Kas ir rotora balansēšana? Visaptverošs ceļvedis

Definīcija: Balansēšanas pamatkoncepcija

Rotoru balansēšana ir sistemātisks rotējoša ķermeņa (rotora) masas sadalījuma uzlabošanas process, lai nodrošinātu, ka efektīvā masas centra līnija sakrīt ar tā patieso ģeometrisko centra līniju. Kad rotors ir nelīdzsvarots, rotācijas laikā rodas centrbēdzes spēki, kas izraisa pārmērīgu vibrāciju, troksni, saīsinātu gultņu kalpošanas laiku un potenciāli katastrofālus bojājumus. Balansēšanas mērķis ir samazināt šos spēkus, pievienojot vai noņemot precīzu svara daudzumu noteiktās vietās, tādējādi samazinot vibrāciju līdz pieņemamam līmenim.

Kāpēc balansēšana ir kritisks apkopes uzdevums?

Disbalanss ir viens no visbiežāk sastopamajiem vibrācijas avotiem rotējošās mašīnās. Precīzas balansēšanas veikšana nav tikai vibrācijas samazināšana; tā ir kritiska apkopes darbība, kas sniedz ievērojamas priekšrocības:

• Pagarināts gultņu kalpošanas laiks: Disbalansa spēki tiek tieši pārnesti uz gultņiem. Šo spēku samazināšana ievērojami pagarina gultņu kalpošanas laiku.
• Uzlabota mašīnas uzticamība: Zemāka vibrācija samazina slodzi uz visām mašīnas sastāvdaļām, tostarp blīvēm, vārpstām un konstrukcijas balstiem, tādējādi samazinot bojājumu skaitu.
• Uzlabota drošība: Augsts vibrācijas līmenis var izraisīt detaļu bojājumus, radot ievērojamus draudus personāla drošībai.
• Samazināts trokšņa līmenis: Mehāniskā vibrācija ir galvenais rūpnieciskā trokšņa avots. Labi līdzsvarota mašīna darbojas daudz klusāk.
• Zemāks enerģijas patēriņš: Enerģija, kas citādi tiktu izšķiesta, radot vibrāciju un siltumu, tiek pārvērsta lietderīgā darbā, uzlabojot efektivitāti.

Balansēšanas veidi: statiskā un dinamiskā

Balansēšanas procedūras tiek iedalītas kategorijās, pamatojoties uz nelīdzsvarotības veidu, ko tās koriģē. Divi galvenie veidi ir statiskā un dinamiskā balansēšana.

Statiskā balansēšana (vienas plaknes balansēšana)

Statiskā nelīdzsvarotība rodas, ja rotora masas centrs ir nobīdīts no tā rotācijas ass. To bieži vizualizē kā vienu "smagu punktu". Statiskā balansēšana to koriģē, pielietojot vienu korekcijas svaru 180° leņķī pretēji smagajai vietai. To sauc par "statisko", jo šāda veida nelīdzsvarotību var noteikt, kad rotors ir miera stāvoklī (piemēram, uz naža asmens veltņiem). Tas ir piemērots šauriem, diska formas rotoriem, piemēram, ventilatoriem, slīpripām un spararatiem, kur garuma un diametra attiecība ir maza.

Dinamiskā balansēšana (divu plakņu balansēšana)

Dinamiskais disbalanss ir sarežģītāks stāvoklis, kas ietver gan statisko disbalansu, gan "pāra" disbalansu. Pāra disbalanss rodas, ja rotora pretējos galos ir divi vienāda lieluma smagi punkti, kas atrodas 180° attālumā viens no otra. Tas rada šūpošanās kustību jeb momentu, ko var noteikt tikai tad, kad rotors griežas. Dinamiskā balansēšana ir nepieciešama lielākajai daļai rotoru, īpaši tiem, kuru garums ir lielāks par to diametru (piemēram, motora armatūrām, vārpstām un turbīnām). Tas prasa veikt korekcijas vismaz divās dažādās plaknēs gar rotora garumu, lai neitralizētu gan spēku, gan pāra disbalansu.

Balansēšanas procedūra: kā tā tiek veikta

Mūsdienu balansēšanu parasti veic, izmantojot specializētu aprīkojumu un sistemātisku pieeju, bieži izmantojot ietekmes koeficienta metodi:

1. Sākotnējais skrējiens: Iekārta tiek darbināta, lai izmērītu sākotnējo vibrācijas amplitūdu un fāzes leņķi, ko izraisa esošais disbalanss. Tiek izmantots vibrācijas sensors un tahometrs (fāzes atskaites punktam).
2. Izmēģinājuma svara skrējiens: Zināms izmēģinājuma svars ir īslaicīgi piestiprināts rotoram zināmā leņķiskā pozīcijā korekcijas plaknē.
3. Otrais skrējiens: Iekārta tiek iedarbināta vēlreiz, un tiek mērīta jaunā vibrācijas amplitūda un fāze. Vibrācijas izmaiņas (vektora starpību) izraisa tikai izmēģinājuma svars.
4. Aprēķins: Zinot, kā izmēģinājuma svars ietekmēja vibrāciju, balansēšanas instruments aprēķina “ietekmes koeficientu”. Šis koeficients pēc tam tiek izmantots, lai noteiktu precīzu korekcijas svara daudzumu un precīzu leņķi, kurā tas jānovieto, lai novērstu sākotnējo nelīdzsvarotību.
5. Labojums un pārbaude: Izmēģinājuma atsvars tiek noņemts, tiek uzstādīts aprēķinātais pastāvīgais korekcijas atsvars un tiek veikta pēdējā pārbaude, lai pārbaudītu, vai vibrācija ir samazināta līdz pieņemamam līmenim. Divu plakņu balansēšanas gadījumā šo procesu atkārto otrajai plaknei.

Attiecīgie standarti un pielaides

Pieņemamie vibrācijas līmeņi nav patvaļīgi. Tos nosaka starptautiskie standarti, jo īpaši ISO 21940 sērija (kas aizstāja vecāko ISO 1940). Šie standarti definē “līdzsvara kvalitātes pakāpes” (piemēram, G 6.3, G 2.5, G 1.0) dažādām mašīnu klasēm. Zemāks G skaitlis norāda uz stingrāku pielaidi. Šīs pakāpes tiek izmantotas, lai aprēķinātu maksimāli pieļaujamo atlikušo disbalansu konkrētam rotoram, pamatojoties uz tā masu un darba ātrumu, nodrošinot, ka tas atbilst ekspluatācijas prasībām.

← Atpakaļ uz galveno indeksu