Dinamiskās vārpstas balansēšanas instrukcija

Publicēts Nikolajs Šelkovenko uz

Dinamiskās vārpstas balansēšanas instrukcija – ISO 21940 | Vibromera
Lauka balansēšana · Pilnīgs ceļvedis

Dinamiskās vārpstas balansēšanas instrukcija: Statiskā pret dinamisko, lauka procedūras un ISO 21940 pakāpes

Viss, kas lauka inženierim nepieciešams, lai balansētu rotorus uz vietas — sākot ar disbalansa fiziku un beidzot ar galīgo verifikācijas braucienu. Septiņu soļu procedūra, izmēģinājuma svara formulas, korekcijas leņķa mērīšana un ISO pielaides tabulas. Testēts uz vairāk nekā 2000 rotoriem, kas izmantoti ventilatoros, mulčeros, drupinātājos un vārpstās.

✎ Nikolajs Šelkovenko Atjaunināts: 2026. gada februāris ~18 minūšu lasīšanas laiks

Kas ir dinamiskā balansēšana?

Definīcija

Dinamiskā līdzsvarošana ir rotējoša ķermeņa (rotora) nevienmērīgā masas sadalījuma mērīšanas un koriģēšanas process, kamēr tas griežas ar darba ātrumu. Atšķirībā no statiskās balansēšanas, kas koriģē masas nobīdi vienā plaknē, dinamiskā balansēšana novērš nelīdzsvarotību divas vai vairākas lidmašīnas vienlaikus, novēršot gan centrbēdzes spēku, gan šūpošanās pāri, kas izraisa gultņu vibrāciju.

Katrai rotējošai detaļai — sākot no 200 kg smaga mulčera rotora līdz 5 g zobārstniecības urbšanas vārpstai — ir zināms atlikušais disbalanss. Ražošanas pielaides, materiālu neatbilstības, korozija un uzkrātie nogulumi pārvieto masas centru prom no ģeometriskās rotācijas ass. Rezultāts ir centrbēdzes spēks, kas pieaug proporcionāli ātruma kvadrātam: divkāršojot apgriezienus minūtē, spēks četrkāršojas.

Rotors, kas griežas ar ātrumu 3000 apgr./min. ar tikai 10 g disbalansu 150 mm rādiusā, rada aptuveni 150 N rotācijas spēku — pietiekami, lai sabojātu gultņus dažu nedēļu laikā. Dinamiskā balansēšana samazina šo spēku līdz līmenim, kas noteikts starptautiskajos standartos (ISO 21940-11, agrāk ISO 1940), pagarinot gultņu kalpošanas laiku no mēnešiem līdz gadiem un samazinot vibrācijas izraisīto dīkstāvi.

Lauka inženiera piezīme
13 gadu lauka darbu laikā aptuveni 40% vibrācijas sūdzību pamatcēlonis ir bijis nelīdzsvarotība, ko esmu izmeklējis. Tā ir arī visvieglāk novēršamā kļūme uz vietas — apmācīts tehniķis ar pareizo instrumentu paveic darbu 30–45 minūtēs, nenoņemot rotoru.

Statiskais un dinamiskais līdzsvars

Viena plakne
Rotors statiskā nelīdzsvarotībā — smagais punkts griežas uz leju
Statiskais līdzsvars

Rotora smaguma centrs ir nobīdīts no rotācijas ass viena lidmašīna. Novietojot uz naža asmens balstiem, smagā puse noripo apakšā — to var noteikt bez griešanās.

Labojums: pievienot vai noņemt masu vienā leņķa pozīcijā pretī smagajai vietai. Pietiek ar vienu korekcijas plakni.

Attiecas uz: šauras diska formas detaļas, kuru diametrs > 7 × platums — spararati, slīpripas, viena diska lāpstiņriteņi, zāģa asmeņi, bremžu diski.

Divas lidmašīnas
Garš rotors dinamiskā nelīdzsvarotībā — divas masas nobīdes dažādās plaknēs
Dinamiskais līdzsvars

Divas (vai vairākas) masas kompensācijas ir spēkā. dažādas lidmašīnas gar rotora garumu. Tie var viens otru statiski atcelt — rotors nekustīgi stāv uz naža asmeņiem —, bet radīt šūpojošs pāris griežoties. Šo pāri nevar noteikt vai labot bez rotācijas.

Labojums: divi kompensācijas atsvari divās atsevišķās plaknēs. Instruments aprēķina katras plaknes masu un leņķi no ietekmes koeficientu matricas.

Attiecas uz: pagarināti rotori — vārpstas, ventilatori ar platiem lāpstiņriteņiem, mulčēšanas rotori, veltņi, daudzpakāpju sūkņu lāpstiņriteņi, turbīnas.

Galvenā atšķirība: Statiski līdzsvarotam rotoram joprojām var būt nopietns dinamiskais nelīdzsvarotības līmenis. Spēki vienā plaknē ir tieši pretēji spēkiem citā, tāpēc rotors neripo uz balstiem, bet brīdī, kad tas griežas, šis pāris rada spēcīgu vibrāciju gultņos. Divu plakņu dinamiskais balansējums uztver to, ko statiskās metodes nepamana.

Četri nelīdzsvarotības veidi

Standarts ISO 21940-11 izšķir četrus pamata nelīdzsvarotības modeļus. Izpratne par to, kurš no tiem dominē, palīdz izvēlēties pareizo balansēšanas stratēģiju.

