Pengimbangan Kipas Ekzos Industri: Panduan Lengkap dari Teori kepada Amalan

Bahagian 1: Prinsip Asas Ketidakseimbangan - Memahami "Mengapa""

Mengimbangi jisim berputar adalah salah satu operasi utama dalam penyelenggaraan dan pembaikan peralatan industri, terutamanya penting untuk mengimbangi ekzos aplikasi. Untuk penghapusan berkesan dan termaklum bagi masalah yang berkaitan dengan getaran yang berlebihan, pemahaman mendalam tentang proses fizikal yang mendasari ketidakseimbangan, kepelbagaiannya, punca dan akibat yang merosakkan adalah perlu.

1.1. Fizik Ketidakseimbangan: Sains Getaran

Dalam dunia yang ideal, badan berputar seperti pendesak kipas ekzos akan seimbang dengan sempurna. Dari sudut mekanikal, ini bermakna paksi utama inersia pusatnya bertepatan sepenuhnya dengan paksi geometri putaran. Walau bagaimanapun, pada hakikatnya, disebabkan oleh ketidaksempurnaan pembuatan dan faktor operasi, keadaan yang dipanggil ketidakseimbangan berlaku, di mana pusat jisim pemutar diimbangi secara relatif kepada paksi putarannya.

Apabila pemutar yang tidak seimbang itu mula berputar, pengimbangan jisim ini menghasilkan daya emparan. Daya ini secara berterusan menukar arah, bertindak berserenjang dengan paksi putaran dan menghantar melalui aci ke penyokong galas dan kemudian ke seluruh struktur. Daya kitaran ini adalah punca getaran.

Di mana F ialah daya emparan, m ialah magnitud jisim tidak seimbang, ω ialah halaju sudut, dan r ialah jarak dari paksi putaran ke jisim tidak seimbang (sipi).

Aspek utama perhubungan ini ialah daya inersia tumbuh secara berkadar dengan kuasa dua kelajuan putaran (ω²). Ini mempunyai kepentingan praktikal yang besar untuk mengimbangi ekzos prosedur. Contohnya, menggandakan kelajuan kipas ekzos akan meningkatkan daya getaran sebanyak empat kali ganda. Pertumbuhan bukan linear ini menerangkan mengapa kipas ekzos yang beroperasi dengan baik pada kelajuan rendah boleh menunjukkan tahap getaran bencana apabila mencapai kelajuan nominal atau meningkat, seperti apabila dikawal melalui penukar frekuensi.

1.2. Klasifikasi Ketidakseimbangan: Tiga Jenis Masalah

Ketidakseimbangan rotor, bergantung pada susunan bersama paksi inersia dan paksi putaran, dibahagikan kepada tiga jenis utama:

Ketidakseimbangan Statik (Ketidakseimbangan Daya/Statik)

Definisi: Berlaku apabila paksi inersia dianjak selari dengan paksi putaran. Ini boleh digambarkan sebagai mempunyai satu "titik berat" pada rotor.

Diagnosis: Jenis ketidakseimbangan ini adalah unik kerana ia nyata walaupun dalam keadaan rehat. Jika pemutar sedemikian diletakkan pada sokongan mendatar dengan geseran rendah (dipanggil "tepi pisau"), ia akan sentiasa berputar di bawah graviti dan berhenti dengan titik berat ke bawah.

Pembetulan: Dihapuskan secara relatifnya dengan menambah (atau mengeluarkan) jisim pembetulan dalam satu satah, 180 darjah bertentangan dengan titik berat yang dikenal pasti. Ketidakseimbangan statik adalah ciri rotor sempit berbentuk cakera dengan nisbah panjang-ke-diameter (L/D) yang rendah (cth, kurang daripada 0.5).

Ketidakseimbangan Pasangan

Definisi: Berlaku apabila paksi inersia bersilang dengan paksi putaran di pusat jisim pemutar. Secara fizikal, ini adalah bersamaan dengan mempunyai dua jisim tidak seimbang yang sama terletak dalam dua satah berbeza di sepanjang panjang rotor dan diletakkan 180 darjah antara satu sama lain.

Diagnosis: Dalam kedudukan statik, pemutar sedemikian adalah seimbang dan tidak akan cenderung untuk menduduki mana-mana kedudukan tertentu. Walau bagaimanapun, semasa putaran, pasangan jisim ini mencipta momen "goyang" atau "goyang" yang cenderung untuk memusingkan pemutar berserenjang dengan paksi putaran, menyebabkan getaran kuat pada penyokong.

