Запознајте ја Vibromera.com — нашата нова меѓународна веб-страница. Посетете ја Vibromera.com →

Динамичко балансирање на терен

Сеопфатен технички водич за индустриско балансирање на ротори

Дел I: Теориски и регулаторни основи на динамичкото балансирање

Теренското динамичко балансирање е една од клучните операции во пуштањето во работа од аспект на вибрации и одржувањето базирано на состојба, насочено кон продолжување на работниот век на индустриската опрема и спречување на вонредни ситуации. Употребата на преносни инструменти како Balanset-1A овозможува овие операции да се изведуваат директно на местото на работа, минимизирајќи ги застоите и трошоците поврзани со демонтажата. Меѓутоа, успешното балансирање бара не само способност за работа со инструментот, туку и длабоко разбирање на физичките процеси во основата на вибрациите, како и познавање на регулаторната рамка што го уредува квалитетот на работата.

Принципот на методологијата се заснова на поставување пробни тегови и пресметување на коефициентите на влијание на неурамнотеженоста. Едноставно кажано, инструментот ја мери вибрацијата (амплитуда и фаза) на роторот што се врти, по што корисникот последователно додава мали пробни тегови во одредени рамнини за да го „калибрира“ влијанието на дополнителната маса врз вибрацијата. Врз основа на промените во амплитудата и фазата на вибрацијата, инструментот автоматски ги пресметува потребната маса и аголот на поставување на корективните тегови за отстранување на неурамнотеженоста.

Овој пристап го спроведува таканаречениот метод со три пуштања за балансирање во две рамнини: почетно мерење и две пуштања со пробни тегови (по едно во секоја рамнина). За балансирање во една рамнина, обично се доволни две пуштања – без тег и со еден пробен тег. Кај современите инструменти, сите потребни пресметки се вршат автоматски, што значително го поедноставува процесот и ги намалува барањата за квалификација на операторот.

Оддел 1.1: Физика на дебалансот: детална анализа

Во основата на секоја вибрација кај ротирачката опрема лежи дебалансот. Дебалансот е состојба во која масата на роторот е нерамномерно распределена во однос на неговата оска на вртење. Оваа нерамномерна распределба доведува до појава на центрифугални сили, кои пак предизвикуваат вибрации на потпорите и на целата структура на машината. Последиците од неотстранетиот дебаланс можат да бидат катастрофални: од предвремено абење и уништување на лежиштата до оштетување на темелот и на самата машина. За ефикасна дијагностика и отстранување на дебалансот, потребно е јасно да се разликуваат неговите видови.

Видови на небаланс

Поставување за балансирање на ротор со електромотор на постаменти, вибрациски сензори, мерен уред, лаптоп со приказ на софтверот
Поставка на машина за балансирање ротори со компјутерски управуван систем за мониторинг за мерење на статичките и динамичките сили заради откривање на нерамнотежи во ротирачките компоненти на електромоторот.

Статички дебаланс (во една рамнина): Кај овој тип на неурамнотеженост, централната главна оска на инерција на роторот е поместена паралелно со оската на вртење — центарот на масата е радијално изместен во однос на оската на вртење. Во статичка состојба, ваков ротор, поставен на хоризонтални ножести потпори (паралелни водилки), секогаш ќе се сврти со потешката страна надолу. Статичката неурамнотеженост е доминантна за тенки ротори во облик на диск кај кои односот должина-дијаметар (L/D) е под приближно 0.5, на пример, брусни плочи или тесни вентилаторски работни кола. Отстранувањето на статичката неурамнотеженост е можно со поставување на еден корективен тег во една корекциска рамнина, дијаметрално спротивно на тешката точка — пристап во една рамнина, важечки при умерени брзини (приближно под 1000 rpm); брзоодните тесни дискови сепак бараат балансирање во две рамнини.

Спрежен (моментен) дебаланс: Овој тип се јавува кога главната оска на инерција на роторот ја пресекува оската на вртење во центарот на масата, но не е паралелна со неа. Спрежната неурамнотеженост може да се претстави како две еднакви по големина, но спротивно насочени неурамнотежени маси сместени во различни рамнини. Во статичка состојба, таквиот ротор е во рамнотежа, а неурамнотеженоста се манифестира само при вртењето во форма на „нишање“ или „клатење“. За да се компензира, потребно е поставување на најмалку два корективни тега во две различни рамнини, со што се создава компензирачки момент.

Поставување за балансирање на ротор со електромотор на постаменти со лежишта, вибрациски сензори, кабли и приказ на анализаторот Vibromera на лаптоп
Технички дијаграм на апарат за тестирање ротор на електромотор со бакарни намотки монтирани на прецизни лежишта, поврзан со електронска опрема за мониторинг за мерење на ротациската динамика.

