Netiesiniai objektai rotoriaus balansavime
Kodėl balansavimas “neveikia”, kodėl keičiasi įtakos koeficientai ir kaip elgtis realiomis lauko sąlygomis
Apžvalga
Praktiškai rotorių balansavimas beveik niekada neapsiriboja vien korekcinio svorio apskaičiavimu ir pritvirtinimu. Formaliai algoritmas yra gerai žinomas, o prietaisas visus skaičiavimus atlieka automatiškai, tačiau galutinis rezultatas daug labiau priklauso nuo paties objekto elgsenos nei nuo balansavimo įtaiso. Štai kodėl realiame darbe nuolat susidaro situacijos, kai balansavimas “neveikia”, keičiasi įtakos koeficientai, vibracija tampa nestabili, o rezultato neįmanoma pakartoti nuo vieno važiavimo iki kito.
Linijinės ir netiesinės vibracijos, jų savybės ir balansavimo metodai
Norint sėkmingai subalansuoti, reikia suprasti, kaip objektas reaguoja į masės pridėjimą ar pašalinimą. Šiame kontekste linijinių ir netiesinių objektų sąvokos vaidina pagrindinį vaidmenį. Supratimas, ar objektas yra tiesinis ar netiesinis, leidžia pasirinkti tinkamą balansavimo strategiją ir padeda pasiekti norimą rezultatą.
Linijiniai objektai šioje srityje užima ypatingą vietą dėl savo nuspėjamumo ir stabilumo. Jie leidžia naudoti paprastus ir patikimus diagnostikos ir balansavimo metodus, todėl jų tyrimas yra svarbus vibracijos diagnostikos žingsnis.
Linijiniai ir netiesiniai objektai
Dauguma šių problemų kyla dėl esminio, bet dažnai nepakankamai įvertinto skirtumo tarp linijinių ir netiesinių objektų. Linijinis objektas, balansavimo požiūriu, yra sistema, kurioje esant pastoviam sukimosi greičiui, virpesių amplitudė yra proporcinga disbalanso dydžiui, o virpesių fazė griežtai nuspėjamai seka nesubalansuotos masės kampinę padėtį. Tokiomis sąlygomis įtakos koeficientas yra pastovi vertė. Visi standartiniai dinaminio balansavimo algoritmai, įskaitant ir įdiegtus „Balanset-1A“, yra sukurti būtent tokiems objektams.
Linijinio objekto balansavimo procesas yra nuspėjamas ir stabilus. Bandomojo svorio uždėjimas sukuria proporcingą virpesių amplitudės ir fazės pokytį. Pakartotiniai paleidimai duoda tą patį virpesių vektorių, o apskaičiuotas pataisos svoris išlieka galiojantis. Tokie objektai puikiai tinka tiek vienkartiniam balansavimui, tiek nuosekliam balansavimui naudojant saugomus įtakos koeficientus.
Netiesinis objektas elgiasi iš esmės kitaip. Pažeistas pats balansavimo skaičiavimo pagrindas. Vibracijos amplitudė nebėra proporcinga disbalansui, fazė tampa nestabili, o įtakos koeficientas kinta priklausomai nuo bandomojo svarelio masės, veikimo režimo ar net laiko. Praktiškai tai pasireiškia kaip chaotiškas vibracijos vektoriaus elgesys: įdiegus bandomąjį svarelį, vibracijos pokytis gali būti per mažas, per didelis arba tiesiog nepakartojamas.
Kas yra linijiniai objektai?
Linijinis objektas yra sistema, kurioje vibracija yra tiesiogiai proporcinga disbalanso dydžiui.
Balansavimo kontekste linijinis objektas yra idealizuotas modelis, kuriam būdingas tiesioginis proporcingas ryšys tarp disbalanso (nesubalansuotos masės) dydžio ir virpesių amplitudės. Tai reiškia, kad jei disbalansas padvigubėja, virpesių amplitudė taip pat padvigubės, jei rotoriaus sukimosi greitis išliks pastovus. Ir atvirkščiai, disbalanso sumažinimas proporcingai sumažins vibracijas.
Skirtingai nuo netiesinių sistemų, kuriose objekto elgsena gali skirtis priklausomai nuo daugelio veiksnių, linijiniai objektai leidžia pasiekti aukštą tikslumo lygį su minimaliomis pastangomis.
Be to, jie yra balansuotojų mokymo ir praktikos pagrindas. Linijinių objektų principų supratimas padeda išsiugdyti įgūdžius, kuriuos vėliau galima pritaikyti sudėtingesnėms sistemoms.
Grafinis tiesiškumo vaizdavimas
Įsivaizduokite grafiką, kuriame horizontali ašis žymi nesubalansuotos masės (disbalanso) dydį, o vertikali ašis – virpesių amplitudę. Linijinio objekto atveju šis grafikas bus tiesė, einanti per pradžios tašką (tašką, kuriame ir disbalanso dydis, ir virpesių amplitudė lygios nuliui). Šios linijos nuolydis apibūdina objekto jautrumą disbalansui: kuo statesnis nuolydis, tuo didesnės vibracijos esant tam pačiam disbalansui.