Pembetulan: Memerlukan pembetulan dalam sekurang-kurangnya dua satah untuk mengimbangi detik ini.

Ketidakseimbangan Dinamik

       

Definisi: Ini adalah kes yang paling umum dan kerap ditemui dalam amalan, di mana paksi inersia tidak selari atau bersilang dengan paksi putaran tetapi condong dengannya di angkasa. Ketidakseimbangan dinamik sentiasa merupakan gabungan ketidakseimbangan statik dan pasangan.

Diagnosis: Dimanifestasikan hanya semasa putaran rotor.

Pembetulan: Sentiasa memerlukan pengimbangan dalam sekurang-kurangnya dua satah pembetulan untuk mengimbangi kedua-dua komponen daya dan momen secara serentak.

1.3. Punca Punca Masalah: Dari Mana Datangnya Ketidakseimbangan?

Punca ketidakseimbangan boleh dibahagikan kepada dua kumpulan besar, terutamanya berkaitan untuk mengimbangi ekzos aplikasi:

Faktor Operasi (paling biasa):

• Pengumpulan Bahan: Punca paling biasa untuk kipas ekzos beroperasi dalam persekitaran yang tercemar. Pengumpulan habuk, kotoran, cat, produk proses atau lembapan yang tidak sekata pada bilah pendesak mengubah pengedaran jisim.
• Haus dan Kakisan: Haus bilah yang melelas yang tidak sekata, hakisan titisan daripada kemasukan cecair, atau kakisan kimia membawa kepada kehilangan besar-besaran di sesetengah kawasan dan akibatnya ketidakseimbangan.
• Ubah Bentuk Terma: Pemanasan atau penyejukan rotor yang tidak sekata, terutamanya semasa penutupan lanjutan peralatan panas, boleh menyebabkan lenturan aci atau pendesak sementara atau kekal.
• Kehilangan Berat Imbangan: Berat pembetulan yang dipasang sebelum ini mungkin tertanggal disebabkan oleh getaran, kakisan atau kesan mekanikal.

Kecacatan Pembuatan dan Pemasangan:

• Kecacatan Pembuatan: Ketidakseragaman bahan (cth, keliangan tuangan), ketidaktepatan dalam pemesinan, atau pemasangan bilah yang tidak berkualiti pada pendesak.
• Ralat Pemasangan dan Pemasangan: Pemasangan pendesak yang tidak betul pada aci, salah jajaran, melonggarkan pengikat hab, salah jajaran aci motor dan kipas.
• Masalah Komponen Berkaitan: Penggunaan tali pinggang pemacu yang tidak standard atau haus, kecacatan galas, longgarkan unit yang dipasang pada asas (keadaan dikenali sebagai "kaki lembut").

1.4. Akibat Ketidakseimbangan: Reaksi Rantaian Kemusnahan

Mengabaikan masalah ketidakseimbangan membawa kepada tindak balas berantai akibat yang merosakkan yang menjejaskan kedua-dua komponen peralatan mekanikal dan prestasi ekonomi, terutamanya kritikal dalam sistem ekzos:

Akibat Mekanikal:

• Getaran dan Bunyi: Peningkatan mendadak dalam getaran dan bunyi adalah akibat yang paling jelas, yang membawa kepada keadaan kerja yang merosot dan berfungsi sebagai isyarat pertama kerosakan.
• Haus Galas Dipercepatkan: Akibat yang paling kerap, mahal dan berbahaya. Beban kitaran daripada daya emparan menyebabkan keletihan yang dipercepatkan dan kemusnahan elemen gelek dan laluan perlumbaan, mengurangkan hayat galas sebanyak berpuluh kali ganda.
• Kegagalan Keletihan: Pendedahan getaran yang berpanjangan membawa kepada pengumpulan keletihan dalam logam, yang berpotensi menyebabkan kemusnahan aci, struktur sokongan, kimpalan, dan juga kerosakan bolt penambat yang mengunci unit ke asas.
• Kerosakan pada Komponen Bersebelahan: Getaran juga memusnahkan sambungan gandingan, pemacu tali pinggang, dan pengedap aci.