Динамичка неурамнотеженост: Ова е најчестиот вид дебаланс во реални услови, кој претставува комбинација од статички и спрежен дебаланс. Во овој случај, главната централна оска на инерција на роторот не се совпаѓа со оската на вртење и не ја пресекува во центарот на масата. За отстранување на динамичкиот дебаланс, неопходна е корекција на масата во најмалку две рамнини. Двоканалните инструменти како што е Balanset-1A се дизајнирани специјално за решавање на овој проблем.

Квазистатички дебаланс: Ова е специјален случај на динамичка неурамнотеженост каде што главната оска на инерција ја пресекува оската на вртење, но не во центарот на масата на роторот. Ова е суптилна, но важна разлика при дијагностицирање на сложени роторски системи.

Крути и флексибилни ротори: клучна разлика

Еден од основните концепти во балансирањето е разликата помеѓу крутите и флексибилните ротори. Оваа разлика ја определува самата можност и методологијата за успешно балансирање.

Крут ротор: Роторот се смета за крут ако неговата работна фреквенција на вртење е значително пониска од неговата прва критична фреквенција и ако не претрпува значителни еластични деформации (свиткувања) под дејство на центрифугалните сили. Балансирањето на таков ротор вообичаено успешно се изведува во две рамнини на корекција. Инструментите Balanset-1A се примарно наменети за работа со крути ротори.

Флексибилен ротор: Роторот се смета за флексибилен ако работи на фреквенција на вртење блиска до некоја од неговите критични фреквенции или ако ја надминува. Во овој случај, еластичното свиткување на вратилото станува споредливо со поместувањето на центарот на масата и самото значително придонесува за вкупната вибрација.

Важно предупредување

Обидот за балансирање на флексибилен ротор со методологијата за крути ротори (во две рамнини) често доведува до неуспех. Поставувањето на корективни тегови може да ја компензира вибрацијата при ниска, подрезонантна брзина, но при достигнување на работната брзина, кога роторот се свиткува, истите тие тегови може да ја зголемат вибрацијата, побудувајќи еден од свиткувачките модуси на вибрации. Ова е една од клучните причини зошто балансирањето „не функционира“, иако сите дејства со инструментот се извршени правилно.

Пред започнување на работата, исклучително е важно роторот да се класифицира со корелирање на неговата работна брзина со познатите (или пресметаните) критични фреквенции. Ако е невозможно да се заобиколи резонанцата, се препорачува привремено да се променат условите на монтажа на единицата за време на балансирањето, за да се помести резонанцата.

Оддел 1.2: Регулаторна рамка: стандарди ISO

Стандардите во областа на балансирањето вршат неколку клучни функции: воспоставуваат унифицирана техничка терминологија, дефинираат барања за квалитет и, што е важно, служат како основа за компромис меѓу техничката неопходност и економската исплатливост.

ISO 21940-11 (порано ISO 1940-1): Барања за квалитет при балансирање на крути ротори

Софтвер за преносниот балансер и вибрационен анализатор Balanset-1A. Калкулатор за толеранција на балансирање (ISO 1940)
Софтвер за преносниот балансер и вибрационен анализатор Balanset-1A. Калкулатор за толеранција на балансирање (ISO 1940)

Овој стандард е основниот документ за определување на дозволената преостаната небаланса. Тој го воведува концептот на класа на квалитет на балансирање (G), која се избира само според типот на машината. Брзината влегува подоцна, кога класата се претвора во дозволена специфична небаланса: eper = (G × 9549) / n.

Степен на квалитет G: Секој тип на опрема одговара на специфична класа на квалитет која останува константна без разлика на брзината на вртење. На пример, класата G6.3 се препорачува за вентилатори, пумпи и електромотори за општа намена, G16 за дробилки и земјоделски машини, а G2.5 за турбини и турбокомпресори.

