Kenali Vibromera.com — laman web antarabangsa baharu kami. Lawati Vibromera.com →

Pengimbangan Dinamik Medan

Panduan Teknikal Komprehensif untuk Pengimbangan Rotor Industri

Bahagian I: Asas Teori dan Pengawalseliaan Pengimbangan Dinamik

Field dynamic balancing is one of the key operations in vibration commissioning and condition-based maintenance, aimed at extending the service life of industrial equipment and preventing emergency situations. The use of portable instruments such as Balanset-1A allows these operations to be performed directly at the operating site, minimizing downtime and costs associated with dismantling. However, successful balancing requires not only the ability to work with the instrument, but also a deep understanding of the physical processes underlying vibration, as well as knowledge of the regulatory framework governing the quality of work.

Prinsip metodologi adalah berdasarkan pemasangan pemberat percubaan dan pengiraan pekali pengaruh tidak seimbang. Ringkasnya, instrumen mengukur getaran (amplitud dan fasa) pemutar berputar, selepas itu pengguna secara berurutan menambah berat percubaan kecil dalam satah tertentu untuk "menentukur" pengaruh jisim tambahan pada getaran. Berdasarkan perubahan dalam amplitud dan fasa getaran, instrumen secara automatik mengira jisim yang diperlukan dan sudut pemasangan pemberat pembetulan untuk menghapuskan ketidakseimbangan.

Pendekatan ini melaksanakan apa yang dipanggil kaedah tiga larian untuk pengimbangan dua satah: pengukuran awal dan dua larian dengan pemberat percubaan (satu dalam setiap satah). Untuk pengimbangan satu satah, dua larian biasanya mencukupi - tanpa pemberat dan dengan satu pemberat percubaan. Dalam instrumen moden, semua pengiraan yang diperlukan dilakukan secara automatik, memudahkan proses dengan ketara dan mengurangkan keperluan kelayakan pengendali.

Bahagian 1.1: Fizik Ketidakseimbangan: Analisis Mendalam

Pada teras sebarang getaran dalam peralatan berputar terletak ketidakseimbangan, atau ketidakseimbangan. Ketidakseimbangan ialah keadaan di mana jisim rotor diagihkan secara tidak sekata berbanding paksi putarannya. Pengagihan yang tidak sekata ini membawa kepada berlakunya daya emparan, yang seterusnya menyebabkan getaran sokongan dan keseluruhan struktur mesin. Akibat ketidakseimbangan yang tidak ditangani boleh menjadi malapetaka: daripada haus pramatang dan pemusnahan galas kepada kerosakan pada asas dan mesin itu sendiri. Untuk diagnosis yang berkesan dan penghapusan ketidakseimbangan, adalah perlu untuk membezakan dengan jelas jenisnya.

Jenis Ketidakseimbangan

Persediaan pengimbangan rotor dengan motor elektrik pada dirian, penderia getaran, peranti pengukuran, komputer riba dengan paparan perisian
Persediaan mesin pengimbang rotor dengan sistem pemantauan terkawal komputer untuk mengukur daya statik dan dinamik untuk mengesan ketidakseimbangan dalam komponen motor elektrik yang berputar.

Ketidakseimbangan statik (satah tunggal): In this type of unbalance the rotor's central principal axis of inertia is displaced parallel to the axis of rotation - the center of mass is offset radially from the rotation axis. In a static state, such a rotor, installed on horizontal knife-edges (parallel ways), will always turn with the heavy side downward. Static unbalance is dominant for thin, disk-shaped rotors where the length-to-diameter ratio (L/D) is below approximately 0.5, for example, grinding wheels or narrow fan impellers. Static unbalance elimination is possible by installing one corrective weight in one correction plane, diametrically opposite to the heavy point - a single-plane approach that is valid at moderate speeds (roughly under 1000 rpm); high-speed narrow discs still require two-plane balancing.

Ganding (detik) tidak seimbang: Jenis ini berlaku apabila paksi utama inersia pemutar bersilang dengan paksi putaran di pusat jisim tetapi tidak selari dengannya. Ketidakseimbangan ganding boleh diwakili sebagai dua yang sama dalam magnitud tetapi berlawanan diarahkan jisim tidak seimbang yang terletak di satah yang berbeza. Dalam keadaan statik, pemutar sedemikian berada dalam keseimbangan, dan ketidakseimbangan hanya nyata semasa putaran dalam bentuk "goyang" atau "goyang". Untuk mengimbanginya, pemasangan sekurang-kurangnya dua pemberat pembetulan dalam dua satah berbeza diperlukan, mewujudkan momen pampasan.

Persediaan pengimbangan rotor dengan motor elektrik pada dirian galas, penderia getaran, kabel dan paparan komputer riba penganalisis Vibromera
Gambar rajah teknikal radas ujian pemutar motor elektrik dengan belitan kuprum yang dipasang pada galas ketepatan, disambungkan kepada peralatan pemantauan elektronik untuk mengukur dinamik putaran.

Ketidakseimbangan dinamik: Ini ialah jenis ketidakseimbangan yang paling biasa dalam keadaan sebenar, mewakili gabungan ketidakseimbangan statik dan ganding. Dalam kes ini, paksi pusat utama inersia pemutar tidak bertepatan dengan paksi putaran dan tidak bersilang di pusat jisim. Untuk menghapuskan ketidakseimbangan dinamik, pembetulan jisim dalam sekurang-kurangnya dua satah diperlukan. Instrumen dua saluran seperti Balanset-1A direka khusus untuk menyelesaikan masalah ini.

