कपल असंतुलन समजून घेणे
कपल असंतुलन हे याचे एक विशिष्ट स्वरूप आहे गतिशील असंतुलन in which a rotor दोन समान वहन करते unbalance 180° अंतरावर ठेवलेले वस्तुमान, दोन वेगळ्या सुधार समतल. जेव्हा रोटर फिरतो, तेव्हा या दोन विरुद्ध केंद्रोत्सारी बले एक वळणारा क्षण तयार करतात — एक “कपल” — जो रोटरला पीळ देण्याचा प्रयत्न करतो, त्यामुळे तो त्याच्या गुरुत्वमध्याभोवती डळमळतो किंवा टोकाकडून टोकापर्यंत हेलकावतो. शुद्ध कपल अनबॅलन्सचे एक निर्णायक वैशिष्ट्य म्हणजे गुरुत्वमध्य अजूनही असतो on फिरण्याचा अक्ष, त्यामुळे रोटर स्थिर (static) रीतीने संतुलित असतो: चाकूच्या धारेवर ठेवल्यास तो जड भागाकडे लोटणार नाही. ही स्थिती केवळ रोटर फिरत असतानाच ओळखता येते आणि ती फक्त दोन वेगवेगळ्या प्रतलांमध्ये (planes) वजने ठेवूनच दुरुस्त करता येते.
1. व्याख्या: कपल अनबॅलन्स म्हणजे काय?
“कपल” हा शब्द यांत्रिकीतून (mechanics) घेतलेला आहे, जिथे तो एका अंतराने विभक्त असलेल्या समान, विरुद्ध, समांतर बलांच्या जोडीला सूचित करतो — अशी प्रणाली जी शुद्ध फिरण निर्माण करते, निव्वळ स्थानांतर निर्माण करत नाही. इथे नेमके हेच घडते. प्रत्येक केंद्रबाह्य (off-centre) वस्तुमान एक केंद्रापसारक बल रोटर फिरत असताना; कारण दोन्ही समान व विरुद्ध दिशेने असून अक्षीयदृष्ट्या विभक्त असतात, त्यामुळे ते निव्वळ बल म्हणून रद्द होतात पण आघूर्ण (moment) म्हणून एकत्रित होतात. रोटरला त्याच्या केंद्रावर कोणताही बाजूकडील धक्का जाणवत नाही, परंतु प्रत्येक फेरीत दोनदा उलट होणारा सततचा डोलणारा बलाघूर्ण (torque) त्याला जाणवतो.
2. कपल असंतुलन दृश्यमान करणे
एक लांब, बारीक रोटर कल्पना करा. डाव्या टोकाच्या वरच्या भागावर (0°) 10 g वजन ठेवा, नंतर उजव्या टोकाच्या खालच्या भागावर (180°) दुसरे 10 g वजन ठेवा:
- Check it for स्थिर संतुलन आणि तो पूर्णपणे संतुलित दिसतो — दोन्ही वजने रद्द होतात आणि गुरुत्वमध्य अक्षावर येतो.
- तो फिरवा, आणि डावे वजन डावे टोक वर ओढते तर उजवे वजन उजवे टोक खाली ओढते. याचा परिणाम एक शक्तिशाली डोलणारी, किंवा रॉकिंग-कपल, गती असते.
या स्थितीचा उच्च निर्माण होतो vibration at 1× the running speed, आणि — निदानासाठी अत्यंत महत्त्वाचे — phase दोन्ही बेअरिंगवरील वाचने एकमेकांशी सुमारे 180° फेज-बाहेर (out of phase) असतात, कारण कोणत्याही क्षणी दोन्ही टोके विरुद्ध दिशेने हलतात.