Пресметка на дозволениот преостанат дебаланс (Uper): Стандардот овозможува пресметка на специфична дозволена вредност на неурамнотеженост која служи како целен показател при балансирање. Пресметката се врши во три фази:

  1. Определување на дозволениот специфичен дебаланс (eper) со помош на формулата:
    eper = (G × 9549) / n
    каде што G е степенот на квалитет на балансирање (на пр. 2.5), n е работната фреквенција на вртење, вр/мин. Мерната единица за eper е g·mm/kg или μm.
  2. Определување на дозволениот преостанат дебаланс (Uper) за целиот ротор:
    Uper = eper × M
    каде што M е масата на роторот, kg. Мерната единица за Uper е g·mm.
  3. Распределба на Uper меѓу двете корекциски рамнини. За симетричен ротор, поделете го 50/50 (во примерот подолу: 19.9 g·mm по рамнина). За асиметричен ротор меѓу лежишта: Uleft = Uper × (b/L), Uright = Uper × (a/L), каде a и b се растојанијата од центарот на масата до левото и десното лежиште, а L = a + b. Препуштените (конзолни) ротори бараат прерачунување базирано на момент со построга толеранција на препуштената рамнина. Balanset-1A ова алоцирање го изведува автоматски и ја прикажува резидуалната неурамнотеженост по рамнина (D1, D2) до толеранцијата за балансирање на картичката Result.

Пример: За ротор на електромотор со маса од 5 kg, кој работи на 3000 rpm со класа на квалитет G2.5:
eper = (2.5 × 9549) / 3000 ≈ 7.96 μm
Uper = 7,96 × 5 = 39,8 g·mm
Ова значи дека по балансирањето, преостанатиот небаланс не треба да надминува 39.8 g·mm - за овој симетричен ротор, околу 19.9 g·mm во секоја од двете корекциски рамнини.

ISO 20806:2009: Критериуми и заштитни мерки за балансирање на самото место на средни и големи ротори

Овој стандард директно го регулира процесот на балансирање на терен.

Предности: Главната предност на балансирањето на самото место е тоа што роторот се балансира во реални работни услови, на своите потпори и под работно оптоварување. Ова автоматски ги зема предвид динамичките својства на потпорниот систем и влијанието на поврзаните компоненти на вратилната линија.

Недостатоци и ограничувања:

  • Ограничен пристап: Честопати пристапот до рамнините на корекција кај склопена машина е отежнат, што ги ограничува можностите за поставување тегови.
  • Потреба од пробни пуштања: Процесот на балансирање бара неколку циклуси на „старт-стоп“ на машината.
  • Тешкотии при силен дебаланс: Во случаи на многу голем почетен дебаланс, ограничувањата во изборот на рамнини и во масата на коригирачките тегови може да не дозволат да се постигне бараниот квалитет на балансирање.

Дел II: Практичен водич за балансирање со инструментите Balanset-1A

Успехот на балансирањето претежно зависи од темелноста на подготвителните работи. Повеќето неуспеси не се поврзани со дефект на инструментот, туку со занемарување на фактори кои влијаат на повторливоста на мерењето. Главниот принцип на подготовка е да се исклучат сите други можни извори на вибрации така што инструментот мери само ефектот на неурамнотеженоста.

Оддел 2.1: Основа на успехот: дијагностика пред балансирање и подготовка на машината

Чекор 1: Примарна вибрациска дијагностика (Дали навистина е дебаланс?)

Пред балансирањето, корисно е да се изврши прелиминарно мерење на вибрациите во режим на виброметар. Софтверот на Balanset-1A има режим „Мерач на вибрации“ (копче F5) каде што можете да ја измерите вкупната вибрација и одделно компонентата на фреквенцијата на вртење (1×) пред да поставите какви било тегови.

Класичен знак за дебаланс: Во вибрацискиот спектар треба да доминира врв на ротационата фреквенција на роторот (врв на фреквенцијата 1x RPM). Амплитудата на оваа компонента во хоризонтален и вертикален правец треба да биде споредлива, а амплитудите на другите хармоници треба да бидат значително пониски.

Знаци за други дефекти: Ако спектарот содржи значајни врвови на други фреквенции (на пр., 2x, 3x RPM) или на нецелобројно-множни фреквенции, тоа укажува на присуство на други проблеми што мора да се отстранат пред балансирањето.

Чекор 2: Сеопфатна механичка инспекција (Контролна листа)

  • Ротор: Темелно исчистете ги сите површини на роторот од нечистотија, ’рѓа и насобрани наслаги (стврднат производ). Дури и мала количина нечистотија на голем радиус создава значителна небаланса. Проверете за отсуство на скршени или недостасувачки елементи.
  • Лежишта: Проверете ги склоповите на лежиштата за прекумерен зазор, несакани шумови и прегревање. Истрошените лежишта нема да овозможат добивање стабилни отчитувања.
  • Темел и рам: Осигурете се дека единицата е монтирана на крута основа. Проверете го затегнувањето на анкер-завртките и отсуството на пукнатини во рамката.
  • Погон: За ременски преноси, проверете ги затегнатоста и состојбата на ременот. За спојнички врски - соосноста на вратилото.
  • Безбедност: Осигурете го присуството и исправноста на сите заштитни прегради.

