require daugiaplanis balansavimas technikos, kurių neįmanoma pasiekti dirbant vienoje plokštumoje.
7. Ryšys su statiniu balansavimu
Vienos plokštumos balansavimas yra glaudžiai susijęs su statinis balansavimas; iš esmės, vienos plokštumos balansavimas, atliekamas ant besisukančio įrenginio, yra dinaminis statinio disbalanso matavimas. Atliekant klasikinį statinį balansavimą, sunkioji vieta nustatoma rotoriui esant nejudančiam – jį padėjus ant peilių ašmenų arba ritinėlių ir leidžiant gravitacijai jį pasukti į sunkiausią tašką, – tuo tarpu balansuojant vienoje plokštumoje tas pats statinis disbalansas matuojamas rotoriui sukantis. Sukimosi metodas yra tikslesnis, nes jis nustato disbalansą realiomis eksploatavimo sąlygomis ir nustato ne tik jo kryptį, bet ir dydį bei kampą.
8. Įprastos taikymo sritys ir pramonės šakos
Vienos plokštumos balansavimas taikomas visais atvejais, kai rotoriaus geometrija tai leidžia:
- Medžio ir metalo apdirbimas: Diskinių pjūklų geležtės, šlifavimo diskai, pjovimo diskai
- ŠVOK: vienpakopiai centriniai ventiliatoriai ir oro pūstuvai.
- Žemės ūkio technika: kombainų detalės, pavienės skriemulės.
- Automobiliai: svarstyklių ratus, stabdžių diskus, pavarų skriemulius.
- Krovinių tvarkymas: konvejerio skriemuliai, laisvieji ritinėliai.
Šiose srityse vienos plokštumos balansavimas užtikrina optimalų efektyvumo, paprastumo ir sąnaudų santykį, todėl būtent dėl to jis ir toliau išlieka viena iš pagrindinių metodikų rotoriaus balansavimas.