3. कपल विरुद्ध स्टॅटिक विरुद्ध डायनामिक असंतुलन
तीन वर्ग एकमेकांशी कसे संबंधित आहेत हे समजून घेणे योग्य दुरुस्ती निवडण्याची गुरुकिल्ली आहे:
| प्रकार | वस्तुमान वर्णन | गुरुत्व केंद्र | बेयरिंग फेज संबंध | दुरुस्ती |
|---|---|---|---|---|
| स्थिर असंतुलन | एक जड स्थान | अक्षापासून ऑफसेट | In-phase | एक वजन, एक प्रतल (plane) |
| कपल असंतुलन | दोन प्रतलांमध्ये दोन समान, विरुद्ध जड भाग | On the axis | 180° फेज-बाहेर (out-of-phase) | दोन वजन, दोन सुधार पृष्ठभाग |
| गतिशील असंतुलन | स्थिर (static) आणि कपल यांचे संयोजन | ऑफसेट आणि झुकलेले | काही मध्यवर्ती कोन | दोन वजन, दोन सुधार पृष्ठभाग |
डायनॅमिक अनबॅलन्स ही वास्तविक रोटरमधील सर्वात सामान्य स्थिती आहे आणि ती फक्त स्थिर (static) व कपल अनबॅलन्स एकत्र घडणे एवढीच आहे; त्यामुळे ती दुरुस्त करण्यासाठी किमान दोन वेगळ्या प्रतलांमध्ये मापन व वजन ठेवणे आवश्यक असते. क्षेत्रात उपयुक्त सूचक म्हणजे फेज तुलना: जवळपास सम-फेज (in-phase) बेअरिंग प्रबळ स्थिर घटकाकडे निर्देश करतात, तर जवळपास-180° विभाजन प्रबळ कपल घटकाकडे निर्देश करते.
4. कपल अनबॅलन्स दुरुस्त करणे
कपल काढून टाकण्यासाठी, संतुलन यंत्र किंवा विश्लेषक (analyser) दोन दुरुस्ती वजनांचा आकार व कोनीय स्थान मोजतो:
- One दुरुस्ती वजन तेथील बलाला विरोध करण्यासाठी पहिल्या प्रतलात ठेवले जाते.
- दुसऱ्या टोकावरील समान, विरुद्ध बलाला विरोध करण्यासाठी दुसरे वजन दुसऱ्या प्रतलात ठेवले जाते.
दोन्ही बले तटस्थ झाल्यावर, पीळ देणारा आघूर्ण (moment) नाहीसा होतो आणि रोटर सुरळीतपणे चालतो. लक्षात घ्या की दोन प्रतले जितकी जास्त दूर असतील तितके समान दुरुस्ती आघूर्णासाठी प्रत्येक वजन लहान असू शकते — लांब लिव्हर आर्म, कमी वस्तुमान — म्हणूनच प्रतलांमधील अंतर जास्तीत जास्त ठेवणे ही चांगली पद्धत आहे. जोडलेल्या यंत्रावर, ही दोन-प्रतल दुरुस्ती कोणत्याही विघटनाशिवाय पोर्टेबल दोन-चॅनेल उपकरण वापरून केली जाते, जसे की Balanset-1A, जे प्रत्येक बेअरिंगवरील 1× अॅम्प्लिट्यूड व फेज मोजते, रोटरचे इन्फ्लुअन्स कोइफिशंट्स पासून चाचणी-वजन रन काढते, आणि दोन्ही वजने एकाच वेळी सोडवते. काम पूर्ण होते अवशिष्ट असंतुलन against an ISO 21940-11 balance grade.
5. कपल अनबॅलन्स ओळखणे का सोपे नसते
कपल-अनबॅलन्स असलेला रोटर स्टॅटिक (सिंगल-प्लेन) तपासणीत उत्तीर्ण होत असल्यामुळे, केवळ स्टॅटिक चाचणीवर अवलंबून राहिल्यास एखादा हानिकारक दोष शोधल्याशिवाय राहू शकतो. केवळ फिरत्या अवस्थेतील मापन, जे दोन्ही बेअरिंग वाचते आणि त्यांच्या फेजची तुलना करते, हेच रॉकिंग कपल उघड करते. यासाठीच मुख्यतः द्विस्तरीय संतुलन अस्तित्वात आहे आणि म्हणूनच मोटर आर्मेचरपासून ड्राइव्ह शाफ्टपर्यंत बहुतांश सर्वसामान्य औद्योगिक रोटर स्टॅटिकपेक्षा डायनॅमिक पद्धतीने बॅलन्स केले जातात.