Оддел 2.2: Поставување и конфигурација на инструментот

Инсталација на хардверот

Сензори за вибрации (акцелерометри):

  • Поврзете ги каблите на сензорите со соодветните конектори на инструментот (на пр., X1 и X2 за Balanset-1A; на понови ревизии конекторите се означени Ch-1 и Ch-2).
  • Монтирајте ги сензорите на куќиштата на лежиштата колку што е можно поблиску до роторот.
  • Клучна практика: За да се добие максимален сигнал, сензорите треба да се монтираат во правецот каде што вибрацијата е максимална. Користете моќна магнетна база или навојно прицврстување за да обезбедите цврст контакт.

Фазен сензор (ласерски тахометар):

  • Поврзете го сензорот со специјалниот влез (X3 за Balanset-1A; означен како Tacho на понови ревизии).
  • Прицврстете мало парче рефлективна лента на вратилото или на друг ротирачки дел на роторот.
  • Монтирајте го тахометарот така што ласерскиот зрак стабилно ја погодува ознаката во текот на целиот вртеж.

Конфигурација на софтверот (Balanset-1A)

  • Стартувајте го софтверот и поврзете го USB интерфејс модулот (не се потребни администраторски права).
  • Одете во модулот за балансирање (F7 - Balancing). Креирајте нов запис за единицата што се балансира.
  • Изберете тип на балансирање: 1-рамнина (статичко, картичката F2 - Single-plane) за тесни ротори или 2-рамнини (динамичко, картичката F3 - Two-plane) за повеќето други случаи.
  • Дефинирајте ги корекциските рамнини: изберете места на роторот каде што корективните тегови можат безбедно да се монтираат.

Оддел 2.3: Постапка на балансирање: Водич чекор по чекор

Пуштање 0: Почетно мерење

  • Стартувајте ја машината и доведете ја до стабилна работна брзина. Исклучително е важно брзината на вртење да биде иста во сите наредни пуштања.
  • Во програмата, започнете мерење. Инструментот ќе ги забележи почетните вредности на амплитудата и фазата на вибрациите.
Поставување за балансирање на ротор на електромотор со вибрациски сензори X1, X2 на постаменти со лежишта, лаптоп за анализа на податоци на држач.
Индустриски апарат за тестирање мотори со ротор со бакарни намотки монтиран на прецизни лежишта, со компјутерски управуван систем за мониторинг.
Интерфејс на софтверот Vibromera за балансирање во две рамнини што прикажува податоци за вибрации, фреквентен спектар и полиња за мерење на пробна маса
Софтверски интерфејс за двораминско динамичко балансирање што прикажува податоци од анализа на вибрации со бранови форми во временски домен и графикони на фреквенциски спектар.

Пуштање 1: Пробен тег во рамнина 1

  • Запрете ја машината.
  • Избор на пробен тег: Масата на пробниот тег треба да биде доволна за да предизвика забележлива промена во параметрите на вибрацијата (промена на амплитудата од најмалку 20-30% ИЛИ промена на фазата од најмалку 20-30 степени). Не морате да ја погодувате почетната маса: по Run 0, First Trial Weight Estimator на софтверот препорачува и маса на пробниот тег и агол на поставување во однос на ознаката на тахометарот, а програмата предупредува ако поставениот тег се покаже премал.
  • Монтажа на пробен тег: Безбедно прицврстете го измерениот пробен тег на познат радиус во рамнина 1. Забележете ја аголната позиција.
  • Стартувајте ја машината со истата стабилна брзина.
  • Извршете го второто мерење.
  • Запрете ја машината и отстранете го пробниот тег. Ако отстранувањето е непрактично, можете да го оставите монтиран - штиклирајте го полето „Leave on rotor“ во софтверот за да пресметката го земе предвид тоа.
Поставување за балансирање на ротор на електромотор со вибрациски сензори X1 и X2, рачен анализатор, поврзувачки кабли и лаптоп.
3D приказ на поставка за тестирање на ротор на електричен мотор со бакарни намотки монтиран на прецизна опрема за балансирање.

Пуштање 2: Пробен тег во рамнина 2 (за балансирање во 2 рамнини)

  • Повторете ја точно постапката од чекор 2, но монтирајте го пробниот тег во рамнина 2.
  • Стартувајте, измерете, запрете и отстранете го пробниот тег (или оставете го со штиклирано полето „Leave on rotor“, како во Run 1).
Поставување за балансирање на ротор на електромотор со вибрациски сензори X1, X2, мерен уред, лаптоп и рамка на машина за балансирање.
Индустриски апарат за тестирање мотори со бакарни намотки монтиран на потпорни држачи, со дијагностика управувана од лаптоп.

