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

Field dynamic balancing is one of the key operations in vibration commissioning and condition-based maintenance, aimed at extending the service life of industrial equipment and preventing emergency situations. The use of portable instruments such as Balanset-1A allows these operations to be performed directly at the operating site, minimizing downtime and costs associated with dismantling. However, successful balancing requires not only the ability to work with the instrument, but also a deep understanding of the physical processes underlying vibration, as well as knowledge of the regulatory framework governing the quality of work.

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): In this type of unbalance the rotor's central principal axis of inertia is displaced parallel to the axis of rotation - the center of mass is offset radially from the rotation axis. In a static state, such a rotor, installed on horizontal knife-edges (parallel ways), will always turn with the heavy side downward. Static unbalance is dominant for thin, disk-shaped rotors where the length-to-diameter ratio (L/D) is below approximately 0.5, for example, grinding wheels or narrow fan impellers. Static unbalance elimination is possible by installing one corrective weight in one correction plane, diametrically opposite to the heavy point - a single-plane approach that is valid at moderate speeds (roughly under 1000 rpm); high-speed narrow discs still require two-plane balancing.

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

Software for Balanset-1A portable balancer and vibration analyzer. Balance tolerance calculator (ISO 1940)
Software for Balanset-1A portable balancer and vibration analyzer. Balance tolerance calculator (ISO 1940)

This standard is the fundamental document for determining permissible residual unbalance. It introduces the concept of balance quality grade (G), which is chosen by machine type only. The speed enters later, when the grade is converted into a permissible specific unbalance: eпо = (G × 9549) / n.

Степен на квалитет G: Each type of equipment corresponds to a specific quality grade that remains constant regardless of rotation speed. For example, grade G6.3 is recommended for fans, pumps and general-purpose electric motors, G16 for crushers and agricultural machinery, and G2.5 for turbines and turbo-compressors.

Пресметка на дозволениот преостанат дебаланс (Uпо): The standard allows calculation of a specific permissible unbalance value that serves as a target indicator during balancing. The calculation is performed in three stages:

  1. Определување на дозволениот специфичен дебаланс (eпо) 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 eпо е g·mm/kg или μm.
  2. Определување на дозволениот преостанат дебаланс (Uпо) за целиот ротор:
    Uper = eper × M
    каде што M е масата на роторот, kg. Мерната единица за Uпо е g·mm.
  3. Allocation of Uпо between the two correction planes. For a symmetric rotor, split it 50/50 (in the example below: 19.9 g·mm per plane). For an asymmetric between-bearing rotor: Uлево = Uпо × (b/L), Uдесно = Uпо × (a/L), where a and b are the distances from the center of mass to the left and right bearings and L = a + b. Overhung rotors require a moment-based recalculation with a tighter tolerance on the overhung plane. Balanset-1A performs this allocation automatically and shows the per-plane residual unbalance (D1, D2) next to the balancing tolerance on the Result tab.

Пример: За ротор на електромотор со маса од 5 kg, кој работи на 3000 rpm со класа на квалитет G2.5:
eпо = (2.5 × 9549) / 3000 ≈ 7.96 μm
Uпо = 7.96 × 5 = 39.8 g·mm
This means that after balancing, the residual unbalance should not exceed 39.8 g·mm - for this symmetric rotor, about 19.9 g·mm in each of the two correction planes.

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

The success of balancing depends overwhelmingly on the thoroughness of preparatory work. Most failures are related not to instrument malfunction, but to ignoring factors affecting measurement repeatability. The main preparation principle is to exclude all other possible sources of vibration so that the instrument measures only the effect of unbalance.

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: Thoroughly clean all rotor surfaces from dirt, rust and built-up deposits (caked product). Even a small amount of dirt at a large radius creates significant unbalance. Check for absence of broken or missing elements.
  • Лежишта: Проверете ги склоповите на лежиштата за прекумерен зазор, несакани шумови и прегревање. Истрошените лежишта нема да овозможат добивање стабилни отчитувања.
  • Темел и рам: Ensure that the unit is installed on a rigid foundation. Check the torque of the anchor bolts and the absence of cracks in the frame.
  • 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):

  • Connect sensor cables to corresponding instrument connectors (e.g., X1 and X2 for Balanset-1A; on newer revisions the connectors are labeled Ch-1 and 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):

  • Connect the sensor to the special input (X3 for Balanset-1A; labeled Tacho on newer revisions).
  • 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)