1 diagrama: Vibracijos amplitudės (µm) ir nesubalansuotos masės (g) ryšys
1 diagrama iliustruoja ryšį tarp tiesinio balansavimo objekto vibracijos amplitudės (µm) ir nesubalansuotos rotoriaus masės (g). Proporcingumo koeficientas yra 0,5 µm/g. Tiesiog padalijus 300 iš 600 gaunama 0,5 µm/g. Nesubalansuotai 800 g masei (UM = 800 g) vibracija bus 800 g * 0,5 µm/g = 400 µm. Atminkite, kad tai taikoma esant pastoviam rotoriaus greičiui. Esant skirtingam sukimosi greičiui, koeficientas bus skirtingas.
Šis proporcingumo koeficientas vadinamas įtakos koeficientu (jautrumo koeficientu) ir jo matmuo yra µm/g arba, jei yra disbalansas, µm/(g*mm), kur (g*mm) yra disbalanso vienetas. Žinant įtakos koeficientą (IC), galima išspręsti ir atvirkštinę problemą, būtent pagal vibracijos dydį nustatyti nesubalansuotą masę (UM). Norėdami tai padaryti, padalykite vibracijos amplitudę iš IC.
Pavyzdžiui, jei išmatuota vibracija yra 300 µm, o žinomas koeficientas IC=0,5 µm/g, padalinkite 300 iš 0,5, kad gautumėte 600 g (UM=600 g).
Įtakos koeficientas (IC): pagrindinis tiesinių objektų parametras
Kritinė linijinio objekto charakteristika yra įtakos koeficientas (IC). Jis skaitmeniniu būdu lygus virpesių ir disbalanso grafiko linijos nuolydžio kampo tangentui ir rodo, kiek pasikeičia virpesių amplitudė (mikronais, µm), kai esant tam tikram rotoriaus greičiui konkrečioje korekcijos plokštumoje pridedamas masės vienetas (gramais, g). Kitaip tariant, IC yra objekto jautrumo disbalansui matas. Jo matavimo vienetas yra µm/g arba, kai disbalansas išreiškiamas kaip masės ir spindulio sandauga, µm/(g*mm).
IC iš esmės yra linijinio objekto "paso" charakteristika, leidžianti numatyti jo elgesį, kai pridedama arba pašalinama masė. Žinant IC, galima išspręsti tiek tiesioginę problemą – nustatyti vibracijos dydį esant tam tikram disbalansui – tiek atvirkštinę problemą – apskaičiuoti disbalanso dydį pagal išmatuotą vibraciją.
Tiesioginė problema:
Atvirkštinė problema:
Vibracijos fazė tiesiniuose objektuose
Be amplitudės, vibraciją taip pat apibūdina fazė, kuri rodo rotoriaus padėtį didžiausio nukrypimo nuo pusiausvyros padėties momentu. Linijinio objekto vibracijos fazė taip pat yra nuspėjama. Ji yra dviejų kampų suma:
- Kampas, kuris lemia rotoriaus bendros nesubalansuotos masės padėtį. Šis kampas rodo kryptį, kurioje sutelktas pirminis disbalansas.
- Įtakos koeficiento argumentas. Tai pastovus kampas, apibūdinantis objekto dinamines savybes ir nepriklausontis nuo nesubalansuotos masės įrengimo dydžio ar kampo.
Taigi, žinant IC argumentą ir išmatavus vibracijos fazę, galima nustatyti nesubalansuotos masės įrengimo kampą. Tai leidžia ne tik apskaičiuoti korekcinį masės dydį, bet ir tiksliai nustatyti jo vietą ant rotoriaus, kad būtų pasiekta optimali pusiausvyra.
Linijinių objektų balansavimas
Svarbu pažymėti, kad tiesiniam objektui tokiu būdu nustatytas įtakos koeficientas (IC) nepriklauso nei nuo bandomosios masės įrengimo dydžio ar kampo, nei nuo pradinės vibracijos. Tai yra pagrindinė linijiškumo savybė. Jei keičiant bandomosios masės parametrus arba pradinę vibraciją, IC išlieka nepakitęs, galima tvirtai teigti, kad objektas elgiasi tiesiškai nagrinėjamame disbalanso diapazone.
Tiesinio objekto balansavimo žingsniai
- Pradinės vibracijos matavimas: Pirmas žingsnis – išmatuoti pradinę vibraciją. Nustatoma amplitudė ir vibracijos kampas, kurie rodo disbalanso kryptį.
- Bandomosios masės diegimas: Ant rotoriaus sumontuota žinomo svorio masė. Tai padeda suprasti, kaip objektas reaguoja į papildomas apkrovas ir leidžia apskaičiuoti vibracijos parametrus.
