Rotējošo mašīnu disbalansa (nelīdzsvarotības) izpratne

Definīcija: Kas ir nelīdzsvarotība?

Nelīdzsvarotība (bieži lietots kā sinonīms terminam "disbalanss") ir rotora stāvoklis, kad masas centrs (vai smaguma centrs) nav vienā līnijā ar rotācijas centru. Šī nobīde, kas pazīstama kā ekscentriskums, nozīmē, ka masa nav vienmērīgi sadalīta ap rotācijas asi. Kad rotors griežas, šis nevienmērīgais masas sadalījums rada centrbēdzes spēku, kas velk rotoru prom no tā centra, izraisot visas mašīnas vibrāciju. Disbalanss ir visizplatītākais vibrācijas avots rotējošās mašīnās.

Klasiskā nelīdzsvarotības pazīme

Disbalansam ir ļoti atšķirīga un atpazīstama vibrācijas signatūra, kas to padara relatīvi viegli diagnosticējamu:

• Biežums: Vibrācija rodas tieši laikā 1x lielāks rotācijas ātrums rotora. Ja mašīna paātrinās vai palēninās, vibrācijas frekvence to precīzi sekos.
• Virziens: Vibrācija galvenokārt ir radiāls virzienā (horizontālā un vertikālā). Parasti ir ļoti maza aksiālā (vilces) vibrācija.
• Amplitūda: Vibrācijas amplitūda ir proporcionāla rotācijas ātruma kvadrātam. Ja ātrums tiek dubultots, nelīdzsvarotības spēks (un rezultātā vibrācija) četrkāršosies.
• Fāze: Fāzes mērījums disbalansa noteikšanai parasti ir stabils un atkārtojams.

Nelīdzsvarotības veidi

Nelīdzsvarotību var iedalīt trīs galvenajos veidos:

1. Statiskā nelīdzsvarotība

Šis ir vienkāršākais disbalansa veids, kas pazīstams arī kā “spēka disbalanss”. Tas rodas, ja masa ir nevienmērīgi sadalīta vienā plaknē, piemēram, viens smags punkts uz plāna diska. To sauc par “statisko”, jo to var noteikt, kad rotors ir miera stāvoklī; ja to novieto uz bezberzes naža asmeņiem, rotors ripos, līdz smagais punkts nonāks apakšā. To var koriģēt ar vienu svaru, kas novietots 180° leņķī pretī smagajam punktam.

2. Pāra nelīdzsvarotība

Tas notiek, ja rotora pretējos galos ir divi vienāda lieluma smagi punkti, kas atrodas 180° leņķī viens no otra. Tas rada "pāra" jeb šūpošanās kustību, kas mēģina pagriezt rotoru pāri galam. Rotors ar tīru pāra disbalansu ir statiski līdzsvarots (tas neripo pa naža asmeni), bet rotējot tas stipri vibrēs. Lai neitralizētu šūpošanās kustību, ir nepieciešami divi korekcijas atsvari divās atsevišķās plaknēs.

3. Dinamiskā nelīdzsvarotība

Šis ir visizplatītākais stāvoklis reālās mašīnās. Tā ir gan statiskā, gan pāra disbalansa kombinācija. Dinamiskā disbalansa korekcijai ir nepieciešams veikt masas korekcijas vismaz divās dažādās plaknēs gar rotoru, un šis process ir pazīstams kā dinamiskā līdzsvarošana.

Biežākie nelīdzsvarotības cēloņi

Nelīdzsvarotība var pastāvēt jau ražošanas laikā vai rasties ekspluatācijas laikā. Biežākie cēloņi ir šādi:

• Ražošanas nepilnības: Lējumu porainība, nevienmērīgs materiāla blīvums un apstrādes pielaides.
• Montāžas kļūdas: Nepareizi uzstādītas detaļas, nevienmērīgi pievilktas skrūves vai nepareizi izlīdzināti ķīļi.
• Nolietojums: Nevienmērīga erozija, korozija vai nodilums uz ventilatora lāpstiņām vai sūkņa lāpstiņriteņiem.
• Materiāla uzkrāšanās: Netīrumu, putekļu vai produktu uzkrāšanās uz ventilatoru, pūtēju un centrifūgu rotoriem.
• Komponentu kļūme: Izmests līdzsvara svars vai salauzts asmens acumirklī radīs nopietnu nelīdzsvarotības stāvokli.

Kāpēc nelīdzsvarotības korekcija ir kritiska

Mašīnas darbība ar ievērojamu disbalansu ir kaitīga tās veselībai. Pastāvīgais cikliskais spēks izraisa:

• Priekšlaicīga gultņa atteice: Gultņi tiek pakļauti lielām dinamiskām slodzēm, kas izraisa ātru nodilumu.
• Nogurums un plaisāšana: Vibrācija rada noguruma spriegumu uz vārpstas, pamatnes un citām sastāvdaļām.
• Samazināta efektivitāte: Enerģija tiek izšķiesta vibrācijas un siltuma veidā, nevis veicot lietderīgu darbu.
• Drošības riski: Smaga nelīdzsvarotība var izraisīt katastrofālu kļūmi.

Nelīdzsvarotība tiek koriģēta, izmantojot sistemātisku balansēšanas procedūru, kas ir viens no efektīvākajiem veidiem, kā uzlabot mašīnu uzticamību.

← Atpakaļ uz galveno indeksu