Lauka balansēšanas izpratne (balansēšana uz vietas)
Lauka līdzsvarošana, pazīstams arī kā balansēšana uz vietas, ir process, kurā tiek labots nelīdzsvarotība no rotors kamēr tas darbojas uz saviem gultņiem un balsta konstrukcijas, strādājot ar normālu darba ātrumu vai tuvu tam. Atšķirībā no balansēšanas darbnīcā, kur rotoru noņem un uzstāda uz speciālu balansēšanas mašīna, lauka balansēšana tiek veikta uz vietas, mašīnai esot pilnībā samontētai. Tas ir praktisks, ikdienā izmantojams veids, kā rotora balansēšana apkopes un uzticamības nodrošināšanas komandām, jo tas koriģē iekārtas darbību tās faktiskās darbības laikā.
1. Definīcija: Kas ir lauka balansēšana?
Šajā procesā parasti tiek izmantots portatīvs vibrācijas analizators to measure the amplitūda un fāze of the 1× (skriešanas ātrums) vibrācijas, piestipriniet izmēģinājuma svars ar zināmu masu, atkārtoti izmēra jauno svārstību reakciju un pēc tam aprēķina nepieciešamo korekcijas svars un tā leņķveida novietojumu. Tā kā rotors paliek savos gultņos, rezultāts atspoguļo iekārtas faktisko darbības stāvokli, nevis ideālu stāvokli uz balansēšanas stenda.
Fāzes atsauce ir neaizstājama: analizatoram ir jāzina kur vārpsta katrā brīdī pārvērš vibrācijas maksimumu par smaguma punkta leņķi. Šī atsauce ir ņemta no tahometrs izraisot vienu reizi vienā apgriezienā, parasti no sloksnes atstarojoša lente.
2. Kāpēc ir nepieciešama lauka līdzsvarošana?
Lai gan darbnīcas balansēšana ir ļoti precīza, tā nevar ņemt vērā visus faktorus, kas ietekmē mašīnas līdzsvaru tās darbības vidē. Lauka balansēšana ir nepieciešama, ja nelīdzsvarotību izraisa vai to var labot, tikai ņemot vērā visu mašīnas mezglu. Biežākie iemesli ir šādi:
- Montāžas nelīdzsvarotība: mašīnas galīgais nelīdzsvarotības lielums ir visu tās rotējošo detaļu (darba ratu, vārpstas, sakabe(skriemelis, tapas un stiprinājumi). Balansēšana uz vietas vienlaikus novērš visa mezgla nelīdzsvarotību, ieskaitot nelielas novirzes, kas radušās, atkārtoti samontējot iekārtu.
- Ietekme uz darbību: nelīdzsvarotība var rasties apstākļu dēļ, kas parādās tikai normālas darbības laikā, piemēram, termiskā deformācija rotora, aerodinamiskās spēkasvai hidrauliskās spēkas. Tos nav iespējams atkārtot ar veikala balansēšanas iekārtu.
- Materiāla uzkrāšanās vai nodilums: ventilatoriem, pūstiem un centrifūgām, nevienmērīga produktu uzkrāšanās vai nevienmērīga valkāt laika gaitā izraisa nelīdzsvarotību. Līdzsvarošana uz vietas ir vienīgais praktiskais veids, kā to novērst bez pilnīgas kapitālremonta veikšanas.
- Neiespējamība to noņemt: ļoti lielām iekārtām — lieliem rūpnieciskajiem ventilatoriem, turbīnu ģeneratoriem — rotora noņemšana balansēšanai darbnīcā ir ārkārtīgi dārga un laikietilpīga. Balansēšana uz vietas ir daudz ekonomiskāks un ātrāks risinājums, un tā ir pamatā uz vietas veiktajai balansēšanai ISO 21940-13.
3. Lauka līdzsvarošanas process (ietekmes koeficienta metode)
Visizplatītākā lauka balansēšanas metode ir ietekmes koeficienta metode, kas noris loģiskā, atkārtojamā secībā:
- Sākotnējais skrējiens: iekārta darbojas ar standarta darba ātrumu, un sākotnējā 1× vibrācijas amplitūda un fāze — sākotnējā nelīdzsvarotība vektors — tiek izmērīts un reģistrēts.