Akibat Ekonomi dan Operasi:

• Peningkatan Penggunaan Tenaga: Sebahagian besar tenaga motor dibelanjakan bukan untuk menggerakkan udara tetapi untuk mencipta getaran, yang membawa kepada kerugian kewangan langsung.
• Prestasi Dikurangkan: Getaran boleh mengganggu ciri aerodinamik pendesak, membawa kepada pengurangan aliran udara dan tekanan yang dihasilkan oleh kipas ekzos.
• Masa Henti Kecemasan: Akhirnya, ketidakseimbangan membawa kepada penutupan peralatan kecemasan, mengakibatkan pembaikan yang mahal dan kerugian daripada masa henti pengeluaran.
• Ancaman Keselamatan: Dalam kes kritikal, pemusnahan pendesak pada kelajuan tinggi adalah mungkin, memberikan ancaman langsung kepada nyawa dan kesihatan kakitangan.

Bahagian 2: Diagnostik Getaran - Seni Diagnosis Tepat

Diagnosis yang betul adalah asas kepada pengimbangan yang berjaya. Sebelum meneruskan pembetulan jisim, adalah perlu untuk memastikan dengan keyakinan tinggi bahawa ketidakseimbangan sememangnya punca utama getaran yang berlebihan. Bahagian ini ditumpukan kepada kaedah instrumental yang membenarkan bukan sahaja pengesanan masalah tetapi pengenalpastian tepat sifatnya.

2.1. Mengapa Getaran Tidak Selalu Tidak Seimbang: Diagnosis Pembezaan

Prinsip utama yang mesti difahami oleh setiap pakar penyelenggaraan: getaran berlebihan adalah simptom, bukan diagnosis. Walaupun ketidakseimbangan adalah salah satu punca paling biasa getaran kipas ekzos, beberapa kecacatan lain boleh mencipta corak serupa yang mesti diketepikan sebelum memulakan. mengimbangi ekzos kerja.

Kecacatan utama "menyamar" sebagai ketidakseimbangan:

• salah jajaran: Penjajaran aci antara motor dan kipas. Dalam spektrum getaran, dicirikan oleh puncak ketara pada frekuensi larian berganda (2x), terutamanya dalam arah paksi.
• Kelonggaran mekanikal: Melonggarkan bolt sokongan galas, retak pada rangka asas. Manifes sebagai siri harmonik frekuensi berjalan (1x, 2x, 3x, dsb.) dan, dalam kes yang teruk, subharmonik (0.5x, 1.5x).
• Kecacatan galas bergolek: Spalling, rekahan pada raceway atau elemen bergolek. Hasilkan getaran pada komponen frekuensi tinggi ciri ciri tidak segerak (bukan gandaan kekerapan putaran) yang dikira daripada geometri galas.
• Aci Bengkok: Mencipta getaran pada kedua-dua frekuensi larian (1x) dan larian berganda (2x), sangat merumitkan diagnosis dan memerlukan aplikasi analisis fasa mandatori untuk membezakan daripada ketidakseimbangan dan salah jajaran.
• Resonans: Penguatan getaran berganda yang tajam apabila kekerapan putaran operasi bertepatan dengan salah satu frekuensi semula jadi struktur. Keadaan yang sangat berbahaya ini tidak dihapuskan dengan mengimbangi.

2.2. Kit Alat Pakar: Mata dan Telinga Jurutera

Diagnostik getaran yang tepat dan seterusnya mengimbangi ekzos memerlukan peralatan khusus:

• Penderia Getaran (Pecutan): Pengumpulan data primer bermaksud. Untuk gambar getaran mesin tiga dimensi yang lengkap, penderia dipasang pada perumah galas dalam tiga arah yang saling berserenjang: mendatar, menegak dan paksi.
• Penganalisis/Pengimbang Getaran Mudah Alih: Instrumen moden seperti Balanset-1A menggabungkan fungsi vibrometer (pengukuran tahap getaran keseluruhan), penganalisis spektrum Fast Fourier Transform (FFT), meter fasa dan kalkulator pengimbangan. Mereka membenarkan diagnostik lengkap dan pengimbangan terus di tapak operasi peralatan.
• Takometer (Optik atau Laser): Bahagian penting mana-mana kit pengimbangan. Diperlukan untuk pengukuran kelajuan putaran yang tepat dan penyegerakan ukuran fasa. Untuk operasi, sekeping kecil pita reflektif digunakan pada aci atau bahagian berputar lain.
• Software: Perisian khusus membolehkan mengekalkan pangkalan data peralatan, menganalisis aliran getaran dari semasa ke semasa, menjalankan diagnostik spektrum yang mendalam dan menjana laporan kerja secara automatik.