Пресметка и монтажа на коригирачки тегови

  • Врз основа на векторските промени регистрирани при пробните пуштања, програмата автоматски ќе ги пресмета масата и аголот на монтажа на коригирачкиот тег за секоја рамнина.
  • Аголот на монтажа обично се мери од местото на пробниот тег во насока на вртење на роторот.
  • Безбедно прицврстете ги трајните корективни тегови. Кога користите заварување, запомнете дека и самиот завар има маса.
Интерфејс на софтверот за балансирање на ротор во две рамнини што прикажува податоци за вибрации, корекциски маси и резултати за преостанат дебаланс.
Софтверски интерфејс на машина за динамичко балансирање што прикажува резултати од двораминско балансирање со корекциски маси од 0.290g и 0.270g на определени агли.
Приказ на софтверот за балансирање на ротор во две рамнини што прикажува поларни графици за Рамнина 1 и 2 со корекциски маси и агли.
Анализа на двораминско динамичко балансирање што прикажува поларни графикони за корекција на роторот. Интерфејсот прикажува барања за додавање маса за да се минимизираат вибрациите.

Run T (Trim): Верификациско мерење и фино балансирање

  • Стартувајте ја машината повторно.
  • Извршете контролно мерење за да го процените нивото на резидуалната вибрација.
  • Споредете ја добиената вредност со толеранцијата пресметана според ISO 1940-1.
  • Ако вибрацијата сè уште ја надминува толеранцијата, инструментот ќе пресмета мала „фина“ (тримувачка) корекција.
  • По завршувањето, зачувајте го извештајот и коефициентите на влијание за можна идна употреба.
Поставување за балансирање на ротор на мотор со вибрациски сензори, мерен уред, лаптоп и постаменти за балансирање означени со X1/X2.
3D приказ на склоп на ротор на електричен мотор врз опрема за тестирање, со бакарни намотки и зелени дијагностички индикатори.

Дел III: Напредно решавање проблеми и отстранување дефекти

Овој дел е посветен на најсложените аспекти на балансирањето на терен - ситуации кога стандардната постапка не дава резултати.

Мерки за безбедност

Спречување на случајно вклучување (Lockout/Tagout): Пред да започнете со работа, исклучете го напојувањето и откачете го погонот на роторот. Закачете предупредувачки ознаки на стартерите за да никој случајно не ја стартува машината.

Лична заштитна опрема: Заштитните очила или заштитниот визир за лице се задолжителни. Облеката треба да биде тесно прилегната, без лабави рабови. Долгата коса треба да се собере под покривка за глава.

Опасна зона околу машината: Ограничете го пристапот на неовластени лица до зоната за балансирање. За време на пробните вклучувања, околу уредот се поставуваат бариери или предупредувачки ленти. Радиусот на опасната зона е најмалку 3-5 метри.

Сигурно прицврстување на тегот: Кога прицврстувате пробни или трајни корекциски тегови, посветете особено внимание на нивното фиксирање. Отфрлен тег станува опасен проектил.

Електрична безбедност: Почитувајте ги општите мерки за електрична безбедност - користете исправен заземјен приклучок, не спроведувајте кабли низ влажни или жешки зони.

Дел 3.1: Дијагностика и надминување на нестабилноста на мерењето

Симптом: При повторени мерења под идентични услови, отчитувањата на амплитудата и/или фазата значително се менуваат („лебдат“, „скокаат“). Тоа ја оневозможува пресметката на корекцијата.

Основна причина: Инструментот не е во дефект. Тој прецизно известува дека вибрацискиот одѕив на системот е нестабилен и непредвидлив.

Систематски дијагностички алгоритам:

  • Механичка разлабавеност: Ова е најчестата причина. Проверете ја затегнатоста на монтажните завртки на куќиштето на лежиштето и на анкер-завртките на рамката. Проверете дали има пукнатини во темелот или рамката.
  • Дефекти на лежиштата: Прекумерниот внатрешен зазор кај тркалачките лежишта или трошењето на лежишната обвивка му дозволува на вратилото хаотично да се движи внатре во потпората.
  • Нестабилност поврзана со процесот:
    • Аеродинамична (вентилатори): Турбулентното струење на воздухот и одвојувањето на струењето од лопатките можат да предизвикаат случајни силови дејства.
    • Хидраулична (пумпи): Кавитацијата создава силни, случајни хидраулични удари што го маскираат периодичниот сигнал од дебалансот.
    • Движење на внатрешна маса (дробилки, мелници): Материјалот може повторно да се распредели внатре во роторот, дејствувајќи како „подвижен дебаланс“.
  • Резонанца: Ако работната брзина е многу блиску до сопствената фреквенција на конструкцијата, дури и малите варијации во брзината предизвикуваат огромни промени во амплитудата и фазата на вибрациите.
  • Термички ефекти: Како што машината се загрева, термичкото ширење може да предизвика свиткување на вратилото или промени во порамнувањето.