- Izmēģinājuma svara novietošana: iekārta tiek apturēta, un rotoram zināmā leņķa stāvoklī tiek droši piestiprināts izmēģinājuma svars ar zināmu masu.
- Izmēģinājuma brauciens: iekārta tiek atkārtoti iedarbināta ar to pašu ātrumu. Tiek izmērīta un reģistrēta jauna vibrācijas amplitūda un fāze (reakcijas vektors).
- Aprēķins: izmēģinājuma svara izraisītā vibrācijas vektora izmaiņa rada ietekmes koeficients, kas raksturo, cik lielā mērā mainās vibrācija mērīšanas punktā, ja korekcijas vietā ir noteikta nelīdzsvarotība. Analizators apvieno šo koeficientu ar sākotnējo vektoru — izmantojot vektoru saskaitīšana — lai aprēķinātu nepieciešamās korekcijas precīzo masu un leņķi.
- Korekcijas svara izvietojums: iekārta tiek apturēta, izmēģinājuma svars noņemts un aprēķinātais korekcijas svars pastāvīgi piestiprināts norādītajā leņķī.
- Verifikācijas cikls: iekārta tiek palaista vēl pēdējo reizi, lai pārliecinātos, ka vibrācija ir samazinājusies līdz pieņemamam līmenim saskaņā ar tādiem standartiem kā ISO 20816-1, un ka atlikušais disbalanss atrodas izvēlētajā pielaides robežās.
Vienkāršos rotorus apstrādā ar vienas plaknes balansēšana; garākiem rotoriem, kuriem piemīt griezes moments, ir nepieciešams divu plakņu (dinamiskā) balansēšana. A izmēģinājuma svara kalkulators palīdz izvēlēties drošu un efektīvu sākuma masu pirmajam izmēģinājuma braucienam.
4. Lauka balansēšana praksē, izmantojot portatīvo analizatoru
Praksē visa iepriekš aprakstītā sistēma tiek darbināta, izmantojot vienu rokas instrumentu, nevis stabilizējošu statīvu. Pārnēsājams divkanālu analizators, piemēram, Balanset-1A izmēra amplitūdu un fāzi katrā gultnī, automātiski aprēķina ietekmes koeficientus un nosaka vienplaknes un divplaknes korekcijas — pēc tam pārbauda atlikušo nelīdzsvarotību, salīdzinot ar ISO 21940-11 balansēšanas kvalitātes pakāpes. Darbojoties mašīnas pašu gultņos darba ātrumā, tas fiksē reālo darbības stāvokli — ieskaitot montāžas, termiskos un aerodinamiskos efektus — ko darbnīcas iekārta vienkārši nespēj atainot. Komplektācijā iekļautais optiskais lāzera tahometrs nodrošina fāzes atsauci reizi vienā apgriezienā, izmantojot nelielu atstarojošas lentes gabaliņu, tādēļ vārpstas sagatavošanai nav nepieciešams nekas vairāk kā šī lentes strīpa.
5. Galvenie apsvērumi un drošības pasākumi
Lauka izlīdzināšana prasa prasmi un rūpīgu plānošanu. Kā norādīts tādos standartos kā ISO 21940-13, drošība ir galvenā prioritāte.
- Drošība: Pārbaudes un korekcijas svari jāpiestiprina pietiekami droši, lai tie izturētu centrbēdzes spēks darba ātrumā, un, kamēr iekārta darbojas, ir jākontrolē piekļuve tai.
- Priekšnosacījumi: Pirms balansēšanas izslēdziet citus iemeslus, kas var izraisīt augstu 1× vibrāciju — neatbilstība, rezonanse, a izliekta vārpsta, vai mehānisks vaļīgums — jo līdzsvarošana nevar atrisināt problēmu, kas patiesībā nav nelīdzsvarotība.
- Instrumentācija: Šim darbam ir nepieciešams analizators, kas spēj mērīt amplitūdu un fāzi, kā arī fāzes etalona sensors (tahometrs). Mērījumu atkārtojamība ir atkarīga no sensora pareiza uzstādījuma un tīra, uzticama tahometra impulsa.
- Ātruma stabilitāte: iekārtai visā katra cikla laikā jāuztur nemainīgs ātrums; ātruma svārstības izkropļo fāžu datus, uz kuriem balstās visi aprēķini.
