Memahami Pengimbangan Pelbagai Satah

Peranti

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

$2,358.31

bahagian

Vibration sensor

$107.47

bahagian

Optical Sensor (Laser Tachometer)

$148.07

Peranti

Balanset-4

$8,123.32

bahagian

Magnetic Stand Insize-60-kgf

$54.93

bahagian

Reflective tape

$11.94

Peranti

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

$2,071.73

Definisi: Apakah Pengimbangan Pelbagai Pesawat?

Pengimbangan berbilang satah adalah maju balancing prosedur yang menggunakan tiga atau lebih satah pembetulan diedarkan sepanjang rotor untuk mencapai tahap getaran yang boleh diterima. Teknik ini perlu untuk pemutar fleksibel—pemutar yang membengkok atau melentur dengan ketara semasa operasi kerana ia berjalan pada kelajuan melebihi satu atau lebih kelajuan kritikal.

manakala imbangan dua satah adalah mencukupi untuk kebanyakan rotor tegar, pengimbangan berbilang satah memanjangkan prinsip untuk menampung bentuk pesongan kompleks (bentuk mod) yang dipamerkan rotor fleksibel pada kelajuan tinggi.

Bilakah Pengimbangan Berbilang Pesawat Diperlukan?

Pengimbangan berbilang satah menjadi perlu dalam beberapa situasi tertentu:

1. Pemutar Fleksibel Beroperasi Melebihi Kelajuan Kritikal

Aplikasi yang paling biasa adalah untuk pemutar fleksibel—pemutar panjang dan langsing yang beroperasi pada kelajuan lebih tinggi daripada kelajuan kritikal pertama (dan kadangkala kedua atau ketiga). Contohnya termasuk:

• Rotor turbin wap dan gas
• Aci pemampat berkelajuan tinggi
• Gulung mesin kertas
• Rotor penjana besar
• Pemutar emparan
• Spindle berkelajuan tinggi

Rotor ini mengalami lenturan yang ketara semasa operasi, dan bentuk pesongannya berubah bergantung pada kelajuan putaran dan mod mana yang teruja. Dua satah pembetulan tidak mencukupi untuk mengawal getaran merentasi semua kelajuan operasi.

2. Pemutar Tegar Sangat Panjang

Malah sesetengah rotor tegar, jika terlalu panjang berbanding diameternya, mungkin mendapat manfaat daripada tiga atau lebih satah pembetulan untuk meminimumkan getaran di beberapa lokasi galas di sepanjang aci.

3. Pemutar dengan Taburan Jisim Kompleks

Rotor dengan berbilang cakera, roda atau pendesak di pelbagai lokasi paksi mungkin memerlukan pengimbangan individu bagi setiap elemen, menghasilkan prosedur pengimbangan berbilang satah.

4. Apabila Pengimbangan Dua Satah Terbukti Tidak Mencukupi

Jika percubaan mengimbangi dua satah mengurangkan getaran pada lokasi galas yang diukur tetapi getaran kekal tinggi di lokasi perantaraan sepanjang pemutar (seperti pesongan pertengahan rentang), satah pembetulan tambahan mungkin diperlukan.

Cabaran: Dinamik Rotor Fleksibel

Rotor fleksibel memberikan cabaran unik yang menjadikan pengimbangan berbilang satah kompleks:

Bentuk Mod

Apabila pemutar fleksibel melalui a kelajuan kritikal, ia bergetar dalam corak tertentu yang dipanggil bentuk mod. Mod pertama biasanya menunjukkan lenturan aci dalam satu arka licin, mod kedua menunjukkan lengkung S dengan titik nod di tengah, dan mod yang lebih tinggi menunjukkan bentuk yang semakin kompleks. Setiap mod memerlukan pengagihan berat pembetulan khusus.

Kelakuan Bergantung Kepantasan

Tindak balas ketidakseimbangan rotor fleksibel berubah secara mendadak dengan kelajuan. Pembetulan yang berfungsi dengan baik pada satu kelajuan mungkin tidak berkesan atau malah tidak produktif pada kelajuan lain. Pengimbangan berbilang satah mesti mengambil kira keseluruhan julat kelajuan operasi.

Kesan Gandingan Silang

Dalam pengimbangan berbilang satah, berat pembetulan dalam mana-mana satu satah mempengaruhi getaran di semua lokasi pengukuran. Dengan tiga, empat, atau lebih satah pembetulan, hubungan matematik menjadi jauh lebih kompleks daripada dalam pengimbangan dua satah.

Prosedur Pengimbangan Pelbagai Satah

Prosedur memanjangkan kaedah pekali pengaruh digunakan dalam pengimbangan dua satah:

Langkah 1: Pengukuran Awal

Ukur getaran di berbilang lokasi di sepanjang pemutar (biasanya pada setiap galas, dan kadangkala di lokasi perantaraan) pada kelajuan operasi yang menarik. Untuk rotor fleksibel, pengukuran mungkin perlu diambil pada pelbagai kelajuan.

Langkah 2: Tentukan Satah Pembetulan

Kenal pasti N satah pembetulan di mana pemberat boleh ditambah. Ini harus diedarkan sepanjang pemutar di lokasi yang boleh diakses seperti bebibir gandingan, rim roda atau gelang imbangan yang direka khas.