Statiskais
Viens smags punkts. CG nobīdīts paralēli rotācijas asij. Nosakāms miera stāvoklī. Vienas plaknes korekcija.
Pāris
Divas vienādas masas, kas atrodas 180° attālumā viena no otras dažādās plaknēs. Neto spēks = 0, bet rada griezes momentu (pāri). Miera stāvoklī neredzams.
Kvazistatiska
Statiskās pozīcijas + pāra kombinācija, kur galvenā inerces ass krusto rotācijas asi punktā, kas nav smaguma centrs.
Dinamiskā
Vispārīgs gadījums: galvenā inerces ass nekrusto un nekrusto rotācijas asi. Visizplatītākais reālās pasaules modelis. Obligāta divu plakņu korekcija.

Praksē gandrīz katram rotoram, ar kuru saskaraties uz lauka, ir dinamiskais disbalanss — spēka un pāra komponentu kombinācija. Tāpēc divu plakņu balansēšana ir noklusējuma procedūra jebkuram rotoram, kas nav plāns disks.

Kad izmantot vienas plaknes un divu plakņu balansēšanu

Izšķirošais faktors ir rotors ģeometrijas attiecība L/D (aksiālais garums attiecībā pret ārējo diametru) apvienojumā ar tā darbības ātrumu.

Kritērijs Vienplaknes (1 sensors) Divu plakņu (2 sensori)
L/D attiecība L/D < 0,14 (diametrs > 7 × platums) L/D ≥ 0,14
Tipiskas detaļas Slīpripa, spararats, viendiska lāpstiņritenis, skriemelis, bremžu disks, zāģa asmens Ventilatora rotors, mulčētājs, vārpsta, veltnis, daudzpakāpju sūknis, turbīna, drupinātājs
Koriģētie nelīdzsvarotības veidi Tikai statiska (spēks) Statiskā + pāris + dinamiskā (spēks + moments)
Korekcijas lidmašīnas 1 2
Mērījumu cikli 2 (sākotnējais + 1 izmēģinājums) 3 (sākotnējie + 2 izmēģinājumi, pa vienam katrā plaknē)
Laiks vietnē 15–20 minūtes 30–45 minūtes
Īkšķa noteikums
Ja korekcijas plaknes atdala mazāk nekā ⅓ no rotora gultņu laiduma, šķērssavienojums starp plaknēm ir mazs, un vienas plaknes balansēšana var darboties pat tad, ja L/D > 0,14. Bet, ja jums ir divkanālu instruments, vienmēr izmantojiet divas plaknes — tas aizņem tikai 10 papildu minūtes un noķer pāris nelīdzsvarotību, ko viena plakne nepamana.

ISO 21940‑11 balansēšanas kvalitātes pakāpes

ISO 21940-11 (ISO 1940-1 pēctecis) katrai rotējošo mašīnu klasei piešķir a līdzsvara kvalitātes klase G, kas definēts kā rotora smaguma centra maksimāli pieļaujamais ātrums mm/s. Pieļaujamais atlikušais īpatnējais disbalanss euz vienu (g·mm/kg) tiek atvasināts no materiāla klases un darba ātruma:

Pieļaujamā īpatnējā nelīdzsvarotība
euz vienu = G × 1000 / ω = G × 1000 / (2π × RPM / 60)
euz vienu — pieļaujamais atlikušais īpatnējais disbalanss, g·mm/kg
G — līdzsvara kvalitātes pakāpe (piemēram, 6,3 nozīmē 6,3 mm/s)
ω — leņķiskais ātrums, rad/s
RPM — darba ātrums, apgr./min
Pakāpe e·ω, mm/s Mašīnu veidi
G 0.4 0.4 Žiroskopi, precīzijas slīpmašīnu vārpstas
G 1.0 1.0 Turbokompresori, gāzes turbīnas, mazi elektriskie armatūras elementi ar īpašām prasībām
G 2.5 2.5 Elektromotori, ģeneratori, vidējas/lielas turbīnas, sūkņi ar īpašām prasībām
G 6.3 6.3 Ventilatori, sūkņi, procesu iekārtas, spararati, centrifūgas, vispārējās rūpniecības iekārtas
G 16 16 Lauksaimniecības tehnika, drupinātāji, piedziņas vārpstas (kardāni), drupināšanas iekārtu detaļas
G 40 40 Vieglo automašīnu riteņi, kloķvārpstas komplekti (sērijveida ražošana)
G 100 100 Lielu, lēnu jūras dīzeļdzinēju kloķvārpstas komplekti

Darbības piemērs: ventilatora rotors

Centrbēdzes ventilatora rotors sver 80 kg, darbojas ar ātrumu 1450 apgr./min, un korekcijas rādiuss ir 250 mm. Nepieciešamā klase: G 6.3.

Aprēķins
euz vienu = 6,3 × 1000 / (2π × 1450 / 60) = 6300 / 151,8 ≈ 41,5 g·mm/kg
Kopējais pieļaujamais disbalanss = 41,5 × 80 = 3320 g·mm
Pie korekcijas rādiusa 250 mm: maksimālā atlikušā masa = 3320 / 250 = 13,3 g uz vienu plakni
Tas nozīmē, ka katra korekcijas plakne drīkst saglabāt ne vairāk kā 13,3 g disbalansa — aptuveni trīs M6 paplāksņu svaru.

Saistītie standarti: ISO 21940-11 (stingri rotori), ISO 21940-12 (elastīgi rotori), ISO 10816-3 (vibrācijas intensitātes robežas), ISO 1940 (mantotais priekštecis).

Septiņu soļu lauka balansēšanas procedūra

Šī ir ietekmes koeficienta metode divu plakņu lauka balansēšanai, ko pielieto ar pārnēsājamu instrumentu, piemēram, Balansets‑1A. Tā pati loģika darbojas ar jebkuru divkanālu balansēšanas analizatoru.