- Pakartotinis vibracijos matavimas: Sumontavus bandomąją masę, išmatuojami nauji vibracijos parametrai. Palyginus jas su pradinėmis reikšmėmis, galima nustatyti, kaip masė veikia sistemą.
- Korekcinės masės apskaičiavimas: Remiantis matavimo duomenimis, nustatoma korekcinio svorio masė ir montavimo kampas. Šis svoris uždedamas ant rotoriaus, kad būtų pašalintas disbalansas.
- Galutinis patvirtinimas: Sumontavus korekcinį svorį, vibracija turėtų būti gerokai sumažinta. Jei liekamoji vibracija vis tiek viršija priimtiną lygį, procedūrą galima pakartoti.
Pastaba: Tiesiniai objektai yra idealūs modeliai tiriant ir praktiškai taikant balansavimo metodus. Jų savybės leidžia inžinieriams ir diagnostikams sutelkti dėmesį į pagrindinių įgūdžių ugdymą ir pagrindinių darbo su rotorių sistemomis principų supratimą. Nors jų taikymas realioje praktikoje yra ribotas, linijinių objektų tyrimas išlieka svarbiu žingsniu tobulinant vibracijų diagnostiką ir balansavimą.
Vietos rezervavimo trumpasis kodas:
Serijinis balansavimas ir saugomi koeficientai
Nuoseklus balansavimas nusipelno ypatingo dėmesio. Jis gali žymiai padidinti našumą, tačiau tik tada, kai taikomas tiesiniams, vibracijai atspariems objektams. Tokiais atvejais pirmojo rotoriaus gauti įtakos koeficientai gali būti pakartotinai panaudoti vėlesniems identiškiems rotoriams. Tačiau kai tik pasikeičia atramos standumas, sukimosi greitis ar guolio būklė, pakartojamumas prarandamas ir nuoseklusis metodas nustoja veikti.
Netiesiniai objektai: kai teorija skiriasi nuo praktikos
Kas yra netiesinis objektas?
Netiesinis objektas yra sistema, kurioje vibracijos amplitudė nėra proporcinga disbalanso dydžiui. Skirtingai nuo linijinių objektų, kur ryšys tarp vibracijos ir disbalanso masės vaizduojamas tiesia linija, netiesinėse sistemose šis ryšys gali sekti sudėtingomis trajektorijomis.
Realiame pasaulyje ne visi objektai elgiasi tiesiškai. Netiesiniai objektai turi ryšį tarp disbalanso ir vibracijos, kuris nėra tiesiogiai proporcingas. Tai reiškia, kad įtakos koeficientas nėra pastovus ir gali skirtis priklausomai nuo kelių veiksnių, tokių kaip:
- Disbalanso dydis: Padidinus disbalansą, gali pasikeisti rotoriaus atramų standumas, dėl to gali pasikeisti vibracija ir kilti netiesiniai pokyčiai.
- Sukimosi greitis: Skirtingi rezonanso reiškiniai gali būti sužadinami esant įvairiems sukimosi greičiams, o tai taip pat lemia netiesinį elgesį.
- Tarpų ir spragų buvimas: Guolių ir kitų jungčių tarpai ir tarpai tam tikromis sąlygomis gali sukelti staigius vibracijos pokyčius.
- Temperatūra: Temperatūros pokyčiai gali turėti įtakos medžiagos savybėms, taigi ir objekto vibracinėms charakteristikoms.
- Išorinės apkrovos: Išorinės apkrovos, veikiančios rotorių, gali pakeisti jo dinamines charakteristikas ir sukelti netiesinį elgesį.
Kodėl netiesiniai objektai yra sudėtingi?
Netiesiškumas įveda į balansavimo procesą daug kintamųjų. Sėkmingas darbas su netiesiniais objektais reikalauja daugiau matavimų ir sudėtingesnės analizės. Pavyzdžiui, standartiniai metodai, taikomi tiesiniams objektams, ne visada duoda tikslių netiesinių sistemų rezultatų. Tam būtina giliau suprasti proceso fiziką ir naudoti specializuotus diagnostikos metodus.
Netiesiškumo požymiai
Netiesinį objektą galima atpažinti pagal šiuos ženklus:
- Neproporcingi vibracijos pokyčiai: Didėjant disbalansui, vibracija gali augti greičiau arba lėčiau, nei tikėtasi tiesiniam objektui.
- Vibracijos fazės poslinkis: Vibracijos fazė gali keistis nenuspėjamai dėl disbalanso ar sukimosi greičio pokyčių.
- Harmonikų ir subharmonikų buvimas: Virpesių spektre gali būti didesnės harmonikos (sukimosi dažnio kartos) ir subharmonikos (sukimosi dažnio dalys), o tai rodo netiesinius efektus.
