Memahami Ketidakseimbangan (Ketidakseimbangan) dalam Jentera Berputar
Definisi: Apakah Ketidakseimbangan?
Ketidakseimbangan (sering digunakan secara bergantian dengan ketidakseimbangan) ialah keadaan dalam rotor di mana pusat jisim (atau pusat graviti) tidak sejajar dengan pusat putaran. Offset ini, dikenali sebagai kesipian, bermakna jisim tidak teragih sama rata di sekeliling paksi putaran. Apabila pemutar berputar, taburan jisim yang tidak sekata ini menghasilkan daya emparan bersih yang menarik pemutar dari pusatnya, menyebabkan keseluruhan mesin bergetar. Ketidakseimbangan adalah sumber getaran yang paling biasa dalam mesin berputar.
Tanda Tangan Klasik Ketidakseimbangan
Ketidakseimbangan mempunyai tandatangan getaran yang sangat berbeza dan boleh dikenali, yang menjadikannya agak mudah untuk didiagnosis:
- Kekerapan: Getaran berlaku tepat 1x kelajuan putaran daripada rotor. Jika mesin mempercepatkan atau memperlahankan, kekerapan getaran akan mengikutinya dengan sempurna.
- Arah: Getaran adalah terutamanya dalam jejari arah (mendatar dan menegak). Biasanya terdapat sedikit getaran paksi (tujahan).
- Amplitud: Amplitud getaran adalah berkadar dengan kuasa dua kelajuan putaran. Jika anda menggandakan kelajuan, daya tidak seimbang (dan getaran yang terhasil) akan meningkat empat kali ganda.
- Phase: Pengukuran fasa untuk ketidakseimbangan biasanya stabil dan boleh diulang.
Jenis Ketidakseimbangan
Ketidakseimbangan boleh dikategorikan kepada tiga jenis utama:
1. Ketidakseimbangan Statik
Juga dikenali sebagai "ketidakseimbangan paksa," ini adalah jenis yang paling mudah. Ia berlaku apabila jisim diagihkan secara tidak sekata dalam satu satah, seperti satu tempat berat pada cakera nipis. Ia dipanggil "statik" kerana ia boleh dikesan dengan pemutar dalam keadaan rehat; jika diletakkan pada tepi pisau tanpa geseran, pemutar akan bergolek sehingga tempat yang berat berada di bahagian bawah. Ia boleh diperbetulkan dengan satu pemberat diletakkan 180° bertentangan dengan tempat yang berat.
2. Pasangan Ketidakseimbangan
Ini berlaku apabila terdapat dua titik berat yang sama pada hujung bertentangan pemutar, terletak 180° antara satu sama lain. Ini mewujudkan "pasangan" atau gerakan goyang yang cuba memutar pemutar hujung ke hujung. Rotor dengan ketidakseimbangan pasangan tulen adalah seimbang secara statik (ia tidak akan berguling pada tepi pisau), tetapi ia akan bergetar teruk apabila ia berputar. Ia memerlukan dua pemberat pembetulan dalam dua satah berasingan untuk menentang gerakan goyang.
3. Ketidakseimbangan Dinamik
Ini adalah keadaan yang paling biasa ditemui dalam jentera sebenar. Ia adalah gabungan kedua-dua ketidakseimbangan statik dan pasangan. Membetulkan ketidakseimbangan dinamik memerlukan membuat pembetulan jisim dalam sekurang-kurangnya dua satah berbeza di sepanjang rotor, satu proses yang dikenali sebagai pengimbangan dinamik.
Punca Biasa Ketidakseimbangan
Ketidakseimbangan boleh wujud dari masa pembuatan atau berkembang semasa operasi. Penyebab biasa termasuk:
- Ketidaksempurnaan Pembuatan: Keliangan dalam tuangan, ketumpatan bahan tidak sekata, dan toleransi pemesinan.
- Ralat Perhimpunan: Komponen yang tidak dipasang dengan betul, bolt yang diketatkan tidak sekata, atau kekunci yang tidak sejajar.
- Haus dan Lusuh: Hakisan, kakisan atau haus yang tidak rata pada bilah kipas atau pendesak pam.
- Pembinaan Bahan: Pengumpulan kotoran, habuk atau produk pada rotor dalam kipas, peniup dan emparan.
- Kegagalan Komponen: Berat imbangan yang dilemparkan atau bilah yang patah akan serta-merta mewujudkan keadaan ketidakseimbangan yang teruk.
Mengapa Membetulkan Ketidakseimbangan adalah Kritikal
Membenarkan mesin berjalan dengan ketidakseimbangan yang ketara memudaratkan kesihatannya. Daya kitaran yang berterusan menyebabkan:
- Kegagalan Galas Pramatang: Galas tertakluk kepada beban dinamik yang tinggi, yang membawa kepada haus yang cepat.
- Keletihan dan Retak: Getaran menyebabkan tekanan keletihan pada aci, asas dan komponen lain.
- Kecekapan Dikurangkan: Tenaga dibazirkan dalam bentuk getaran dan haba dan bukannya melakukan kerja yang berguna.
- Risiko Keselamatan: Ketidakseimbangan yang teruk boleh membawa kepada kegagalan bencana.
Ketidakseimbangan diperbetulkan melalui prosedur pengimbangan yang sistematik, yang merupakan salah satu cara paling berkesan untuk meningkatkan kebolehpercayaan jentera.