1
Rotora sagatavošana un sensoru uzstādīšana
Notīriet gultņu korpusus no netīrumiem un taukiem — sensoriem jāatrodas vienā līmenī ar metāla virsmu. Uzstādiet vibrācijas sensoru 1 uz gultņa korpusa, kas ir vistuvāk 1. lidmašīna (parasti piedziņas galā). Uzstādiet 2. sensoru netālu no 2. lidmašīna (bez piedziņas gala). Piestipriniet atstarojošo lenti pie lāzera tahometra vārpstas. Pievienojiet visus kabeļus mērierīcei.
2
Sākotnējās vibrācijas mērīšana (0. darbība)
Iedarbiniet rotoru un nodrošiniet tam stabilu darba ātrumu. Instruments vienlaikus mēra vibrācijas amplitūdu (mm/s) un fāzes leņķi (°) abos sensoros. Tas ir bāzes līnija — rotora "slimība" pirms apstrādes. Pierakstiet vērtības un apturiet iekārtu.
Padoms darbam dabā: pirms ierakstīšanas nogaidiet vismaz 10–15 sekundes pēc apgriezienu skaita stabilizēšanās. Termiskās pārejas un gaisa plūsmas izzūd pirmajās sekundēs.
Sākotnējais vibrācijas mērījums uz rotora — Balanset-1A ekrāns, kurā redzami bāzes rādījumi
3
Izmēģinājuma svara uzstādīšana 1. plaknē (1. izpildījums)
Apturiet rotoru. Pievienojiet izmēģinājuma svars ar zināmu masu patvaļīgā leņķiskā pozīcijā 1. plaknē. Skaidri atzīmējiet šo pozīciju — tā kļūst par jūsu 0° atskaites punktu leņķa mērīšanai vēlāk. Restartējiet rotoru un reģistrējiet vibrāciju abos sensoros. Instruments tagad zina, kā mainās rotora vibrācijas lauks, pievienojot masu 1. plaknē.
Padoms: ātrai piestiprināšanai izmantojiet skrūvi ar paplāksni, kas piestiprināta pie rotora malas, vai šļūtenes skavu ar uzgriezni. Pārbaudes svaram vajadzētu radīt izmērāmas vibrācijas izmaiņas (≥30 % amplitūdas izmaiņas vai ≥30° fāzes nobīde pie jebkura sensora).
⚖
Cik lielam jābūt izmēģinājuma svaram? Izmantojiet empīrisko formulu: Mt = Mr × K / ( Rt × (N/100)²) kur Mr = rotora masa (g), K = balsta stingrības koeficients (1–5, vidējai vērtībai izmantojiet 3), Rt = uzstādīšanas rādiuss (cm), N = apgr./min. Vai arī izmantojiet mūsu Tiešsaistes izmēģinājuma svara kalkulators — ievadiet rotora parametrus un uzreiz saņemiet ieteicamo masu.
Kalibrēšanas svara uzstādīšana uz pirmās korekcijas plaknes
4
Pārvietot izmēģinājuma svaru uz 2. plakni (2. izpildījums)
Apturēt rotoru. Noņemt izmēģinājuma atsvaru no 1. plaknes. Piestiprināt tādu pašu izmēģinājuma atsvaru (vai atsvaru ar līdzīgu zināmu masu) patvaļīgā pozīcijā 2. plaknē. Atzīmēt šo otro atskaites punktu. Restartēt un reģistrēt vibrāciju abos sensoros. Tagad instrumentam ir pilnīga ietekmes koeficientu matrica — četri kompleksi koeficienti, kas saista nelīdzsvarotību jebkurā plaknē ar vibrāciju jebkurā sensorā.
Lauka padoms: ja 2. plaknē izmantojat citu izmēģinājuma atsvara masu, ievadiet programmatūrā pareizo vērtību — matemātiskā apstrāde pielāgojas automātiski.
Izmēģinājuma svara pārvietošana uz otro korekcijas plakni otrajam izmēģinājuma braucienam
5
Korekcijas svaru aprēķināšana
Instruments atrisina ietekmes koeficienta vienādojumus un parāda: masa (g) un leņķis (°) 1. plaknei un masu (g) un leņķi (°) 2. plaknei. Leņķis tiek mērīts no izmēģinājuma svara pozīcijas rotora griešanās virzienā. Ja programmatūra norāda "noņemt", tas nozīmē, ka korekcijas svaram jāpārvietojas par 180° pretēji norādītajai "pievienot" pozīcijai.
6
Instalējiet korekcijas svarus
Noņemiet izmēģinājuma atsvaru no 2. plaknes. Izgatavojiet vai izvēlieties korekcijas atsvarus, kas atbilst aprēķinātajām masām. Izmēriet leņķi no izmēģinājuma atsvara atskaites atzīmes griešanās virzienā. Stingri piestipriniet korekcijas atsvarus — ar metināšanu, šļūteņu skavām, regulēšanas skrūvju atsvariem vai skrūvēm atkarībā no mašīnas tipa un ātruma.
Lauka padoms: ja nevarat novietot svaru precīzā leņķī (piemēram, pieejami tikai skrūvju caurumi), izmantojiet svara sadalīšanas funkciju — instruments sadala korekcijas vektoru divās sastāvdaļās tuvākajās pieejamajās pozīcijās.
Diagramma, kurā parādīts korekcijas svara leņķa mērījums — no izmēģinājuma svara pozīcijas rotācijas virzienā
7
Pārbaudīt atlikumu (pārbaudes izpilde)
Pārstartējiet rotoru un reģistrējiet galīgo vibrāciju. Salīdziniet ar sākotnējo bāzes līniju un ar ISO 21940‑11 pielaidi jūsu mašīnas klasei. Ja vibrācija atbilst specifikācijām, esat pabeidzis. Ja nē, instruments var veikt apgriešanas skrējiens — tā izmanto esošos ietekmes koeficientus, lai aprēķinātu nelielu papildu korekciju bez jauniem izmēģinājuma svariem.
Padoms: parasti pietiek ar vienu regulēšanas reizi. Ja nepieciešamas vairāk nekā divas regulēšanas reizes, tas nozīmē, ka starp reizēm kaut kas ir mainījies — pārbaudiet, vai nav vaļīgu svaru, termiskās augšanas vai ātruma svārstību.
Galīgā verifikācijas skrējiena rezultāti uzrāda ievērojami samazinātu vibrācijas līmeni pēc balansēšanas
Visi septiņi soļi — viens instruments
Balanset-1A ekrānā parāda visu divu plakņu procedūru. Komplektā iekļauti divi akselerometri, lāzera tahometrs, Windows programmatūra un pārnēsāšanas soma.
€1,975
Skatīt Balanset‑1A WhatsApp

