रोटर बॅलेंसिंग म्हणजे काय?

झटपट उत्तर

रोटर बॅलेंसिंग ही फिरत्या वस्तूच्या वस्तुमान वितरणात सुधारणा करण्याची प्रक्रिया आहे, जेणेकरून तिचे वस्तुमान केंद्र फिरण्याच्या भौमितिक अक्षाशी एकरूप होते. यामुळे केंद्रापसारक बले कमीत कमी होतात, ज्यामुळे कंपन, बेअरिंग भार, आवाज आणि ऊर्जा वापर कमी होतो. कंपन मापन आणि फेज विश्लेषणाच्या आधारे विशिष्ट स्थानांवर आणि कोनांवर वजन जोडून किंवा काढून सुधारणा केली जाते. स्वीकृती निकष याद्वारे निश्चित केला जातो ISO 1940-1 (ISO 21940-11) G-ग्रेड्स. दोन प्रकार आहेत स्थिर (एकल-समतल) डिस्क-सदृश रोटरसाठी आणि डायनॅमिक (दोन-प्लेन) लांबलचक रोटरसाठी.

Unbalance हा फिरत्या यंत्रसामग्रीतील कंपनाचा सर्वांत सामान्य स्रोत आहे. जेव्हा वस्तुमान वितरण अपूर्ण असते — उत्पादन सहनशीलता, सामग्रीची असमरूपता, गंज, साठा जमा होणे किंवा नुकसान यांमुळे — तेव्हा केंद्रापसारक बले निर्माण होतात जी वेगाच्या वर्गाच्या प्रमाणात वाढतात. कमी वेगावरील लहान अनबॅलन्स उच्च वेगावर विनाशकारी बनू शकतो.

बॅलन्सिंग याचा सामना कंपन प्रतिसाद वारंवार मोजून आणि अवशिष्ट unbalance सहनशीलतेच्या आत येईपर्यंत वस्तुमान वितरण समायोजित करून करते. ही उत्पादन प्रक्रिया (शॉप बॅलन्सिंग मशीनवर) तसेच देखभाल प्रक्रिया (स्थापित उपकरणांवर फील्ड बॅलन्सिंग) या दोन्ही आहेत.

प्रभाव गुणांक पद्धति

आधुनिक बॅलन्सिंग — समर्पित मशीनवर आणि फील्डमध्ये दोन्हीही — यासाठी इन्फ्लुएन्स कोएफिशिएंट (ट्रायल वेट) पद्धतवापरते. भौतिक तत्त्व: ज्ञात स्थानावरील ज्ञात वस्तुमान कंपन कसे बदलते हे जर आपल्याला माहीत असेल, तर मूळ अनबॅलन्स रद्द करण्यासाठी आवश्यक वस्तुमान आणि स्थान आपण मोजू शकतो.

प्रभाव गुणांक
α = (Vचाचणी − Vप्रारंभिक) / T
α = influence coefficient (vibration per unit unbalance) | V = vibration vector (amplitude∠phase) | T = trial weight vector (mass∠angle)
सुधार गणना
C = −Vप्रारंभिक / α
C = करेक्शन वेट सदिश (वस्तुमान∠कोन) — V च्या समान आणि विरुद्ध कंपन निर्माण करणारे वजनप्रारंभिक

दोन-प्लेन बॅलन्सिंगसाठी, प्रणाली 2×2 मॅट्रिक्स बनते (प्लेनदरम्यानच्या क्रॉस-कपलिंगचा हिशेब करणारे चार इन्फ्लुएन्स कोएफिशिएंट), परंतु तत्त्व समानच असते. Balanset-1A हे आपोआप सोडवते — ऑपरेटर फक्त मशीन चालवतो आणि ट्रायल वेट जोडतो.

परीक्षण वजन निवड

ट्रायल वेटने कंपनात लक्षणीय बदल (आदर्शतः सुरुवातीच्या पातळीच्या 10–30%) निर्माण केला पाहिजे, धोकादायक भार न निर्माण करता. एक उपयुक्त प्रारंभिक अंदाज:

परीक्षण वजन अंदाज
mचाचणी ≈ (10 × M) / (R × (n/1000)²)
m ग्रॅममध्ये | M = रोटर वस्तुमान (kg) | R = ट्रायल त्रिज्या (mm) | n = RPM — G 6.3 अनबॅलन्सच्या अंदाजे 10% साठी ढोबळ नियम

बॅलन्स कधी करावे — कंपन स्वाक्षरी

कंपन अनबॅलन्समुळे होते आहे, की त्याऐवजी misalignment, सैलपणा, किंवा बेअरिंग दोष?