- Histerezė: Vibracijos amplitudė gali priklausyti ne tik nuo dabartinės disbalanso vertės, bet ir nuo jo istorijos. Pavyzdžiui, kai disbalansas padidinamas, o paskui sumažinamas iki pradinės vertės, vibracijos amplitudė gali nebegrįžti į pradinį lygį.
Netiesiškumas įveda į balansavimo procesą daug kintamųjų. Norint sėkmingai veikti, reikia atlikti daugiau matavimų ir sudėtingos analizės. Pavyzdžiui, standartiniai metodai, taikomi tiesiniams objektams, ne visada duoda tikslius rezultatus netiesinėms sistemoms. Tam būtina giliau suprasti proceso fiziką ir naudoti specializuotus diagnostikos metodus.
Grafinis netiesiškumo vaizdavimas
Vibracijos ir disbalanso grafike netiesiškumas akivaizdus nukrypstant nuo tiesės. Diagramoje gali būti vingių, kreivumo, histerezės kilpų ir kitų charakteristikų, rodančių sudėtingą disbalanso ir vibracijos ryšį.
2 grafikas. Netiesinis objektas
50 g; 40 μm (geltona), 100 g; 54,7 μm (mėlyna).
Šiame objekte yra du segmentai, dvi tiesios linijos. Jei disbalansas mažesnis nei 50 gramų, grafikas atspindi linijinio objekto savybes, išlaikant proporcingumą tarp disbalanso gramais ir vibracijos amplitudės mikronais. Esant didesniam nei 50 gramų disbalansui, vibracijos amplitudės augimas sulėtėja.
Netiesinių objektų pavyzdžiai
Netiesinių objektų pavyzdžiai balansavimo kontekste yra šie:
- Rotoriai su įtrūkimais: Rotoriaus įtrūkimai gali sukelti netiesinius standumo pokyčius ir dėl to netiesinį ryšį tarp vibracijos ir disbalanso.
- Rotoriai su guolių tarpais: Guolių tarpai tam tikromis sąlygomis gali sukelti staigius vibracijos pokyčius.
- Rotoriai su netiesiniais elastiniais elementais: Kai kurie elastingi elementai, pavyzdžiui, guminiai amortizatoriai, gali turėti netiesines charakteristikas, turinčias įtakos rotoriaus dinamikai.
Netiesiškumo tipai
1. Minkštas standus netiesiškumas
Tokiose sistemose stebimi du segmentai: minkštas ir standus. Minkštame segmente elgesys primena tiesiškumą, kai vibracijos amplitudė didėja proporcingai disbalanso masei. Tačiau po tam tikro slenksčio (lūžio taško) sistema pereina į standųjį režimą, kur amplitudės augimas sulėtėja.
2. Elastinis netiesiškumas
Pasikeitus atramų ar kontaktų standumui sistemoje, vibracijos ir disbalanso santykis tampa sudėtingas. Pavyzdžiui, vibracija gali staiga padidėti arba sumažėti peržengus tam tikras apkrovos ribas.
3. Trinties sukeltas netiesiškumas
Sistemose, turinčiose didelę trintį (pvz., guoliuose), vibracijos amplitudė gali būti nenuspėjama. Trintis gali sumažinti vibraciją viename greičio diapazone, o sustiprinti – kitame.
Dažnos netiesiškumo priežastys
Dažniausios netiesiškumo priežastys yra padidėjęs guolių laisvumas, guolių susidėvėjimas, sausa trintis, atsipalaidavusios atramos, įtrūkimai konstrukcijoje ir veikimas šalia rezonansinių dažnių. Dažnai objektas pasižymi vadinamuoju minkštuoju-kietuoju netiesiškumu. Esant mažam disbalanso lygiui, sistema elgiasi beveik tiesiškai, tačiau didėjant vibracijai, įsijungia standesni atramų ar korpuso elementai. Tokiais atvejais balansavimas įmanomas tik siaurame veikimo diapazone ir nesuteikia stabilių ilgalaikių rezultatų.
Vibracijos nestabilumas
Kita rimta problema yra vibracijos nestabilumas. Net ir formaliai tiesinis objektas laikui bėgant gali rodyti amplitudės ir fazės pokyčius. Tai sukelia šiluminiai efektai, tepalo klampumo pokyčiai, šiluminis plėtimasis ir nestabili trintis atramose. Dėl to matavimai, atlikti vos per kelias minutes, gali sukelti skirtingus vibracijos vektorius. Tokiomis sąlygomis prasmingas matavimų palyginimas tampa neįmanomas, o balansavimo skaičiavimas praranda patikimumą.
Balansavimas netoli rezonanso
Balansavimas netoli rezonanso yra ypač problemiškas. Kai sukimosi dažnis sutampa su sistemos natūraliuoju dažniu arba yra jam artimas, net ir nedidelis disbalansas sukelia staigų vibracijos padidėjimą. Vibracijos fazė tampa itin jautri mažiems greičio pokyčiams. Objektas efektyviai pereina į netiesinį režimą, ir balansavimas šioje zonoje praranda fizinę prasmę. Tokiais atvejais prieš pradedant balansavimą, reikia pakeisti veikimo greitį arba mechaninę konstrukciją.