Izmēģinājuma svara aprēķins

Testa svaram jābūt pietiekami smagam, lai radītu ievērojamas vibrācijas izmaiņas, bet pietiekami vieglam, lai nepārslogotu gultņus vai radītu bīstamu stāvokli. Standarta empīriskā formula ņem vērā rotora masu, korekcijas rādiusu, darba ātrumu un atbalsta stingrību:

Izmēģinājuma svara masas formula
Mt = Mr × K / (Rt × (N / 100)²)
Mt — izmēģinājuma svara masa, grami
Mr — rotora masa, grami
K — balsta stingrības koeficients (1 = mīksti stiprinājumi, 3 = vidējs, 5 = stingrs pamats)
Rt — izmēģinājuma atsvara uzstādīšanas rādiuss, cm
N — darba ātrums, apgr./min

Nevēlaties veikt aprēķinus manuāli? Izmantojiet mūsu tiešsaistes izmēģinājuma svara kalkulators ↗ — ievadiet rotora parametrus, atbalsta veidu un vibrācijas līmeni un uzreiz saņemiet ieteicamo masu.

Apstrādāti piemēri (K = 3, vidējā stingrība)

Mašīna Rotora masa RPM Rādiuss Izmēģinājuma svars (K = 3)
Mulčera rotors 120 kg 2,200 30 cm 360 000 / (30 × 484) ≈ 25 g
Industriālais ventilators 80 kg 1,450 40 cm 240 000 / (40 × 210,25) ≈ 29 g
Centrifūgas cilindrs 45 kg 3,000 15 cm 135 000 / (15 × 900) = 10 g
Drupinātāja vārpsta 250 kg 900 25 cm 750 000 / (25 × 81) ≈ 370 g
Praktisks padoms: pārbaudiet atbildi
Formula norāda minimālo izmēģinājuma masu, kurai vajadzētu radīt izmērāmu reakciju. Pēc izmēģinājuma pārbaudiet, vai fāze ir nobīdījusies vismaz par 20–30° un amplitūda ir mainījusies par 20–30%. Ja reakcija ir pārāk maza, divkāršojiet vai trīskāršojiet izmēģinājuma masu un atkārtojiet. Pie ļoti zemiem apgriezieniem minūtē (< 500) formula var dot nepraktiski lielas vērtības — šādā gadījumā kā sākumpunktu izmantojiet rotora svaru 10%, dalītu ar korekcijas rādiusu.

Korekcijas leņķa mērīšana

Balansēšanas instruments izvada divus skaitļus katrā plaknē: masa (cik liels svars) un leņķis (kur to novietot). Leņķis vienmēr tiek norādīts attiecībā pret izmēģinājuma svara pozīciju.

Balanset-1A programmatūra — divu plakņu balansēšanas rezultātu logs, kurā polārajā diagrammā tiek parādīta korekcijas svara masa un leņķis
Balanset‑1A rezultātu ekrāns: programmatūra aprēķina korekcijas masu un leņķi katrai plaknei un attēlo vektorus polārajā diagrammā. Sarkanie vektori parāda nepieciešamo korekciju; zaļie parāda atlikušo vibrāciju pēc regulēšanas.

Kā izmērīt leņķi

Polārais grafiks, kas parāda korekcijas svara leņķi attiecībā pret izmēģinājuma svara pozīciju
  • Atskaites punkts (0°): leņķisko pozīciju, kurā novietojāt izmēģinājuma svaru. Pirms izmēģinājuma darbības to skaidri atzīmējiet uz rotora.
  • Mērīšanas virziens: vienmēr rotora griešanās virzienā.
  • Leņķa nolasīšana: Instruments rāda leņķi f₁ 1. plaknei un f₂ 2. plaknei. No izmēģinājuma svara atzīmes saskaitiet tik grādus rotācijas virzienā — turp nonāk korekcijas svars.
  • Ja tiek noņemta masa: novietojiet korekciju 180° leņķī pretēji norādītajai "pievienot" pozīcijai.

Svara sadalīšana fiksētās pozīcijās

Polārais grafiks, kurā redzams svara sadalījums divās fiksētās skrūvju caurumu pozīcijās

Ja rotoram ir iepriekš urbti caurumi vai fiksētas montāžas pozīcijas (piemēram, ventilatora lāpstiņu skrūves), iespējams, nevarēsiet novietot svaru precīzi aprēķinātajā leņķī. Balanset-1A komplektā ietilpst svara sadalīšanas funkcija: jūs ievadāt divu tuvāko pieejamo pozīciju leņķus, un programmatūra sadala atsevišķo korekcijas vektoru divos mazākos svaros šajās pozīcijās. Apvienotais efekts atbilst sākotnējam vektoram.