असंतुलन कंपन स्वाक्षर

Frequency: मध्ये नेमक्या 1× RPM (चालू वेग) वर प्रबळ शिखर FFT spectrum.

दिशा: प्रामुख्याने रेडियल (क्षैतिज आणि उभे). अक्षीय घटक लहान असतो.

फेज: स्थिर, पुनरावृत्ती करण्यायोग्य फेज कोण 1× येथे. फेज कालांतराने विचलित होत नाही.

गती अवलंबन: मोठेपणा वेगाच्या वर्गाच्या प्रमाणात वाढतो (ω² च्या प्रमाणात).

मिसअलाइनमेंटशी तुलना: मिसअलाइनमेंट लक्षणीय 2× आणि/किंवा अक्षीय 1× घटक निर्माण करते. बेअरिंग दोष असमकालिक वारंवारता निर्माण करतात.

बॅलन्सिंगपूर्वी, नेहमी निदानाची पडताळणी करा. Balanset-1A स्पेक्ट्रम विश्लेषक (F1 मोड) संपूर्ण FFT स्पेक्ट्रम दर्शवतो, ज्यामुळे बॅलन्सकडे जाण्यापूर्वी 1× प्रबळ आहे याची खात्री करता येते.

सुधार पद्धती

Adding Mass

  • क्लिप-ऑन वजने: स्प्रिंग-क्लिप झिंक किंवा स्टील वजने. पंखे, चाकांसाठी सामान्य. जलद, कायमस्वरूपी नसलेली.
  • बोल्ट-ऑन वजने: टॅप केलेल्या छिद्रांमध्ये किंवा T-स्लॉटमध्ये बोल्टने घट्ट केलेले अचूक वजन. मोठ्या रोटर्स, टर्बाइन्ससाठी मानक.
  • वेल्ड-ऑन वजन: रोटरला टॅक-वेल्ड केलेल्या स्टील प्लेट्स किंवा रॉड्स. कायमस्वरूपी. जड औद्योगिक फॅन्स आणि क्रशर रोटर्ससाठी सामान्य.
  • Epoxy/putty: धातू फिलरसह दोन-भागांचे चिकटवण. अनियमित पृष्ठभागांसाठी चांगले. मध्यम तापमानांपर्यंत मर्यादित.
  • Set screws: रेडियल छिद्रांमध्ये थ्रेडेड. कपलिंग हब्स आणि स्पिंडल्सवर सामान्य. समायोज्य.

Removing Mass

  • ड्रिलिंग: जड स्पॉटमधून मटेरियल काढून टाका. काढलेल्या वस्तुमानावर अचूक नियंत्रण (वस्तुमान = घनता × आकारमान). अपरिवर्तनीय.
  • Milling/grinding: रिम किंवा फेसमधून मटेरियल काढून टाका. टर्बाइन व्हील्स, ब्रेक रोटर्सवर सामान्य.

वजन विभाजन

जेव्हा अचूक गणना केलेला कोन प्रवेशयोग्य स्थानांच्या दरम्यान येतो (उदा., कपलिंगवरील बोल्ट छिद्रांच्या दरम्यान), तेव्हा व्हेक्टर विघटन वापरून सुधारणा दोन समीप स्थानांमध्ये विभागली जाते. हे Balanset-1A स्वयंचलित वजन-विभाजन कॅल्क्युलेटर समाविष्ट आहे.

फील्ड बॅलन्सिंग (इन-सिटू)

फील्ड संतुलन म्हणजे रोटरचा संतुलन यंत्रातून काढून न घेता. यामुळे डिअसेंब्ली डाउनटाइम दूर होतो आणि प्रत्यक्ष कार्यकारी परिस्थिती (अलाइनमेंट, बेअरिंग प्रीलोड, फाउंडेशन परिणाम) विचारात घेतल्या जातात ज्या शॉप बॅलन्सिंग पुनरुत्पादित करू शकत नाही.