Didelė vibracija po “sėkmingo” balansavimo
Praktiškai dažnai susiduriama su situacijomis, kai po formaliai sėkmingos balansavimo procedūros bendras vibracijos lygis išlieka aukštas. Tai nereiškia prietaiso ar operatoriaus klaidos. Balansavimas pašalina tik masės disbalansą. Jei vibraciją sukelia pamato defektai, atsipalaidavę tvirtinimo elementai, neteisingas sulygiavimas ar rezonansas, korekciniai svareliai problemos neišspręs. Tokiais atvejais vibracijos erdvinio pasiskirstymo visoje mašinoje ir jos pamate analizė padeda nustatyti tikrąją priežastį.
Netiesinių objektų balansavimas: sudėtinga užduotis su netradiciniais sprendimais
Netiesinių objektų balansavimas yra sudėtinga užduotis, kuriai reikalingi specializuoti metodai ir metodai. Standartinis bandomosios masės metodas, sukurtas tiesiniams objektams, gali duoti klaidingų rezultatų arba būti visiškai nepritaikomas.
Netiesinių objektų balansavimo metodai
- Žingsnis po žingsnio balansavimas: Šis metodas apima laipsnišką disbalanso mažinimą, kiekviename etape įrengiant korekcinius svarmenis. Po kiekvieno etapo atliekami vibracijos matavimai ir, atsižvelgiant į dabartinę objekto būseną, nustatomas naujas korekcinis svoris. Šis metodas atsižvelgia į įtakos koeficiento pokyčius balansavimo proceso metu.
- Balansavimas keliais greičiais: Šis metodas skirtas rezonanso reiškinių poveikiui esant skirtingiems sukimosi greičiams. Balansavimas atliekamas keliais beveik rezonansiniais greičiais, todėl vibracija sumažinama tolygiau visame veikimo greičio diapazone.
- Naudojant matematinius modelius: Sudėtingiems netiesiniams objektams gali būti naudojami matematiniai modeliai, apibūdinantys rotoriaus dinamiką, atsižvelgiant į netiesinius efektus. Šie modeliai padeda numatyti objekto elgesį įvairiomis sąlygomis ir nustatyti optimalius balansavimo parametrus.
Specialisto patirtis ir intuicija vaidina lemiamą vaidmenį balansuojant netiesinius objektus. Patyręs balansuotojas gali atpažinti netiesiškumo požymius, pasirinkti tinkamą metodą ir pritaikyti jį konkrečiai situacijai. Vibracijų spektrų analizė, vibracijų pokyčių stebėjimas keičiantis objekto veikimo parametrams ir rotoriaus konstrukcijos ypatybių įvertinimas padeda priimti teisingus sprendimus ir pasiekti norimų rezultatų.
Kaip subalansuoti netiesinius objektus naudojant linijiniams objektams skirtą įrankį
Tai geras klausimas. Mano asmeninis tokių objektų balansavimo būdas prasideda nuo mechanizmo taisymo: guolių keitimas, įtrūkimų suvirinimas, varžtų priveržimas, inkarų ar vibracijos izoliatorių tikrinimas ir patikrinimas, ar rotorius nesitrina į nejudančius konstrukcinius elementus.
Toliau nustatau rezonanso dažnius, nes neįmanoma subalansuoti rotoriaus greičiu, artimu rezonansui. Tam naudoju smūgio metodą rezonansui nustatyti arba rotoriaus laisvosios eigos grafiką.
Tada nustatau jutiklio padėtį mechanizme: vertikaliai, horizontaliai arba kampu.
Po bandomųjų važiavimų prietaisas rodo korekcinių apkrovų kampą ir svorį. Perpus sumažinu korekcinės apkrovos svorį, bet rotoriaus išdėstymui naudoju įrenginio siūlomus kampus. Jei likutinė vibracija po korekcijos vis tiek viršija leistiną lygį, atlieku kitą rotoriaus paleidimą. Žinoma, tai užtrunka daugiau laiko, tačiau rezultatai kartais būna įkvepiantys.
Besisukančios įrangos balansavimo menas ir mokslas
Besisukančios įrangos balansavimas yra sudėtingas procesas, apjungiantis mokslo ir meno elementus. Linijiniams objektams balansavimas apima gana paprastus skaičiavimus ir standartinius metodus. Tačiau dirbant su netiesiniais objektais reikalingas gilus rotoriaus dinamikos supratimas, gebėjimas analizuoti vibracijos signalus ir gebėjimas pasirinkti efektyviausias balansavimo strategijas.
Patirtis, intuicija ir nuolatinis įgūdžių tobulinimas yra tai, kas daro balansuotoją tikru savo amato meistru. Juk balansavimo kokybė lemia ne tik įrangos veikimo efektyvumą ir patikimumą, bet ir užtikrina žmonių saugumą.