2.3. Membaca Spektrum Getaran (Analisis FFT): Mentafsir Isyarat Mesin

Isyarat getaran yang diukur oleh pecutan mewakili pergantungan masa amplitud yang kompleks. Untuk diagnostik, isyarat sedemikian kurang bermaklumat. Kaedah analisis utama ialah Fast Fourier Transform (FFT), yang secara matematik menguraikan isyarat masa kompleks ke dalam spektrum frekuensinya. Spektrum menunjukkan dengan tepat frekuensi yang mengandungi tenaga getaran, membolehkan pengecaman sumber getaran ini.

Penunjuk ketidakseimbangan utama dalam spektrum getaran ialah kehadiran puncak dominan pada frekuensi yang betul-betul sama dengan frekuensi putaran rotor. Kekerapan ini ditetapkan sebagai 1x. Amplitud (ketinggian) puncak ini adalah berkadar terus dengan magnitud ketidakseimbangan.

2.4. Peranan Utama Analisis Fasa: Mengesahkan Diagnosis

Analisis fasa ialah alat berkuasa yang membolehkan pengesahan muktamad diagnosis "ketidakseimbangan" dan membezakannya daripada kecacatan lain yang juga nyata pada kekerapan berjalan 1x.

Fasa pada asasnya ialah hubungan masa antara dua isyarat getaran frekuensi yang sama, diukur dalam darjah. Ia menunjukkan bagaimana mata mesin yang berbeza bergerak secara relatif antara satu sama lain dan relatif kepada tanda pantulan pada aci.

Menentukan Jenis Ketidakseimbangan mengikut Fasa:

• Ketidakseimbangan statik: Kedua-dua sokongan galas bergerak serentak, "dalam fasa." Oleh itu, perbezaan sudut fasa yang diukur pada dua sokongan dalam arah jejari yang sama akan menghampiri 0° (±30°).
• Ketidakseimbangan pasangan atau dinamik: Menyokong melakukan pergerakan berayun "dalam anti-fasa." Sejajar dengan itu, perbezaan fasa antara mereka akan hampir 180° (±30°).

Peranti

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

$2,361.76

bahagian

Vibration sensor

$107.62

bahagian

Optical Sensor (Laser Tachometer)

$148.28

Peranti

Balanset-4

$8,135.23

bahagian

Magnetic Stand Insize-60-kgf

$55.01

bahagian

Reflective tape

$11.96

Peranti

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

$2,074.77

Bahagian 3: Panduan Pengimbangan Praktikal - Kaedah Langkah demi Langkah dan Petua Profesional

Bahagian ini membentangkan panduan langkah demi langkah yang terperinci untuk melaksanakan mengimbangi ekzos kerja, daripada operasi persediaan kepada teknik khusus untuk pelbagai jenis kipas ekzos.

3.1. Peringkat Persediaan - 50% Kejayaan

Persediaan yang berkualiti adalah kunci kejayaan dan selamat mengimbangi ekzos. Mengabaikan peringkat ini sering membawa kepada keputusan yang salah dan kehilangan masa.

Utamakan keselamatan:

Sebelum memulakan sebarang kerja, peralatan mesti dinyahtenaga sepenuhnya. Prosedur lockout/tagout standard (LOTO) digunakan untuk mengelakkan permulaan secara tidak sengaja. Ketiadaan voltan pada terminal motor mesti disahkan.

Pembersihan dan Pemeriksaan Visual:

Ini bukan operasi awal tetapi operasi utama. Pendesak mesti dibersihkan dengan teliti daripada sebarang pengumpulan - kotoran, habuk, produk. Dalam kebanyakan kes, pembersihan berkualiti sahaja menghapuskan atau mengurangkan ketidakseimbangan dengan ketara, menjadikan pengimbangan selanjutnya tidak diperlukan. Selepas pembersihan, pemeriksaan visual yang teliti pada bilah, cakera dan kimpalan dijalankan untuk keretakan, penyok, ubah bentuk dan tanda haus.