Дел 3.2: Кога балансирањето не помага: Идентификување на основните дефекти

Симптом: Постапката за балансирање е извршена, отчитувањата се стабилни, но конечната вибрација останува висока.

Користење на спектарот на вибрации за диференцијална дијагностика (во софтверот Balanset: F8 - Charts, картичката „F5-Spectrum (Hz)“):

  • Неосовиненост на вратилото: Главен знак - висок врв на вибрации на фреквенцијата 2x RPM. Карактеристична е висока аксијална вибрација.
  • Дефекти на тркалачки лежишта: Се манифестира како високофреквентна вибрација на карактеристични „лежишни” фреквенции (BPFO, BPFI, BSF, FTF). Забележете дека деталната дијагностика на котркачки лежишта е надвор од опсегот на Balanset-1A: инструментот ја мери брзината на вибрации во опсегот 5-1000 Hz, одзивот на сензорот опаѓа над приближно 550 Hz, и нема envelope (демодулациска) анализа - за таа задача користете посебен анализатор за лежишта.
  • Свиеност на вратилото: Се манифестира како висок врв на 1x RPM, но често придружен со забележлива компонента на 2x RPM. Кога роторот е балансиран на трн, софтверот нуди вградена компензација на отскокнување: мерењето F7 - Run Ecc (земено со роторот свртен за 180 степени на трнот) заедно со опцијата „Subtract mandrel runout from measurements”, така што ексцентричноста не се меша со неурамнотеженоста.
  • Електрични проблеми (електромотори): Асиметријата на магнетното поле може да предизвика вибрации на двојно поголема фреквенција од напојната (100 Hz за мрежа од 50 Hz).

Чести грешки при балансирање и совети за спречување

  • Балансирање на неисправен или валкан ротор: Секогаш проверете ја состојбата на механизмот пред балансирање.
  • Премал пробен тег: Стремете се кон правилото за промена на вибрациите од 20-30%.
  • Неконзистентна работна брзина меѓу мерењата: Секогаш одржувајте стабилна и идентична брзина на вртење при сите мерења.
  • Грешки во фазата и ознаката: Внимателно следете го определувањето на аголот. Аголот на коригирачкиот тег обично се мери од позицијата на пробниот тег во насока на вртењето.
  • Неправилно прицврстување или губење на теговите: Строго следете ја методологијата - отстранете ја пробната маса по работата, или, ако остане на роторот, проверете дали е штиклирано полето „Leave on rotor“ така што пресметката тоа го зема предвид.

Стандарди за квалитет на балансирање

Табела 1: Класи на квалитет на балансирање (G) според ISO 1940-1 за типична опрема
Класа на квалитет G Класа на квалитет на балансирање G = eper·ω (mm/s) Типови ротори (примери)
G4000 4000 Крути монтирани коленести вратила на бавни бродски дизел-мотори
G1600 1600 Коленести вратила на големи двотактни мотори
G16 16 Кардански вратила со посебни барања, земјоделска механизација, дробилки
G6.3 6.3 Ротори на пумпи, работни кола на вентилатори, арматури на електромотори
G2.5 2.5 Ротори на гасни и парни турбини, турбокомпресори, погони на машински алати
G1 1 Погони на брусилки, вретена
G0.4 0.4 Вретена на прецизни брусилки, жироскопи

Забелешка: бројот на класата е производ eper·ω во mm/s. Самата дозволена специфична неурамнотеженост зависи од брзината: eper = (G × 9549) / n [μm]. Пример: G6.3 при 1500 вртежи/мин дава eper = 40.1 μm; при 3000 вртежи/мин дава 20.1 μm.