Matavimo pakartojamumas
Matavimo klausimai taip pat vaidina svarbų vaidmenį. Neteisingas vibracijos jutiklių montavimas, matavimo taškų pakeitimai arba netinkama jutiklių orientacija tiesiogiai veikia tiek amplitudę, tiek fazę. Balansavimui nepakanka išmatuoti vibraciją; labai svarbu matavimų pakartojamumas ir stabilumas. Štai kodėl praktiniame darbe jutiklių tvirtinimo vietos ir orientacijos turi būti griežtai kontroliuojamos.
Praktinis netiesinių objektų metodas
Netiesinio objekto balansavimas visada prasideda ne nuo bandomojo svorio pritvirtinimo, o nuo vibracijos elgsenos įvertinimo. Jei amplitudė ir fazė laikui bėgant aiškiai kinta, keičiasi nuo vieno paleidimo iki kito arba staigiai reaguoja į nedidelius greičio pokyčius, pirmiausia reikia pasiekti kuo stabilesnį veikimo režimą. Be to, bet kokie skaičiavimai bus atsitiktiniai.
Pirmas praktinis žingsnis yra tinkamo greičio pasirinkimas. Netiesiniai objektai yra itin jautrūs rezonansui, todėl balansavimas turi būti atliekamas kuo didesniu greičiu nuo natūralių dažnių. Tai dažnai reiškia judėjimą žemiau arba virš įprasto veikimo diapazono. Net jei vibracija šiuo greičiu yra didesnė, bet stabili, geriau nei balansavimas rezonansinėje zonoje.
Toliau svarbu sumažinti visus papildomo netiesiškumo šaltinius. Prieš balansuojant reikia patikrinti ir priveržti visus tvirtinimo elementus, kiek įmanoma pašalinti tarpus, o atramas ir guolius – patikrinti, ar nėra atsilaisvinimo. Balansavimas nekompensuoja tarpų ar trinties, tačiau tai gali būti įmanoma, jei šie veiksniai stabilizuojami.
Dirbant su netiesiniu objektu, maži bandomieji svoriai neturėtų būti naudojami iš įpročio. Per mažas bandomasis svoris dažnai neperkelia sistemos į pakartojamą sritį, o vibracijos pokytis tampa panašus į nestabilumo triukšmą. Bandomasis svoris turi būti pakankamai didelis, kad sukeltų aiškų ir atkartojamą vibracijos vektoriaus pokytį, bet ne toks didelis, kad perkeltų objektą į kitą veikimo režimą.
Matavimai turėtų būti atliekami greitai ir vienodomis sąlygomis. Kuo mažiau laiko praeina tarp matavimų, tuo didesnė tikimybė, kad sistemos dinaminiai parametrai nepasikeis. Patartina atlikti kelis kontrolinius bandymus nekeičiant konfigūracijos, kad būtų patvirtinta, jog objektas elgiasi nuosekliai.
Labai svarbu nustatyti vibracijos jutiklių tvirtinimo taškus ir jų orientaciją. Netiesiniams objektams net ir nedidelis jutiklio poslinkis gali sukelti pastebimus fazės ir amplitudės pokyčius, kurie gali būti klaidingai interpretuojami kaip bandomojo svorio poveikis.
Skaičiavimuose dėmesys turėtų būti skiriamas ne tiksliam skaitiniam atitikimui, o tendencijoms. Jei vibracija nuosekliai mažėja atliekant korekcijas, tai rodo, kad balansavimas juda teisinga kryptimi, net jei įtakos koeficientai formaliai nesutampa.
Nerekomenduojama saugoti ir pakartotinai naudoti netiesinių objektų įtakos koeficientų. Net jei vienas balansavimo ciklas sėkmingas, kito paleidimo metu objektas gali pereiti į kitą režimą ir ankstesni koeficientai nebegalios.
Reikėtų nepamiršti, kad netiesinio objekto balansavimas dažnai yra kompromisas. Tikslas yra ne pasiekti kuo mažesnę vibraciją, o pasiekti stabilią ir pakartojamą mašinos būklę su priimtinu vibracijos lygiu. Daugeliu atvejų tai laikinas sprendimas, kol bus suremontuoti guoliai, atkurtos atramos arba modifikuota konstrukcija.
Pagrindinis praktinis principas yra pirmiausia stabilizuoti objektą, tada jį subalansuoti ir tik po to įvertinti rezultatą. Jei stabilizavimo pasiekti nepavyksta, balansavimas turėtų būti laikomas pagalbine priemone, o ne galutiniu sprendimu.
Sumažinto korekcinio svorio technika
Praktiškai, balansuojant netiesinius objektus, dažnai veiksmingas yra kitas svarbus metodas. Jei prietaisas apskaičiuoja pataisos svorį naudodamas standartinį algoritmą, viso apskaičiuoto svorio įdėjimas dažnai pablogina situaciją: gali padidėti vibracija, gali šoktelėti fazė, o objektas gali pereiti į kitą darbo režimą.