Langkah 3: Berat Percubaan Berurutan Berjalan

Lakukan larian percubaan N, setiap satu dengan a berat percubaan dalam satu satah pembetulan. Contohnya, dengan empat satah pembetulan:

• Larian 1: Berat percubaan dalam Pesawat 1 sahaja
• Larian 2: Berat percubaan dalam Pesawat 2 sahaja
• Larian 3: Berat percubaan dalam Pesawat 3 sahaja
• Larian 4: Berat percubaan dalam Pesawat 4 sahaja

Semasa setiap larian, ukur getaran di semua lokasi penderia. Ini membina matriks pekali pengaruh lengkap yang menerangkan cara setiap satah pembetulan mempengaruhi setiap titik pengukuran.

Langkah 4: Kira Berat Pembetulan

Perisian pengimbangan menyelesaikan sistem persamaan serentak N (di mana N ialah bilangan satah pembetulan) untuk mengira pemberat pembetulan bagi setiap pesawat. Pengiraan ini menggunakan algebra matriks dan terlalu kompleks untuk dilakukan secara manual—perisian khusus adalah penting.

Langkah 5: Pasang dan Sahkan

Pasang semua pemberat pembetulan yang dikira secara serentak dan sahkan tahap getaran. Untuk rotor fleksibel, pengesahan harus dilakukan merentasi julat kelajuan operasi penuh untuk memastikan getaran yang boleh diterima pada semua kelajuan.

Pengimbangan Modal: Pendekatan Alternatif

Untuk rotor yang sangat fleksibel, teknik lanjutan dipanggil pengimbangan modal boleh menjadi lebih berkesan daripada pengimbangan berbilang satah konvensional. Pengimbangan modal menyasarkan mod getaran tertentu dan bukannya kelajuan tertentu. Dengan mengira berat pembetulan yang sepadan dengan bentuk mod semula jadi rotor, ia boleh mencapai hasil yang lebih baik dengan percubaan yang lebih sedikit. Walau bagaimanapun, kaedah ini memerlukan alat analisis yang canggih dan pemahaman mendalam tentang dinamik rotor.

Kerumitan dan Pertimbangan Praktikal

Pengimbangan berbilang satah adalah jauh lebih kompleks daripada pengimbangan dua satah:

Bilangan Larian Percubaan

Bilangan larian percubaan yang diperlukan meningkat secara linear dengan bilangan satah. Baki empat satah memerlukan empat larian percubaan ditambah larian awal dan pengesahan—sebanyak enam kali mula dan berhenti. Ini meningkatkan kos, masa dan kehausan pada mesin.

Kerumitan Matematik

Menyelesaikan pemberat pembetulan N memerlukan penyongsangan matriks N×N, yang intensif pengiraan dan boleh menjadi tidak stabil dari segi berangka jika pengukuran bising atau jika satah pembetulan berada pada kedudukan yang buruk.

Ketepatan Pengukuran

Oleh kerana pengimbangan berbilang satah bergantung pada penyelesaian banyak persamaan serentak, ralat pengukuran dan hingar mempunyai kesan yang lebih besar berbanding pengimbangan dua satah. Penderia berkualiti tinggi dan pengumpulan data yang teliti adalah penting.

Kebolehcapaian Satah Pembetulan

Mencari N lokasi satah pembetulan yang boleh diakses dan berkesan boleh menjadi mencabar, terutamanya pada mesin yang pada asalnya tidak direka bentuk untuk pengimbangan berbilang satah.

Keperluan Peralatan dan Perisian

Pengimbangan berbilang satah memerlukan:

• Perisian Pengimbangan Lanjutan: Mampu mengendalikan matriks pekali pengaruh N×N dan menyelesaikan sistem persamaan vektor kompleks.
• Penderia Getaran Berbilang: Sekurang-kurangnya N penderia (satu bagi setiap lokasi pengukuran) disyorkan, walaupun sesetengah instrumen boleh berfungsi dengan kurang penderia dengan meletakkan semula penderia antara larian.
• Takometer/Fasor Kunci: Penting untuk tepat fasa pengukuran.
• Kakitangan Berpengalaman: Kerumitan pengimbangan berbilang satah menuntut juruteknik dengan latihan lanjutan dalam dinamik rotor dan analisis getaran.

Aplikasi Biasa

Pengimbangan berbilang satah adalah amalan standard dalam industri dengan jentera berkelajuan tinggi:

• Penjanaan Kuasa: Set penjana turbin wap dan gas yang besar
• Petrokimia: Pemampat emparan berkelajuan tinggi dan pengembang turbo
• Pulpa dan Kertas: Gulungan pengering mesin kertas panjang dan gulung kalendar
• Aeroangkasa: Rotor enjin pesawat dan mesin turbo
• Pembuatan: Spindle alatan mesin berkelajuan tinggi

Dalam aplikasi ini, pelaburan dalam pengimbangan berbilang satah adalah wajar oleh kritikal peralatan, akibat kegagalan, dan keuntungan kecekapan operasi daripada berjalan dengan getaran minimum.

---

← Kembali ke Indeks Utama