Табела 2: Матрица за вибрациска дијагностика: Дебаланс во споредба со други дефекти
Тип на дефект Доминантна фреквенција во спектарот Фазна карактеристика Други симптоми
Дебаланс 1x RPM Стабилна Преовладува радијална вибрација
Несоосност на вратилото 1x, 2x, 3x об/мин Може да биде нестабилна Висока аксијална вибрација - клучен знак
Механичка разлабавеност 1x, 2x и повеќекратни хармоници Нестабилни, „скокачки“ Визуелно забележливо движење
Дефект на тркалачко лежиште Високи фреквенции (BPFO, BPFI, итн.) Не е синхронизирано со об/мин Страничен шум, покачена температура
Резонанција Работната брзина се совпаѓа со сопствената фреквенција Фазата се менува за 180° при поминување низ резонанца Амплитудата на вибрациите нагло се зголемува при одредена брзина

Дел IV: Често поставувани прашања и белешки за примена

Оддел 4.1: Општи често поставувани прашања (FAQ)

Кога треба да користам балансирање во 1 рамнина наспроти 2 рамнини?
Користете балансирање во 1 рамнина (статичко) за тесни ротори во облик на диск каде односот должина-дијаметар (L/D) е под приближно 0.5 и брзината е умерена (приближно под 1000 rpm), како брусни плочи или тесни вентилаторски работни кола. Користете балансирање во 2 рамнини (динамичко) за издолжени ротори, за секој L/D над приближно 0.5, и за брзоодни тесни дискови. Балансирањето во две рамнини ги коригира и статичката неурамнотеженост и спрежната (моментна) неурамнотеженост.

Што треба да направам ако пробниот тег предизвика опасно зголемување на вибрациите?
Веднаш запрете ја машината. Ова укажува дека пробниот тег бил поставен блиску до постојната тешка точка, што ја влошува неурамнотеженоста. Решението е да го поместите пробниот тег за 180 степени од неговата првобитна позиција и да го повторите мерењето. Ова обезбедува пробниот тег да создаде спротивен ефект наместо да се додава на постојната неурамнотеженост.

Дали можам да користам зачувани коефициенти на влијание за друга машина?
Да, но само ако машините се апсолутно идентични - ист модел, ист ротор, ист темел, исти лежишта. Секоја промена во структурната крутост ќе ги промени коефициентите на влијание и ќе ги направи неважечки. Најдобра практика е секогаш да се спроведуваат нови пробни пуштања за секоја нова машина за да се обезбедат точни пресметки на корекцијата.

Која е разликата помеѓу статички и динамички дебаланс?
Кај статичка неурамнотеженост, централната главна оска на инерција на роторот е поместена паралелно со оската на вртење — центарот на масата е радијално изместен од оската — и може да се открие без вртење со поставување на роторот на ножести потпори. Динамичка неурамнотеженост е комбинација на статичка и спрежна неурамнотеженост каде главната оска на инерција не се совпаѓа со оската на вртење — се манифестира само за време на вртењето и бара корекција во две рамнини.

Зошто моите отчитувања при балансирање се нестабилни (лебдат)?
Нестабилните отчитувања укажуваат дека вибрацискиот одговор на системот е непредвидлив. Вообичаените причини вклучуваат: механичка разлабавеност (лабави завртки, пукнатини), истрошени лежишта со прекумерен зазор, нестабилност на процесот (кавитација кај пумпи, турбуленција кај вентилатори), резонанца (работна брзина близу природната фреквенција), термички ефекти при загревање или вибрации од соседна опрема. Решете ги овие проблеми пред да се обидете да балансирате.

Што е методот на три пуштања при балансирање во две рамнини?
Методот на три пуштања вклучува: Пуштање 0 - почетно мерење без пробни тегови за утврдување на базните вибрации; Пуштање 1 - мерење со пробен тег поставен во Рамнина 1 за да се определи неговото влијание; Пуштање 2 - мерење со пробен тег преместен во Рамнина 2. Врз основа на овие три податочни точки, инструментот ги пресметува точните корекциски тегови потребни за двете рамнини со користење на методот на коефициенти на влијание.

Како да ја пресметам дозволената преостаната неурамнотеженост според ISO 1940-1?
Прво пресметајте ја дозволената специфична неурамнотеженост: eper = (G × 9549) / n, каде G е класата на квалитет (на пр., 2.5 за турбини, 6.3 за вентилатори), а n е RPM. Потоа пресметајте ја дозволената преостаната неурамнотеженост: Uper = eper × M, каде M е масата на роторот во kg. На пример, ротор од 5 kg при 3000 RPM со G2.5: eper = (2.5 × 9549)/3000 = 7.96 μm, Uper = 7,96 × 5 = 39,8 g·mm.

Кој е минималниот ефект на пробниот тег потребен за точно балансирање?
Пробниот тег треба да предизвика најмалку 20-30% промена во амплитудата на вибрациите ИЛИ 20-30 степени промена во фазниот агол. Ако ефектот е премногу мал, корисниот сигнал се губи во шумот на мерењето, што доведува до неточни пресметки на корекцијата. Ако ништо не се менува, зголемете ја масата на пробниот тег (во безбедни граници) додека не постигнете доволен ефект.