Korekcijas plaknes un sensoru izvietojums

Diagramma, kurā attēlotas korekcijas plaknes un sensoru mērīšanas punkti uz rotora

Korekcijas plakne ir rotora aksiālā pozīcija, kur pievienojat vai noņemat masu. Sensors mēra vibrāciju tuvākajā gultnī. Daži galvenie noteikumi:

  • Sensors atrodas uz gultņa korpusa — radiālā virzienā (vēlams horizontāli) pēc iespējas tuvāk gultņa centra līnijai.
  • 1. plakne atbilst 1. sensoram, 2. plakne uz 2. sensoru. Saglabājiet numerāciju nemainīgu, pretējā gadījumā programmatūra apmainīs korekcijas plaknes.
  • Maksimāli palielināt plakņu atdalīšanu: Jo tālāk viena no otras atrodas abas korekcijas plaknes, jo labāka ir pāra izšķirtspēja. Minimālā praktiskā atstarpe ir ⅓ no gultņu laiduma.
  • Izvēlieties pieejamās pozīcijas: Korekcijas plaknei jābūt vietai, kur var fiziski piestiprināt svarus — atloka malu, skrūves apli, apmali vai metināšanas virsmu.
Mulčera rotors, kurā redzamas korekcijas plaknes (zilā krāsā 1 un 2) un atsvaru uzstādīšanas punkti (sarkanā krāsā 1 un 2)

Iepriekš redzamajā fotoattēlā mulčera rotors ir sagatavots divu plakņu balansēšanai. Zilie marķieri 1 un 2 norāda sensoru pozīcijas uz gultņu korpusiem. Sarkanie marķieri 1 un 2 norāda korekcijas plaknes — šajā gadījumā rotora korpusa atloku galus, kur tiks metināti atsvari.

Konsoles (pārkarināts) rotors

Konsoles rotoriem — ventilatora lāpstiņriteņiem, spararatiem, kas uzstādīti ārpus gultņu laiduma, sūkņa lāpstiņriteņiem — ir nepieciešams atšķirīgs sensoru un plaknes izkārtojums. Abas korekcijas plaknes atrodas vienā gultņu pusē, un sensoru izvietojumam jāņem vērā pārkares masas pastiprinātāja pāra disbalanss.

Konsoles (pārkarināta) rotora sensora pieslēguma un korekcijas plaknes izkārtojuma shematiska diagramma — Balanset-1A divu plakņu iekārta
Sensora pieslēguma shēma konsoles rotoram: abas korekcijas plaknes atrodas ārpus gultņu laiduma.
Konsoles rotora balansēšana uz lauka — sensora un korekcijas plaknes pozīcijas, kas atzīmētas uz faktiskā aprīkojuma
Lauka piemērs: konsoles rotors ar atzīmētām sensora un korekcijas plaknes pozīcijām.

Lietojumi pēc mašīnas tipa

Industriālie ventilatori un pūtēji
600–3600 apgr./min · G 6,3 · Divvirzienu
Visizplatītākais lauka balansēšanas uzdevums. Centrbēdzes ventilatori, aksiālie ventilatori, pūtēji. Pievērsiet uzmanību putekļu uzkrāšanās gadījumiem uz lāpstiņām — laika gaitā tie maina līdzsvaru. Pēc tīrīšanas vai lāpstiņu nomaiņas veiciet atkārtotu balansēšanu.
Mulčera un spriguļveida zāles pļāvēju rotori
1800–2500 apgr./min · G 16 · Divvirzienu
Smagie rotori (80–200 kg) ar nomaināmiem spriguļiem. Pēc spriguļu nodiluma vai nomaiņas parādās nelīdzsvarotība. Korekcija jāveic divās plaknēs pie rotora gala atlokiem. Tipisks uzlabojums: 12 → 1 mm/s.
Drupinātāji un āmurdzirnavas
600–1200 apgr./min · G 16 · Divvirzienu
Ārkārtīgi smagi rotori (200–1000+ kg). Pārbaudes svari ir lieli (5–15 kg skrūves). Zems apgriezienu skaits nozīmē lielu pieļaujamo disbalansu, taču trieciena slodzes un gultņu izmaksas joprojām attaisno balansēšanu.
Centrifūgas
1000–10 000 apgr./min · G 2,5–6,3 · Divvirzienu
Grozu vai disku centrifūgas pārtikas, ķīmijas un farmācijas nozarē. Liels ātrums prasa stingru pielaidi. Lauka balansēšana novērš ilgstošu demontāžu. Pārbaudiet produkta uzkrāšanos cilindra iekšpusē.
Elektromotori un ģeneratori
750–3600 apgr./min · G 2,5 · Divvirzienu
Motora armatūras ir rūpnīcā balansētas, bet atkārtota balansēšana ir nepieciešama pēc tinumu remonta, gultņu nomaiņas vai savienojuma maiņas. Lai iegūtu labākos rezultātus, pārbaudiet ar pievienotu savienojuma pusi.
Kombainu gliemežvāki un rotori
400–1200 apgr./min · G 16 · Divvirzienu
Garie gliemežtransportieri un kulšanas rotori novērš augsnes un ražas atlieku nelīdzsvarotību. Sezonālā balansēšana pirms ražas novākšanas novērš gultņu bojājumus laukā. Korekcijas atsvari ir piemetināti pie spolēm.
Sūkņa lāpstiņriteņi
1450–3600 apgr./min · G 6,3 · Vienplaknes vai divu plakņu
Pārkarinātiem lāpstiņriteņiem bieži vien ir nepieciešama tikai vienas plaknes korekcija, ja tie ir šauri. Daudzpakāpju sūkņiem katrs lāpstiņritenis pirms montāžas tiek balansēts atsevišķi uz veidņa.
Turbokompresori
30 000–300 000 apgr./min · G 1,0 · Divplakņu
Īpaši lielam ātrumam nepieciešama G 1,0 vai stingrāka pielaide. Materiāla noņemšana ar slīpēšanu — pie šādiem ātrumiem nav nepieciešami metināti svari. Nepieciešami augstfrekvences vibrācijas sensori.