Pemeriksaan Mekanikal ("Hierarki Intervensi"):

Sebelum membetulkan pengedaran jisim, kekukuhan mekanikal keseluruhan pemasangan mesti disahkan:

• Mengetatkan Sambungan Bolt: Periksa dan jika perlu ketatkan bolt yang menahan pendesak ke hab, hab ke aci, perumah galas ke bingkai, dan bolt penambat bingkai ke asas.
• Pemeriksaan Geometri: Menggunakan penunjuk dail, periksa larian jejari dan paksi aci dan pendesak. Juga secara visual atau menggunakan templat dan alat pengukur, periksa penjajaran bilah dan keseragaman sudut serangannya.

3.2. Pengimbangan Statik: Kaedah Mudah untuk Kes Mudah

Pengimbangan statik digunakan pada pemutar sempit berbentuk cakera (cth, pendesak dengan nisbah L/D yang kecil) apabila pengimbangan dinamik secara teknikalnya mustahil atau tidak praktikal dari segi ekonomi.

Kaedah Pisau-Tepi:

Kaedah klasik dan sangat tepat. Rotor (dialihkan dari unit) diletakkan pada dua prisma mendatar, selari dan licin sempurna atau penyokong geseran rendah. Di bawah graviti, "titik berat" rotor akan sentiasa cenderung untuk menduduki kedudukan bawah. Berat pembetulan dipasang betul-betul bertentangan (pada 180°) titik ini. Proses berulang sehingga pemutar kekal dalam keseimbangan neutral pada sebarang kedudukan.

Kaedah Putaran Percuma ("Plumb Line"):

Kaedah ringkas terpakai untuk kipas dengan bilah terus di tempatnya. Selepas menanggalkan tali pinggang pemacu (jika ada), pendesak diputar perlahan dan dilepaskan. Bilah yang paling berat akan jatuh ke bawah. Pembetulan dibuat dengan menambahkan pemberat kecil (cth, menggunakan pita pelekat atau magnet) pada bilah paling ringan sehingga pendesak berhenti mencari sebarang kedudukan tertentu.

3.3. Pengimbangan Medan Dinamik: Pendekatan Profesional

Ini adalah kaedah utama untuk industri mengimbangi ekzos, dilakukan menggunakan instrumen khusus seperti Balanset-1A tanpa pembongkaran peralatan. Proses ini terdiri daripada beberapa langkah wajib.

Langkah 1: Pengukuran Awal (Larian Awal)

• Penderia getaran dipasang pada perumah galas, dan pita reflektif digunakan pada aci untuk tachometer.
• Kipas ekzos dihidupkan dan dibawa ke kelajuan operasi nominal.
• Menggunakan penganalisis getaran, data awal direkodkan: amplitud (biasanya dalam mm/s) dan sudut fasa (dalam darjah) getaran pada frekuensi larian 1x. Data ini mewakili vektor ketidakseimbangan awal.

Langkah 2: Larian Berat Percubaan

Logik: Untuk instrumen mengira dengan tepat cara membetulkan ketidakseimbangan, adalah perlu untuk memperkenalkan perubahan yang diketahui ke dalam sistem dan memerhatikan tindak balasnya. Ini adalah tujuan pemasangan berat percubaan.

• Pemilihan Jisim dan Lokasi: Berat percubaan dipilih supaya ia menyebabkan perubahan ketara tetapi selamat dalam vektor getaran (cth, perubahan amplitud 20-30% dan/atau peralihan fasa 20-30°). Berat dipasang sementara pada satah pembetulan terpilih pada kedudukan sudut yang diketahui.
• Pengukuran: Ulangi permulaan dan pengukuran yang dilakukan, merekodkan nilai amplitud dan fasa baharu.

Langkah 3: Pengiraan Berat Pembetulan dan Pemasangan

Instrumen pengimbangan moden seperti Balanset-1A secara automatik melakukan penolakan vektor bagi vektor getaran awal daripada vektor yang diperoleh dengan berat percubaan. Berdasarkan perbezaan ini (vektor pengaruh), instrumen mengira jisim tepat dan sudut tepat di mana berat pembetulan kekal mesti dipasang untuk mengimbangi ketidakseimbangan awal.

Pembetulan boleh dibuat sama ada dengan menambah jisim (plat logam kimpalan, memasang bolt dengan kacang) atau mengeluarkan jisim (lubang penggerudian, pengisaran). Menambah jisim adalah lebih baik kerana ia boleh diterbalikkan dan proses yang lebih terkawal.