  • Launch the software and connect the USB interface module (administrator rights are not required).
  • Go to the balancing module (F7 - Balancing). Create a new record for the unit being balanced.
  • Select balancing type: 1-plane (static, the F2 - Single-plane tab) for narrow rotors or 2-plane (dynamic, the F3 - Two-plane tab) for most other cases.
  • 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: The trial weight mass should be sufficient to cause noticeable change in vibration parameters (amplitude change of at least 20-30% OR phase change of at least 20-30 degrees). You do not have to guess the starting mass: after Run 0 the software's First Trial Weight Estimator recommends both the trial weight mass and its installation angle from the tachometer mark, and the program warns if the installed weight turns out to be too small.
  • 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 remove the trial weight. If removing it is impractical, you can leave it installed - check the "Leave on rotor" box in the software so the calculation accounts for it.
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 remove the trial weight (or leave it with the "Leave on rotor" box checked, as in 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): Verification measurement and fine balancing

  • 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): Before starting work, de-energize and disconnect the rotor drive. Hang warning tags on the starters so that no one starts the machine by mistake.

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: When attaching trial or permanent corrective weights, pay special attention to their fixation. An ejected weight becomes a dangerous projectile.

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.

Using the vibration spectrum for differential diagnosis (in the Balanset software: F8 - Charts, "F5-Spectrum (Hz)" tab):

  • Неосовиненост на вратилото: Главен знак - висок врв на вибрации на фреквенцијата 2x RPM. Карактеристична е висока аксијална вибрација.
  • Дефекти на тркалачки лежишта: Manifest as high-frequency vibration at characteristic "bearing" frequencies (BPFO, BPFI, BSF, FTF). Note that detailed rolling-bearing diagnostics is beyond the scope of Balanset-1A: the instrument measures vibration velocity in the 5-1000 Hz band, the sensor response rolls off above roughly 550 Hz, and there is no envelope (demodulation) analysis - use a dedicated bearing analyzer for that task.
  • Свиеност на вратилото: Manifests as high peak at 1x RPM but often accompanied by noticeable component at 2x RPM. When the rotor is balanced on a mandrel, the software offers built-in runout compensation: the F7 - Run Ecc measurement (taken with the rotor turned 180 degrees on the mandrel) together with the "Subtract mandrel runout from measurements" option, so eccentricity is not mistaken for unbalance.
  • 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%.
  • Inconsistent operating speed between runs: 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: Strictly follow the methodology - remove the trial weight after the run, or, if it stays on the rotor, make sure the "Leave on rotor" box is checked so the calculation accounts for it.

Стандарди за квалитет на балансирање

Табела 1: Класи на квалитет на балансирање (G) според ISO 1940-1 за типична опрема
Класа на квалитет G Balance quality grade G = eпо·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 Cardan shafts with special requirements, agricultural machinery, crushers
G6.3 6.3 Pump rotors, fan impellers, electric motor armatures
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

Note: the grade number is the product eпо·ω in mm/s. The permissible specific unbalance itself is speed-dependent: eпо = (G × 9549) / n [μm]. Example: G6.3 at 1500 rpm gives eпо = 40.1 μm; at 3000 rpm it gives 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?
Use 1-plane (static) balancing for narrow, disk-shaped rotors where the length-to-diameter ratio (L/D) is below approximately 0.5 and the speed is moderate (roughly under 1000 rpm), such as grinding wheels or narrow fan impellers. Use 2-plane (dynamic) balancing for elongated rotors, for any L/D above approximately 0.5, and for high-speed narrow discs. Two-plane balancing corrects both static unbalance and couple (moment) unbalance.

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?
In static unbalance the rotor's central principal axis of inertia is displaced parallel to the rotation axis - the center of mass is offset radially from the axis - and it can be detected without spinning by placing the rotor on knife-edge supports. Dynamic unbalance is a combination of static and couple unbalance where the principal axis of inertia doesn't coincide with the rotation axis - it only manifests during rotation and requires two-plane correction.

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?
First calculate permissible specific unbalance: eпо = (G × 9549) / n, where G is the quality grade (e.g., 2.5 for turbines, 6.3 for fans) and n is RPM. Then calculate permissible residual unbalance: Uпо = eпо × M, where M is rotor mass in kg. For example, a 5 kg rotor at 3000 RPM with G2.5: eпо = (2.5 × 9549)/3000 = 7.96 μm, Uпо = 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.

How do I account for keyways? (ISO 8821, now ISO 21940-32:2012)
Standard practice is to use a "half-key" in the shaft keyway when balancing without the mating part, as specified in ISO 21940-32:2012 (which superseded ISO 8821). This compensates for the mass of that part of the key that fills the groove on the shaft.

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 Tighten all bolted connections, check bearing play, conduct coast-down test (the RunDown tab in the F5 - Vibration Meter mode), stabilize operating regime
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

Industrial fans and induced-draft (ID) fans:

  • 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: Use the vibration spectrum (F8 - Charts) to check for vibration at twice the supply frequency. Its presence indicates electrical malfunction, not unbalance.

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.

WhatsApp
Balanset-1A · €1975Прашајте инженер