Svara piestiprināšanas metodes

Metode Pielikums Vislabāk piemērots Ierobežojumi
Metināšana Tērauda paplāksnes vai plāksnes, kas piemetinātas pie rotora malas Mulčeri, drupinātāji, smagās rūpniecības rotori Pastāvīgs. Nevar lietot uz alumīnija vai nerūsējošā tērauda bez īpaša stieņa.
Skrūves un uzgriežņi Skrūves caur iepriekš urbtiem caurumiem ar fiksācijas uzgriežņiem Ventilatora lāpstiņriteņi, spararati, savienojuma atloki Nepieciešami esoši caurumi vai jaunu urbumu veidošana
Šļūteņu skavas Nerūsējošā tērauda šļūtenes skava ar iespiestu svaru Vārpstas, veltņi, cilindriski rotori laukā Pagaidu vai daļēji pastāvīgs. Pārbaudiet skavas griezes momentu.
Uzstādāma skrūve ar klipsi Iepriekš sagatavoti piespraužami atsvari (piemēram, riepu atsvari) Ventilatora lāpstiņas, plānas riteņa malas, vieglie rotori Ierobežots masas diapazons. Var slīdēt pie lieliem apgriezieniem.
Līme (epoksīda) Svars pielīmēts pie virsmas Precīzi rotori, tīra vide Nepieciešama tīra, sausa virsma. Temperatūras ierobežojums ~120°C
Materiāla noņemšana Materiāla urbšana vai slīpēšana prom no smagās puses Turbokompresori, ātrgaitas vārpstas, lāpstiņriteņi Pastāvīgs un precīzs, bet neatgriezenisks. Lietojiet, ja svara pievienošana nav droša.

Bieži pieļautās kļūdas lauka balansēšanā

# Kļūda Sekas Labot
1 Sensors, kas uzstādīts uz aizsarga vai vāka Vāka rezonanse kropļo amplitūdas un fāzes rādījumus → nepareiza korekcija Vienmēr uzstādiet uz gultņa korpusa metāla virsmas
2 Izmēģinājuma svars ir pārāk viegls Fāzes un amplitūdas izmaiņas ir trokšņa robežās → ietekmes koeficienti nav uzticami Nodrošiniet ≥30% amplitūdas izmaiņas vai ≥30° fāzes nobīdi vismaz vienam sensoram
3 Ātruma svārstības starp braucieniem Vibrācija pie 1× mainās atkarībā no apgriezieniem minūtē² — pat 5% ātruma izmaiņas bojā datus Precīzai apgriezienu izsekošanai izmantojiet tahometru. Pagaidiet, līdz ātrums stabilizējas.
4 Aizmirstot noņemt izmēģinājuma svaru Korekcijas aprēķinā ir iekļauts izmēģinājuma svara efekts → rezultāts nav nozīmīgs Ievērojiet stingru rutīnu: pirms korekcijas atsvaru uzstādīšanas noņemiet izmēģinājuma svaru.
5 1. un 2. plaknes sajaukšana Korekcijas svari atrodas nepareizās plaknēs → vibrācija palielinās Skaidri apzīmējiet sensorus un plaknes. 1. sensors → 1. plakne, 2. sensors → 2. plakne
6 Mērīšanas leņķis, kas ir pretējs rotācijai Korekcija notiek par 360° − f, nevis f → rotora pretējā puse Pirms darba uzsākšanas pārliecinieties par griešanās virzienu. Vienmēr izmēriet griešanās virzienā.
7 Termiskā izaugsme skriešanas laikā Gultņu klīrensa izmaiņas starp aukstās palaišanas braucieniem → dreifējoši mērījumi Vai nu iesildieties līdz stabilam stāvoklim pirms 0. skrējiena, vai arī veiciet visus skrējienus ātri (ar mazāk nekā 5 minūšu intervālu).
8 Vienas plaknes izmantošana uz gara rotora Pāra disbalanss paliek nekoriģēts → vibrācija tālākajā gultnī var pat palielināties Jebkuram rotoram, kur L/D ≥ 0,14 vai plakņu attālums ir ievērojams, izmantojiet divu plakņu balansēšanu.

Lauka ziņojums: Mulčera rotoru balansēšana

Reālā lauka dati · 2025. gada februāris
Flail Mulcher — Maschio Bisonte 280
Vibrācija pirms
12,4 mm/s
Vibrācija pēc
0,8 mm/s
Samazināšana
93.5%
Laiks vietnē
38 minūtes

Mašīna: Maschio Bisonte 280 spriguļu mulčeris, 165 kg rotors, 2100 apgr./min jūgvārpstas ātrums. Klients ziņoja par spēcīgu vibrāciju pēc 8 spriguļu nomaiņas.

Iestatīšana: Divi akselerometri uz gultņu korpusiem, lāzera tahometrs uz jūgvārpstas. Balanset-1A divu plakņu režīms.

0. palaidiens: 1. sensors = 12,4 mm/s pie 47°, 2. sensors = 8,9 mm/s pie 213°. ISO 10816-3 D zona (bīstamība).