Langkah 4: Pengesahan Jalankan dan Pangkas Pengimbangan

• Selepas memasang berat pembetulan kekal (dan mengalih keluar berat percubaan), larian pengesahan dilakukan untuk menilai keputusan.
• Jika tahap getaran menurun tetapi masih melebihi piawaian yang boleh diterima, pengimbangan trim dilakukan. Prosedur berulang, tetapi hasil pengesahan dijalankan kini digunakan sebagai data awal. Ini membolehkan pendekatan berulang, langkah demi langkah kepada kualiti keseimbangan yang diperlukan.

3.4. Pengimbangan Tunggal atau Dua Satah? Kriteria Pemilihan Praktikal

Memilih antara pengimbangan tunggal dan dua satah adalah keputusan penting yang mempengaruhi keseluruhan kejayaan prosedur, terutamanya penting untuk mengimbangi ekzos aplikasi.

Kriteria Utama: Nisbah panjang pemutar (L) kepada diameter (D).

• Jika L/D < 0.5 dan kelajuan putaran kurang daripada 1000 RPM, ketidakseimbangan statik biasanya mendominasi, dan pengimbangan satah tunggal sudah memadai.
• Jika L/D > 0.5 atau kelajuan putaran tinggi (>1000 RPM), ketidakseimbangan pasangan mula memainkan peranan penting, memerlukan pengimbangan dua satah untuk penyingkiran.

3.5. Keistimewaan Mengimbangi Kipas Terlampau

Kipas ekzos jenis overhung, di mana roda kerja (pendesak) terletak di luar penyokong galas, memberikan kerumitan khas untuk pengimbangan.

Masalah: Sistem sedemikian sememangnya tidak stabil secara dinamik dan sangat sensitif terhadap ketidakseimbangan, terutamanya jenis pasangan. Ini sering menjelma sebagai getaran paksi tinggi yang luar biasa.

Komplikasi: Menggunakan kaedah dua satah standard untuk pemutar tergantung selalunya membawa kepada keputusan yang tidak memuaskan atau memerlukan pemasangan pemberat pembetulan yang tidak cukup besar. Tindak balas sistem terhadap berat percubaan boleh menjadi tidak intuitif: contohnya, memasang berat pada pendesak boleh menyebabkan perubahan getaran yang lebih besar pada sokongan jauh (pada motor) berbanding pada dekat satu.

Recommendations: Pengimbangan kipas ekzos yang terlalu tergantung memerlukan pengalaman pakar dan pemahaman dinamik yang lebih tinggi. Selalunya diperlukan untuk menggunakan modul perisian khusus dalam penganalisis getaran yang menggunakan kaedah pemisahan daya statik/pasangan untuk pengiraan jisim pembetulan yang lebih tepat.

Bahagian 4: Kes Kompleks dan Teknik Profesional

Walaupun dengan pematuhan prosedur yang ketat, pakar mungkin menghadapi situasi di mana pendekatan standard tidak membuahkan hasil. Kes-kes ini memerlukan analisis yang lebih mendalam dan aplikasi teknik bukan standard.

4.1. Kesilapan Biasa dan Cara Mengelakkannya

Kesilapan 1: Diagnosis Salah

Kesilapan yang paling kerap dan mahal - cuba mengimbangi getaran yang disebabkan oleh salah jajaran, kelonggaran mekanikal atau resonans.

Penyelesaian: Sentiasa mulakan dengan analisis getaran penuh (analisis spektrum dan fasa). Jika spektrum tidak menunjukkan penguasaan puncak 1x yang jelas tetapi terdapat puncak yang ketara pada frekuensi lain, pengimbangan tidak boleh bermula sehingga penyingkiran punca utama.

Kesilapan 2: Mengabaikan Peringkat Persediaan

Melangkau peringkat pemeriksaan pendesak atau pengetatan sambungan bolt.

Penyelesaian: Patuhi "hierarki campur tangan" dengan tegas yang diterangkan dalam bahagian 3.1. Pembersihan dan pengetatan bukanlah pilihan tetapi langkah pertama yang wajib.

Kesilapan 3: Mengeluarkan Semua Berat Baki Lama

Tindakan ini memusnahkan hasil pengimbangan sebelumnya (mungkin kilang) dan selalunya merumitkan kerja dengan ketara, kerana ketidakseimbangan awal mungkin menjadi sangat besar.