Tokiais atvejais gerai veikia sumažinto korekcijos svorio įdiegimas – du ar net tris kartus mažesnio už prietaiso apskaičiuotą vertę. Tai padeda išvengti sistemos “išmetimo” iš sąlyginai tiesinės srities į kitą netiesinį režimą. Iš esmės korekcija taikoma švelniai, mažu žingsneliu, nesukeliant staigaus objekto dinaminių parametrų pokyčio.
Sumontavus sumažintą svorį, reikia atlikti kontrolinį važiavimą ir įvertinti vibracijos tendenciją. Jei amplitudė tolygiai mažėja, o fazė išlieka santykinai stabili, korekciją galima pakartoti tuo pačiu metodu, palaipsniui artėjant prie minimalaus pasiekiamo vibracijos lygio. Šis žingsnis po žingsnio metodas dažnai yra patikimesnis nei iš karto sumontuoti visą apskaičiuotą korekcinį svorį.
Ši technika ypač efektyvi objektams su tarpais, sausa trintimi ir minkštomis-kietomis atramomis, kur pilna apskaičiuota korekcija iš karto išstumia sistemą iš sąlyginai tiesinės zonos. Naudojant sumažintas korekcijos mases, objektas gali išlikti stabiliausiame veikimo režime ir pasiekti praktinį rezultatą net ir tada, kai balansavimas formaliai laikomas neįmanomu.
Svarbu suprasti, kad tai ne “prietaiso klaida”, o netiesinių sistemų fizikos pasekmė. Prietaisas teisingai skaičiuoja pagal tiesinį modelį, o inžinierius pritaiko rezultatą praktiškai prie realaus mechaninės sistemos elgesio.
Galutinis principas
Galiausiai, sėkmingas balansavimas neapsiriboja vien svorio ir kampo apskaičiavimu. Reikia suprasti objekto dinaminį elgesį, jo tiesiškumą, vibracijos stabilumą ir atstumą nuo rezonanso sąlygų. „Balanset-1A“ suteikia visas reikalingas matavimo, analizės ir skaičiavimo priemones, tačiau galutinį rezultatą visada lemia pačios sistemos mechaninė būklė. Tai ir skiria formalų požiūrį nuo realios inžinerinės praktikos vibracijos diagnostikoje ir rotorių balansavime.
Klausimai ir atsakymai
Tai netiesinio objekto požymis. Tiesiniame objekte virpesių amplitudė yra proporcinga disbalanso dydžiui, o fazė kinta tuo pačiu kampu kaip ir svarelio kampinė padėtis. Kai šios sąlygos pažeidžiamos, įtakos koeficientas nebėra pastovus ir standartinis balansavimo algoritmas pradeda generuoti klaidas. Tipinės priežastys yra guolių laisvumas, atsipalaidavusios atramos, trintis ir veikimas artimoje rezonanso būsenai.
Linijinis objektas yra rotoriaus sistema, kurioje esant tam pačiam sukimosi greičiui, vibracijos amplitudė yra tiesiogiai proporcinga disbalanso dydžiui, o vibracijos fazė griežtai atitinka nesubalansuotos masės kampinę padėtį. Tokių objektų įtakos koeficientas yra pastovus ir nepriklauso nuo bandomojo svarelio masės.
Netiesinis objektas yra sistema, kurioje pažeidžiamas proporcingumas tarp virpesių ir disbalanso ir (arba) fazės santykio pastovumas. Vibracijų amplitudė ir fazė pradeda priklausyti nuo bandomojo svarelio masės. Dažniausiai tai susiję su guolių laisvumu, dilimu, sausa trintimi, minkštų ir kietų atramų sąveika arba standesnių konstrukcinių elementų sąveika.
Taip, bet rezultatas yra nestabilus ir priklauso nuo veikimo režimo. Balansavimas galimas tik ribotame diapazone, kuriame objektas elgiasi sąlygiškai tiesiškai. Už šio diapazono ribų įtakos koeficientai keičiasi ir prarandamas rezultato pakartojamumas.
Įtakos koeficientas yra vibracijos jautrumo disbalanso pokyčiams matas. Jis parodo, kiek pasikeis vibracijos vektorius, kai žinomas bandomasis svoris bus sumontuotas tam tikroje plokštumoje tam tikru greičiu.
Įtakos koeficientas yra nestabilus, jei objektas yra netiesinis, jei vibracija laikui bėgant nestabili arba jei yra rezonansas, terminis įkaitimas, atsipalaidavę tvirtinimo elementai arba kintančios trinties sąlygos. Tokiais atvejais pakartotiniai paleidimai sukuria skirtingas amplitudės ir fazės vertes.