Izmēģinājuma braucieni: Abās plaknēs izmantots 500 g izmēģinājuma svars. Skaidra reakcija — amplitūdas izmaiņas >60% pie abiem sensoriem.

Labojums: 1. plakne: 340 g, metināti 128° leņķī. 2. plakne: 215 g, metināti 276° leņķī.

Verifikācija: 1. sensors = 0,8 mm/s, 2. sensors = 0,6 mm/s. ISO zona A (labs). Regulēšanas skrējiens nav nepieciešams.

Ventilatora divu plakņu dinamiskā balansēšana

Rūpnieciskie ventilatori — centrbēdzes, aksiālie un jauktas plūsmas — ir vieni no visbiežāk balansētajiem rotoriem. Tālāk sniegtā procedūra apraksta reālu divu plakņu balansēšanas darbu ar radiālo ventilatoru, izmantojot Balanset-1A.

Plakņu noteikšana un sensoru uzstādīšana

Notīriet sensoru uzstādīšanas virsmas no netīrumiem un eļļas. Sensoriem ir cieši jāpieguļ gultņa korpusa metāla virsmai — nekad neuzstādiet tos uz vākiem, aizsargiem vai neatbalstītiem lokšņu metāla paneļiem.

Ventilatora divu plakņu balansēšanas sensora pieslēguma shēma — Balanset-1A iestatīšana ar atzīmētām korekcijas plaknēm
Sensora pieslēgums un korekcijas plaknes izkārtojums konsolveida ventilatora lāpstiņritenim.
Ventilatora rotors ar sensoru pozīcijām un korekcijas plaknēm, kas atzīmētas sarkanās un zaļās zonās
Sensora un korekcijas plaknes pozīcijas uz ventilatora rotora: 1. sensors (sarkans) priekšpusē, 2. sensors (zaļš) aizmugurē.
  • 1. sensors (sarkans): Uzstādiet tuvāk ventilatora priekšpusei (1. plaknes pusē).
  • 2. sensors (zaļš): Uzstādiet tuvāk ventilatora aizmugurei (2. plaknes pusē).
  • 1. plakne (sarkanā zona): Korekcijas plakne uz lāpstiņriteņa diska, tuvāk priekšpusei.
  • 2. lidmašīna (zaļā zona): Korekcijas plakne tuvāk aizmugurējai plāksnei vai rumbai.

Pievienojiet abus vibrācijas sensorus un lāzera tahometru Balanset-1A. Piestipriniet atstarojošo lenti pie vārpstas vai rumbas, lai noteiktu apgriezienu skaitu minūtē.

Līdzsvarošanas process

Ieslēdziet ventilatoru un veiciet sākotnējos vibrācijas mērījumus (0. izpildījums). Novietojiet zināmas masas izmēģinājuma svaru 1. plaknē patvaļīgā punktā, iedarbiniet ventilatoru un reģistrējiet vibrācijas izmaiņas (1. izpildījums). Pārvietojiet izmēģinājuma svaru uz 2. plakni patvaļīgā punktā, vēlreiz iedarbiniet ventilatoru un reģistrējiet (2. izpildījums). Balanset‑1A programmatūra izmanto visus trīs mērījumus, lai aprēķinātu korekcijas masu un leņķi katrai plaknei.

Korekcijas atsvaru uzstādīšana uz ventilatora lāpstiņriteņa pēc divu plakņu balansēšanas ar Balanset-1A
Korekcijas atsvari, kas uzstādīti uz ventilatora lāpstiņriteņa pozīcijās, ko aprēķinājis Balanset-1A.

Leņķa mērīšana ventilatora korekcijas atsvariem

Leņķis tiek mērīts no izmēģinājuma svara pozīcijas ventilatora griešanās virzienā — tieši tā, kā aprakstīts Korekcijas leņķa mērīšana sadaļu iepriekš. Atzīmējiet vietu, kur tika novietots izmēģinājuma svars (0° atskaites punkts), pēc tam saskaitiet norādīto leņķi rotācijas virzienā, lai atrastu korekcijas svara pozīciju.

Balanset-1A programmatūras ekrāns, kurā redzami ventilatora divu plakņu balansēšanas rezultāti — polārā diagramma ar korekcijas vektoriem
Balanset-1A divu plakņu balansēšanas rezultāta ekrāns: korekcijas masa un leņķis tiek parādīti abām plaknēm.

Pamatojoties uz programmatūras aprēķinātajiem leņķiem un masām, uzstādiet korekcijas atsvarus 1. un 2. plaknē. Vēlreiz iedarbiniet ventilatoru un pārbaudiet, vai vibrācija ir samazinājusies līdz pieņemamam līmenim. ISO 21940-11 (parasti G 6,3 universālajiem ventilatoriem). Ja atlikušā vibrācija joprojām pārsniedz mērķa vērtību, veiciet vienu regulēšanas ciklu.