Penyelesaian: Jangan sekali-kali mengeluarkan semua pemberat tanpa alasan yang kukuh. Jika pendesak telah mengumpul banyak pemberat kecil daripada pengimbangan sebelumnya, ia boleh dikeluarkan, tetapi kemudian menggabungkan jumlah vektornya menjadi satu berat yang setara dan memasangnya di tempatnya.

Kesilapan 4: Tidak Menyemak Kebolehulangan Data

Memulakan pengimbangan dengan amplitud awal dan bacaan fasa yang tidak stabil.

Penyelesaian: Sebelum pemasangan berat percubaan, lakukan 2-3 kawalan bermula. Jika amplitud atau fasa "terapung" dari mula hingga permulaan, ini menunjukkan kehadiran masalah yang lebih kompleks (resonans, busur haba, ketidakstabilan aerodinamik). Pengimbangan dalam keadaan sedemikian tidak akan memberikan hasil yang stabil.

4.2. Mengimbangi Resonans Dekat: Apabila Fasa Berbohong

Masalah: Apabila kelajuan operasi kipas ekzos sangat hampir dengan salah satu frekuensi getaran semula jadi sistem (resonans), sudut fasa menjadi sangat tidak stabil dan sangat sensitif kepada turun naik kelajuan yang sedikit. Ini menjadikan pengiraan vektor standard berdasarkan pengukuran fasa tidak tepat atau mustahil sepenuhnya.

Penyelesaian: Kaedah Empat Larian

Intipati: Kaedah pengimbangan unik ini tidak menggunakan ukuran fasa. Pengiraan berat pembetulan dilakukan secara eksklusif berdasarkan perubahan amplitud getaran.

Proses: Kaedah memerlukan empat larian berurutan:

1. Ukur amplitud getaran awal
2. Ukur amplitud dengan berat percubaan dipasang pada kedudukan 0° bersyarat
3. Ukur amplitud dengan berat yang sama dipindahkan ke 120°
4. Ukur amplitud dengan berat yang sama dipindahkan ke 240°

Berdasarkan empat nilai amplitud yang diperoleh, penyelesaian grafik (kaedah persilangan bulatan) dibina atau pengiraan matematik dilakukan, membenarkan penentuan jisim yang diperlukan dan sudut pemasangan berat pembetulan.

4.3. Apabila Masalah Bukan Keseimbangan: Daya Struktur dan Aerodinamik

Masalah Struktur:

Asas yang lemah atau retak, sokongan yang longgar boleh bergema dengan frekuensi operasi kipas ekzos, mendarabkan getaran berkali-kali.

Diagnosis: Untuk menentukan frekuensi semula jadi struktur dalam keadaan luar, ujian hentaman (ujian benjolan) digunakan. Ia dilakukan menggunakan tukul modal dan meter pecutan khas. Jika salah satu daripada frekuensi semula jadi yang ditemui hampir dengan kekerapan putaran operasi, masalahnya ialah resonans.

Daya Aerodinamik:

Pergolakan aliran udara pada salur masuk (disebabkan oleh halangan atau peredam yang tertutup secara berlebihan, yang dipanggil "kebuluran kipas") atau alur keluar boleh menyebabkan getaran frekuensi rendah, selalunya tidak stabil yang tidak berkaitan dengan ketidakseimbangan jisim.

Diagnosis: Ujian dengan perubahan beban aerodinamik pada kelajuan putaran malar dijalankan (cth, dengan membuka/menutup peredam secara beransur-ansur). Jika tahap getaran berubah dengan ketara, sifatnya berkemungkinan aerodinamik.

4.4. Analisis Contoh Sebenar (Kajian Kes)

Contoh 1 (Resonans):

Dalam satu kes yang didokumenkan, pengimbangan kipas bekalan menggunakan kaedah standard tidak membuahkan hasil kerana bacaan fasa yang sangat tidak stabil. Analisis menunjukkan kelajuan operasi (29 Hz) adalah sangat hampir dengan frekuensi semula jadi pendesak (28 Hz). Menggunakan kaedah empat larian, bebas daripada fasa, membolehkan pengurangan getaran berjaya ke tahap yang boleh diterima, menyediakan penyelesaian sementara sehingga penggantian kipas dengan yang lebih dipercayai.