Balanset-1A फील्ड संतुलन किट

The Balanset-1A ही एक संपूर्ण पोर्टेबल फील्ड बॅलन्सिंग प्रणाली आहे: 2-चॅनेल व्हायब्रेशन अॅनालायझर, लेझर टॅकोमीटर, अंगभूत ISO 1940 टॉलरन्स कॅल्क्युलेटर, सिंगल-प्लेन (F2) आणि टू-प्लेन (F3) बॅलन्सिंग मोड्स, स्वयंचलित वजन विभाजन, आणि औपचारिक बॅलन्स रिपोर्ट निर्मिती (F6). मापन अचूकता: ±5% वेग, ±1° फेज. G 16 ते G 2.5 साठी योग्य.

The Balanset-4 जटिल मल्टी-बेअरिंग रोटर्ससाठी किंवा एकाधिक मशीन्सच्या एकाच वेळी मॉनिटरिंगसाठी 4 चॅनेल्सपर्यंत विस्तारतो.

फील्ड संतुलनाचे फायदे

  • विघटन नाही: मोठ्या मशीन्ससाठी तासांचा किंवा दिवसांचा डाउनटाइम वाचवते.
  • वास्तविक ऑपरेटिंग परिस्थिती: संरेखण, बेअरिंग प्रीलोड, थर्मल स्थिती, फाउंडेशन प्रभाव समाविष्ट करते.
  • ट्रिम बॅलन्सिंग: असेंब्लीमुळे आलेले अनबॅलन्स दुरुस्त करते जे शॉप बॅलन्सिंग हाताळू शकत नाही.
  • देखभाल केल्यानंतरची पडताळणी: इम्पेलर बदल, कपलिंग बदल किंवा बेअरिंग ओव्हरहॉलनंतर त्वरित तपासणी.

मानक आणि सहनशीलता

बॅलन्सिंग "शक्य तितके चांगले" नसते — ते "टॉलरन्सच्या आत" असते. टॉलरन्स आंतरराष्ट्रीय मानकांद्वारे परिभाषित केली जाते:

📏 मुख्य संतुलन मानक
मानकSubjectKey Content
ISO 1940-1 / ISO 21940-11संतुलन गुणवत्ता श्रेणी (G-श्रेणी)G 0.4–G 4000 स्केल. सूत्र: Uनुसार = (9 549×G×M)/n. G 6.3 = फॅन्स, पंप, मोटर्ससाठी मानक.
ISO 1940-2 / ISO 21940-2शब्दसंग्रहपरिभाषा: असंतुलन प्रकार, रोटर वर्गीकरण, मशीन प्रकार, गुणवत्ता शब्द.
ISO 14694औद्योगिक पंखेBV fan-application categories, balance grades and vibration-limit guidance specific to industrial fans.
ISO 10816 / ISO 20816मशीन कंपन मूल्यांकनकार्यरत अवस्थेचे मापन करते result बॅलन्स गुणवत्तेचे. Zone A/B/C/D वर्गीकरण.
ISO 21940-12लवचिक रोटर्सपहिल्या बेंडिंग क्रिटिकल स्पीडच्या वरील रोटर्ससाठी मल्टी-स्पीड, मल्टी-प्लेन प्रक्रिया.
ISO 21940-14संतुलन प्रक्रियाअनेक प्लेन्समध्ये बॅलन्सिंगसाठी सामान्य प्रक्रिया.
API 610 / API 617अभिकेंद्री पंप / कंप्रेसररोटर बॅलन्स आवश्यकतांसाठी ISO 1940 G-ग्रेड्सचा संदर्भ घ्या.
ISO 1940-1 सहिष्णुता सूत्र
Uनुसार = (9 549 × G × M) / n
Uनुसार = permissible residual unbalance (g·mm) | G = grade (mm/s) | M = mass (kg) | n = max RPM

कार्य केलेली उदाहरणे

केस 1: अभिकेंद्री पंखा — एकल-समतल क्षेत्र संतुलन

यंत्र: 22 kW सेंट्रिफ्युगल सप्लाय फॅन, 1 460 RPM, इम्पेलर वस्तुमान 38 kg. अतिरिक्त व्हायब्रेशन: ड्राइव्ह-एंड बेअरिंगवर 8.2 mm/s RMS. FFT स्थिर फेजसह प्रबळ 1× पीकची पुष्टी करते.