Bieži uzdotie jautājumi

Statiskā balansēšana koriģē nelīdzsvarotību vienā plaknē — rotora smaguma centrs tiek pārbīdīts atpakaļ uz rotācijas asi. Tā darbojas šaurām, diska formas detaļām, kuru diametrs ir lielāks par 7 reizēm platumu. Dinamiskā balansēšana vienlaikus koriģē nelīdzsvarotību divās plaknēs, novēršot gan spēka, gan savienojuma nelīdzsvarotību. Tā ir nepieciešama jebkuram pagarinātam rotoram, kur masas ir sadalītas pa vārpstas garumu. Rotoru var līdzsvarot statiski, bet nelīdzsvarotu dinamiski — savienojuma komponents ir neredzams, līdz rotors sāk griezties.
Izmantojiet formulu: Mt = Mr × K / (Rt × (N/100)²), kur M ir gramos, R ir cm un N ir RPM. K ir atbalsta stingrības koeficients (1 = mīksts, 3 = vidējs, 5 = stingrs). Mērķis ir radīt vismaz 20–30% amplitūdas izmaiņas vai 20–30° fāzes nobīdi. Vai arī izlaidiet matemātiku un izmantojiet mūsu Tiešsaistes izmēģinājuma svara kalkulators. Pie zemiem ātrumiem, kas ir mazāki par 500 apgr./min, izmantojiet statisko noteikumu 10%: izmēģinājuma masa = rotora masas 10% / korekcijas rādiuss.
Šauriem diska formas rotoriem, kuru diametrs pārsniedz 7 reizes aksiālo platumu, izmantojiet vienas plaknes mērītāju. Garākiem rotoriem izmantojiet divu plakņu mērītāju: vārpstām, ventilatora lāpstiņriteņiem, mulčēšanas rotoriem, veltņiem, daudzpakāpju sūkņu mezgliem. Šaubu gadījumā vienmēr izvēlieties divu plakņu mērītāju — tas nofiksē pāru disbalansu, ko vienas plaknes mērītājs nepamana, un pievieno tikai vienu papildu mērījumu ciklu (apmēram 10 minūtes).
ISO 21940-11:2016 ir pašreizējais standarts stingrajiem rotoriem. Tas aizstāja ISO 1940-1:2003. Tas nosaka balansēšanas kvalitātes pakāpes no G 0,4 (žiroskopiem) līdz G 4000 (lēnām kuģu dīzeļdzinēju kloķvārpstām). Izplatītākās pakāpes: G 6,3 ventilatoriem un sūkņiem, G 2,5 elektromotoriem, G 1,0 turbokompresoru rotoriem, G 16 lauksaimniecības tehnikai un drupinātājiem. Pakāpes reizinājums ar leņķisko ātrumu dod maksimāli pieļaujamo smaguma centra ātrumu mm/s — no turienes jūs aprēķina pieļaujamo atlikušo masu korekcijas rādiusā.
Instruments aprēķina korekcijas leņķi attiecībā pret izmēģinājuma svara pozīciju. Atzīmējiet vietu, kur novietojāt izmēģinājuma svaru — tā ir jūsu 0° atskaites punkts. Pēc tam izmēriet norādīto leņķi rotora griešanās virzienā no šī atskaites punkta. Korekcijas svars novietosies iegūtajā pozīcijā. Ja instruments norāda noņemt svaru, novietojiet to 180° pretējā virzienā. Pirms sākat, izmantojiet transportieri vai sadaliet apkārtmēru atzīmētos segmentos.
Jā — to sauc par lauka balansēšanu vai balansēšanu uz vietas. Jūs uzstādāt vibrācijas sensorus uz gultņu korpusiem, pievienojat tahometra atskaites punktu un darbināt mašīnu darba ātrumā. Pārnēsājams instruments, piemēram, Balanset-1A, vada jūs cauri izmēģinājuma svara secībai un aprēķina korekcijas. Lauka balansēšana ietaupa stundām ilgu demontāžas laiku, novērš izlīdzināšanas kļūdas, kas rodas atkārtotas uzstādīšanas laikā, un balansē rotoru reālos darba apstākļos, tostarp ņemot vērā savienojuma, termiskās izplešanās un faktiskās gultņa stingrības ietekmi.

Lauka balansēšanas aprīkojums

Portāls Balansets‑1A ir divu kanālu pārnēsājama ierīce, kas apstrādā vienas plaknes un divu plakņu dinamisko balansēšanu, kā arī vibrācijas analīzi (kopējais ātrums, spektri, viļņu forma). Tā tiek piegādāta kā pilns komplekts:

  • 2× pjezoelektriskie vibrācijas sensori ar magnētiskiem stiprinājumiem
  • Lāzera tahometrs (bezkontakta RPM sensors) ar atstarojošu lenti
  • USB mērvienība (pievienojama jebkuram Windows klēpjdatoram)
  • Programmatūra: balansēšanas vednis, vibrācijas mērītājs, spektra analizators
  • Pārnēsāšanas soma ar visiem kabeļiem un piederumiem

Apgriezienu diapazons: 300–100 000. Vibrāciju diapazons: 0,5–80 mm/s RMS. Fāzes precizitāte: ±1°. Svara sadalīšana, regulēšanas gājieni, pielaides pārbaude un pārskatu ģenerēšana ir iekļauta programmatūrā. Pilna komplekta svars ir 3,5 kg.

Balanset-1A — pārnēsājams balansētājs un vibrāciju analizators
Divi kanāli. Divas plaknes. Viens instruments lauka balansēšanai, vibrācijas mērīšanai un ISO tolerances pārbaudei.
€1,975
Pasūtīt tūlīt Jautājiet, izmantojot WhatsApp
Pārnēsājams balansētājs un vibrācijas analizators Balanset-1A — pilns komplekts ar sensoriem, tahometru un pārnēsāšanas koferi
NS
Nikolajs Šelkovenko
Izpilddirektors un lauka inženieris · Vibromera
Vairāk nekā 13 gadu pieredze vibrācijas diagnostikā un lauka balansēšanā. Personīgi balansēju vairāk nekā 2000 rotoru mulčeriem, ventilatoriem, drupinātājiem, centrifūgām un kombainiem vairāk nekā 20 valstīs.
← Atpakaļ uz zināšanu bāzi
Kategorijas: PiemērsCrashersRotoriMulčerirotori
Tags:

0 komentāri

Atbildēt

Avatara vietas aizvietotājs
WhatsApp