Contoh 2 (Berbilang Kecacatan):

Analisis getaran kipas ekzos di kilang gula mendedahkan masalah yang kompleks. Satu spektrum kipas menunjukkan salah jajaran sudut (puncak 1x dan 2x tinggi dalam arah paksi), manakala satu lagi menunjukkan kelonggaran mekanikal (harmonik seragam 1x, 2x, 3x). Ini menunjukkan kepentingan penghapusan kecacatan berurutan: penjajaran pertama dan pengetatan pengikat dilakukan, dan hanya kemudian, jika perlu, pengimbangan akan dijalankan.

Bahagian 5: Piawaian, Toleransi dan Penyelenggaraan Pencegahan

Peringkat akhir mana-mana kerja teknikal adalah menilai kualitinya mengikut keperluan kawal selia dan membangunkan strategi untuk mengekalkan peralatan dalam keadaan yang betul untuk jangka masa panjang.

5.1. Gambaran Keseluruhan Standard Utama (ISO)

Beberapa piawaian antarabangsa digunakan untuk menilai kualiti pengimbangan dan keadaan getaran kipas ekzos.

ISO 14694:2003:

Standard utama untuk peminat industri. Menetapkan keperluan untuk mengimbangi kualiti dan tahap getaran maksimum yang dibenarkan bergantung pada kategori aplikasi kipas (BV-1, BV-2, BV-3, dsb.), kuasa dan jenis pemasangan.

ISO 1940-1:2003:

Piawaian ini mentakrifkan gred kualiti keseimbangan (G) untuk rotor tegar. Gred kualiti mencirikan ketidakseimbangan sisa yang dibenarkan. Bagi kebanyakan peminat ekzos industri, gred berikut digunakan:

• G6.3: Kualiti industri standard, sesuai untuk kebanyakan aplikasi industri umum.
• G2.5: Kualiti yang dipertingkatkan, diperlukan untuk kipas ekzos berkelajuan tinggi atau terutamanya kritikal di mana keperluan getaran lebih ketat.

ISO 10816-3:2009:

Mengawal selia penilaian keadaan getaran mesin industri berdasarkan ukuran pada bahagian tidak berputar (cth, perumah galas). Standard memperkenalkan empat zon keadaan:

• Zon A: ""Baik" (peralatan baharu)
• Zon B: ""Memuaskan" (operasi tanpa had dibenarkan)
• Zon C: ""Boleh diterima untuk masa terhad" (pengenalpastian sebab dan penghapusan diperlukan)
• Zon D: ""Tidak boleh diterima" (getaran boleh menyebabkan kerosakan)

ISO 14695:2003:

Piawaian ini menetapkan kaedah dan syarat bersatu untuk pengukuran getaran kipas industri, yang diperlukan untuk memastikan kebolehbandingan dan kebolehulangan hasil yang diperoleh pada masa yang berbeza dan pada peralatan yang berbeza.

5.2. Strategi Jangka Panjang: Integrasi ke dalam Program Penyelenggaraan Ramalan

Pengimbangan ekzos tidak boleh dianggap sebagai operasi pembaikan sekali sahaja. Ia merupakan bahagian penting dalam strategi penyelenggaraan ramalan moden.

Melaksanakan pemantauan getaran biasa (cth, melalui pengumpulan data laluan menggunakan penganalisis mudah alih) membolehkan menjejak keadaan peralatan dari semasa ke semasa. Analisis trend, terutamanya pertumbuhan beransur-ansur amplitud getaran pada frekuensi larian 1x, adalah penunjuk yang boleh dipercayai untuk membangunkan ketidakseimbangan.

Pendekatan ini membolehkan:

• Merancang pengimbangan terlebih dahulu, sebelum tahap getaran mencapai nilai kritikal yang ditetapkan oleh piawaian ISO 10816-3.
• Mencegah kerosakan sekunder pada galas, gandingan, dan struktur sokongan yang tidak dapat dielakkan berlaku semasa operasi berpanjangan dengan getaran yang berlebihan.
• Menghapuskan masa henti kecemasan yang tidak dirancang dengan menukar kerja pembaikan kepada kategori pencegahan yang dirancang.

Mewujudkan pangkalan data elektronik keadaan getaran peralatan utama dan analisis aliran biasa menjadi asas untuk membuat keputusan penyelenggaraan yang berkesan dari segi teknikal dan ekonomi, akhirnya meningkatkan kebolehpercayaan dan kecekapan pengeluaran keseluruhan.