Išsaugoti įtakos koeficientai gali būti naudojami tik identiškiems rotoriams, veikiantiems tuo pačiu greičiu, esant toms pačioms montavimo sąlygoms ir atramos standumui. Objektas turi būti tiesus ir atsparus vibracijai. Net ir nedidelis sąlygų pasikeitimas senus koeficientus daro nepatikimus.
Įšilimo metu keičiasi guolių tarpai, atramų standumas, tepalo klampumas ir trinties lygis. Tai pakeičia sistemos dinaminius parametrus ir dėl to keičiasi vibracijos amplitudė bei fazė.
Vibracijos nestabilumas yra amplitudės ir (arba) fazės pokytis laikui bėgant esant pastoviam sukimosi greičiui. Balansavimas remiasi vibracijos vektorių palyginimu, todėl, kai vibracija nestabili, palyginimas praranda prasmę ir skaičiavimas tampa nepatikimas.
Yra būdingas struktūrinis nestabilumas, lėtas “šliaužiantis” nestabilumas, svyravimai nuo pradžios iki pradžios, su įšilimu susijęs nestabilumas ir su rezonansu susijęs nestabilumas, kai veikiama šalia natūralių dažnių.
Rezonanso zonoje net ir nedidelis disbalansas sukelia staigų vibracijos padidėjimą, o fazė tampa itin jautri mažiems pokyčiams. Tokiomis sąlygomis objektas tampa netiesinis, o balansavimo rezultatai praranda fizikinę prasmę.
Tipiniai požymiai yra staigus vibracijos padidėjimas esant nedideliems greičio pokyčiams, nestabili fazė, platūs spektro iškilimai ir didelis vibracijos jautrumas nedideliems apsukų skaičiaus pokyčiams. Vibracijos maksimumas dažnai stebimas įsibėgėjimo arba lėtėjimo metu.
Didelę vibraciją gali sukelti rezonansas, atsilaisvinusios konstrukcijos, pamatų defektai arba guolių problemos. Tokiais atvejais balansavimas nepašalins vibracijos priežasties.
Vibracijos poslinkis apibūdina judesio amplitudę, vibracijos greitis apibūdina šio judėjimo greitį, o vibracijos pagreitis apibūdina pagreitį. Šie dydžiai yra susiję, tačiau kiekvienas iš jų geriau tinka tam tikrų tipų defektams ir dažnių diapazonams aptikti.
Vibracijos greitis atspindi vibracijos energijos lygį plačiame dažnių diapazone ir yra patogus vertinant bendrą mašinų būklę pagal ISO standartus.
Teisingas konvertavimas įmanomas tik vieno dažnio harmoniniams virpesiams. Sudėtingiems virpesių spektrams tokie konvertavimai pateikia tik apytikslius rezultatus.
Galimos priežastys: rezonansas, pamato defektai, atsipalaidavę tvirtinimo elementai, guolių susidėvėjimas, nesuderinamumas arba objekto netiesiškumas. Balansavimas pašalina tik disbalansą, o ne kitus defektus.
Jei mechaninių defektų neaptinkama ir vibracija po balansavimo nesumažėja, būtina išanalizuoti vibracijos pasiskirstymą ant mašinos ir pagrindo. Tipiniai požymiai yra didelė korpuso ir pagrindo vibracija bei fazės poslinkiai tarp matavimo taškų.
Neteisingas jutiklio montavimas iškreipia amplitudę ir fazę, sumažina matavimo pakartojamumą ir gali lemti neteisingas diagnostikos išvadas bei klaidingus balansavimo rezultatus.
Vibracija pasiskirsto netolygiai visoje struktūroje. Skiriasi standumas, masės ir režimo formos, todėl amplitudė ir fazė gali labai skirtis skirtinguose taškuose.
Paprastai ne. Dėl susidėvėjimo ir padidėjusių tarpų objektas tampa netiesinis. Balansavimas tampa nestabilus ir nesuteikia ilgalaikio rezultato. Išimtys galimos tik esant projektiniams tarpams ir stabilioms sąlygoms.
Paleidimas sukuria dideles dinamines apkrovas. Jei konstrukcija atlaisvinama, elementų santykinė padėtis keičiasi po kiekvieno paleidimo, todėl keičiasi ir vibracijos parametrai.
Nuoseklus balansavimas galimas identiškiems rotoriams, sumontuotiems identiškomis sąlygomis, užtikrinant vibracijos stabilumą ir nesant rezonanso. Tokiu atveju pirmojo rotoriaus įtakos koeficientai gali būti taikomi vėlesniems rotoriams.
Paprastai tai lemia atramos standumo pokyčiai, surinkimo skirtumai, sukimosi greičio pokyčiai arba objekto perėjimas į netiesinį veikimo režimą.
Vibracijos sumažinimas iki stabilaus lygio, išlaikant amplitudės ir fazės pakartojamumą nuo pradžios iki pradžios ir rezonanso ar netiesiškumo požymių nebuvimą.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 
0 komentarų