सेटअप: Balanset-1A DE बेअरिंगवर सेन्सर, शाफ्टवर लेझर टॅकोमीटर. मोड F2 (सिंगल-प्लेन — L/D < 0.4).

पायरी 1: प्रारंभिक चालन: 47° वर 8.2 mm/s।

पायरी 2: ट्रायल वजन: फॅन हबवर 0° वर 15 g, R = 200 mm.

पायरी 3: प्रयोग चालन: 112° वर 5.9 mm/s।

पायरी 4: सॉफ्टवेअर मोजणी करते: सुधार = 198° वर 22 g, R = 200 mm.

पायरी 5: 198° वर वेल्ड-ऑन वजन 22 g बसवा. ट्रायल वजन काढून टाका.

पायरी 6: पडताळणी: 0.9 mm/s. ISO सहिष्णुता G 6.3 → Uनुसार = 1 570 g·mm. Achieved: ~180 g·mm. ✅ Pass.

केस 2: मोटर-पंप असेंबली — द्विसमतल

यंत्र: 45 kW motor + centrifugal pump, 2 950 RPM, rotor mass 55 kg. Vibration: DE bearing 6.1 mm/s, NDE bearing 4.8 mm/s. Phase difference ~140° → dynamic unbalance.

सेटअप: Balanset-1A दोन सेन्सर्स (DE + NDE), मोड F3. सुधारणा प्लेन्स: कपलिंग हब (प्लेन 1) आणि मोटर फॅन एंड (प्लेन 2).

Runs: प्रारंभिक → ट्रायल प्लेन 1 (0° वर 10 g) → ट्रायल प्लेन 2 (0° वर 8 g).

Result: सॉफ्टवेअर 2×2 मॅट्रिक्स सोडवते। सुधार: समतल 1 = 245° वर 18 g, plane 2 = 12 g at 68°.

पडताळणी: DE: 0.7 mm/s, NDE: 0.5 mm/s. G 6.3 मर्यादा: 1 122 g·mm. ✅ दोन्ही समतल सहिष्णुतेच्या मधील उत्तम।

केस 3: क्रशर रोटर — खरड G 16

यंत्र: हॅमर मिल क्रशर, 980 RPM, रोटर वस्तुमान 420 kg. हॅमर बदलल्यानंतर, व्हायब्रेशन 14.5 mm/s पर्यंत वाढले.

Specification: G 16 (कठोर-कर्तव्य, गंभीर परिस्थिती). Uनुसार = 9 549 × 16 × 420 / 980 = 65 500 g·mm.

प्रक्रिया: सिंगल-प्लेन (डिस्क-सदृश रोटर). रिमवर 0° वर ट्रायल 150 g. सुधारणा: 315° वर 280 g. वेल्ड-ऑन स्टील प्लेट.

Result: 2.8 mm/s. अवशेष ~५ ६०० ग्रॅम·मिमी. ✅ G १६ मर्यादेत अच्छी तरह.

  • ISO 1940-1: G-ग्रेड टॉलरन्स प्रणाली — बॅलन्सिंग निकालांसाठी स्वीकृती निकष.
  • ISO 1940-2: शब्दावली — सर्व बॅलन्सिंग संज्ञांच्या व्याख्या.
  • बॅलन्स गुणवत्ता श्रेणी: इंटरॅक्टिव्ह G-ग्रेड कॅल्क्युलेटर.
  • Unbalance: बॅलन्सिंगने दुरुस्त होणारी भौतिक स्थिती.
  • ISO 14694: Fan-specific BV categories and vibration limits.
  • हार्मोनिक्स: 1× (अनबॅलन्स) हे 2× (मिसअलाइनमेंट) व इतर ऑर्डर्सपासून वेगळे ओळखणे.
  • नैसर्गिक वारंवारता: रिजिड/फ्लेक्झिबल रोटर सीमा — बॅलन्सिंग पद्धतीसाठी निर्णायक.

← शब्दकोश सूचकांकापर्यंत परत