Како да ги земам предвид жлебовите за клин? (ISO 8821, сега ISO 21940-32:2012)
Стандардна практика е користење на „полу-клин“ во жлебот за клин на вратилото при балансирање без соодветниот дел, како што е наведено во ISO 21940-32:2012 (кој го замени ISO 8821). Ова ја компензира масата на оној дел од клинот кој го исполнува жлебот на вратилото.

Табела 3: Водич за решавање на вообичаени проблеми при балансирање
Симптом Веројатни причини Препорачани дејства
Нестабилни/„лебдечки“ отчитувања Механичка лабавост, трошење на лежишта, резонанца, нестабилност на процесот, надворешна вибрација Затегнете ги сите завртковани врски, проверете ја зазорот на лежиштата, извршете тест на успорување (картичката RunDown во режимот F5 - Vibration Meter), стабилизирајте го работниот режим
Не може да се постигне толеранцијата по неколку циклуси Неточни коефициенти на влијание, роторот е флексибилен, присуство на скриен дефект (непорамнетост) Повторете го пробното пуштање со правилно избран тег, проверете дали роторот е флексибилен, користете FFT за да пребарувате други дефекти
Вибрациите се нормални по балансирањето, но брзо се враќаат Исфрлање на коригирачкиот тег, наталожување на производ на роторот, термички деформации Користете понадежно прицврстување на тегот (заварување), воведете редовен распоред за чистење на роторот

Оддел 4.2: Водич за балансирање на специфични типови опрема

Индустриски вентилатори и вентилатори со индуциран влек (ID):

  • Проблем: Најмногу подложни на дебаланс поради наталожување на производ на лопатките или абразивно трошење.
  • Постапка: Секогаш темелно исчистете го работното коло пред да започнете со работа. Внимавајте на аеродинамичките сили што можат да предизвикаат нестабилност.

Пумпи:

  • Проблем: Главен непријател - кавитација.
  • Постапка: Пред балансирање, обезбедете доволна кавитациска резерва на влезот (NPSHa). Проверете дали всисниот цевковод не е затнат.

Дробилки, мелници и мулчери:

  • Проблем: Екстремно трошење, можност за големи промени во дебалансот поради кршење или трошење на чеканите.
  • Постапка: Проверете ја исправноста и прицврстеноста на работните елементи. Може да биде потребно дополнително сидрење на рамката на машината.

Арматури на електромотори:

  • Проблем: Може да имаат и механички и електрични извори на вибрации.
  • Постапка: Користете го спектарот на вибрации (F8 - Charts) за да проверите за вибрации на двојна фреквенција на напојување. Нејзиното присуство укажува на електричен дефект, не на небаланс.

Заклучок

Динамичкото балансирање на ротори на самото место со преносни инструменти како што е Balanset-1A е моќна алатка за зголемување на надежноста и ефикасноста на работата на индустриската опрема. Сепак, успехот на оваа постапка не зависи толку од самиот инструмент колку од квалификацијата на специјалистот и способноста да се примени систематски пристап.

Клучни принципи:

  • Подготовката го определува резултатот: Темелното чистење на роторот, проверката на состојбата на лежиштата и темелот, како и претходната вибродијагностика се задолжителни услови за успешно балансирање.
  • Усогласеноста со стандардите е основа на квалитетот: Примената на ISO 1940-1 ја претвора субјективната проценка во објективен, мерлив и правно значаен резултат.
  • Инструментот не е само уред за балансирање туку и дијагностичка алатка: Неможноста да се изврши балансирање или нестабилноста на читањата се важни дијагностички знаци што укажуваат на посериозни проблеми.
  • Разбирањето на физиката на процесот е клучно за решавање нестандардни задачи: Познавањето на разликите меѓу крутите и флексибилните ротори и разбирањето на влијанието на резонанцата им овозможува на специјалистите да донесуваат правилни одлуки.

Следењето на препораките изнесени во овој водич ќе им овозможи на техничките специјалисти не само успешно да се справат со типичните задачи, туку и ефикасно да дијагностицираат и решаваат сложени, нетривијални проблеми со вибрациите на ротирачката опрема.

© 2025 Водич за динамичко балансирање на терен. Сите права се задржани.

Постапките опишани на оваа страница беа развиени и теренски тестирани од тимот на Vibromera користејќи го Balanset-1A, преносен двоканален балансер и анализатор на вибрации за балансирање ротори на самото место.

WhatsApp
Balanset-1A · €1975Прашајте инженер