Ketidakseimbangan kuasi statik: Ini adalah kes khas ketidakseimbangan dinamik di mana paksi utama inersia bersilang dengan paksi putaran tetapi tidak pada pusat jisim pemutar. Ini adalah perbezaan yang halus tetapi penting untuk mendiagnosis sistem rotor yang kompleks.

Rotor Tegar dan Fleksibel: Perbezaan Kritikal

Salah satu konsep asas dalam pengimbangan ialah perbezaan antara rotor tegar dan fleksibel. Perbezaan ini menentukan kemungkinan dan metodologi pengimbangan yang berjaya.

Rotor tegar: Pemutar dianggap tegar jika frekuensi putaran operasinya jauh lebih rendah daripada frekuensi kritikal pertamanya, dan ia tidak mengalami ubah bentuk elastik yang ketara (pesongan) di bawah tindakan daya emparan. Mengimbangi pemutar sedemikian biasanya berjaya dilakukan dalam dua satah pembetulan. Instrumen Balanset-1A direka terutamanya untuk bekerja dengan rotor tegar.

Rotor fleksibel: Rotor dianggap fleksibel jika ia beroperasi pada frekuensi putaran yang hampir dengan salah satu frekuensi kritikalnya atau melebihinya. Dalam kes ini, pesongan aci elastik menjadi setanding dengan pusat anjakan jisim dan ia sendiri menyumbang dengan ketara kepada getaran keseluruhan.

Amaran Penting

Percubaan untuk mengimbangi rotor fleksibel menggunakan metodologi untuk rotor tegar (dalam dua satah) sering menyebabkan kegagalan. Memasang pemberat pembetulan mungkin mengimbangi getaran pada kelajuan rendah sub-resonan, tetapi apabila mencapai kelajuan operasi, apabila rotor membengkok, pemberat yang sama ini mungkin meningkatkan getaran dengan merangsang salah satu mod getaran lenturan. Ini adalah salah satu sebab utama mengapa pengimbangan "tidak berfungsi", walaupun semua tindakan dengan instrumen dilakukan dengan betul.

Sebelum memulakan kerja, adalah sangat penting untuk mengklasifikasikan rotor dengan mengaitkan kelajuan operasinya dengan frekuensi kritikal yang diketahui (atau dikira). Sekiranya mustahil untuk memintas resonans, adalah disyorkan untuk mengubah keadaan pemasangan unit buat sementara waktu semasa pengimbangan untuk mengalihkan resonans.

Bahagian 1.2: Rangka Kerja Kawal Selia: Piawaian ISO

Piawaian dalam bidang pengimbangan melaksanakan beberapa fungsi utama: ia mewujudkan terminologi teknikal yang seragam, mentakrifkan keperluan kualiti, dan yang penting, berfungsi sebagai asas untuk kompromi antara keperluan teknikal dan kebolehlaksanaan ekonomi.

ISO 21940-11 (dahulunya ISO 1940-1): Keperluan Kualiti untuk Pengimbangan Rotor Tegar

Software for Balanset-1A portable balancer and vibration analyzer. Balance tolerance calculator (ISO 1940)
Software for Balanset-1A portable balancer and vibration analyzer. Balance tolerance calculator (ISO 1940)

This standard is the fundamental document for determining permissible residual unbalance. It introduces the concept of balance quality grade (G), which is chosen by machine type only. The speed enters later, when the grade is converted into a permissible specific unbalance: eper = (G × 9549) / n.

Kualiti gred G: Each type of equipment corresponds to a specific quality grade that remains constant regardless of rotation speed. For example, grade G6.3 is recommended for fans, pumps and general-purpose electric motors, G16 for crushers and agricultural machinery, and G2.5 for turbines and turbo-compressors.

Pengiraan ketidakseimbangan sisa yang dibenarkan (Uper): The standard allows calculation of a specific permissible unbalance value that serves as a target indicator during balancing. The calculation is performed in three stages:

  1. Penentuan ketidakseimbangan khusus yang dibenarkan (cthper) menggunakan formula:
    e per = (G × 9549) / n
    di mana G ialah gred kualiti pengimbangan (cth, 2.5), n ialah kekerapan putaran operasi, rpm. Unit ukuran untuk eper ialah g·mm/kg atau μm.
  2. Penentuan ketidakseimbangan sisa yang dibenarkan (Uper) untuk keseluruhan rotor:
    U per = e per × M
    di mana M ialah jisim rotor, kg. Unit ukuran untuk Uper ialah g·mm.
  3. Allocation of Uper between the two correction planes. For a symmetric rotor, split it 50/50 (in the example below: 19.9 g·mm per plane). For an asymmetric between-bearing rotor: Ukiri = Uper × (b/L), Ukanan = Uper × (a/L), where a and b are the distances from the center of mass to the left and right bearings and L = a + b. Overhung rotors require a moment-based recalculation with a tighter tolerance on the overhung plane. Balanset-1A performs this allocation automatically and shows the per-plane residual unbalance (D1, D2) next to the balancing tolerance on the Result tab.

Contoh: Untuk rotor motor elektrik dengan jisim 5 kg, beroperasi pada 3000 rpm dengan gred kualiti G2.5:
eper = (2.5 × 9549) / 3000 ≈ 7.96 μm
Uper = 7.96 × 5 = 39.8 g·mm
This means that after balancing, the residual unbalance should not exceed 39.8 g·mm - for this symmetric rotor, about 19.9 g·mm in each of the two correction planes.

ISO 20806:2009: Kriteria dan Langkah Perlindungan untuk Pengimbangan In-Situ Rotor Sederhana dan Besar

Piawaian ini secara langsung mengawal proses pengimbangan medan.

Kelebihan: Kelebihan utama pengimbangan di tempatnya ialah rotor diimbangi dalam keadaan operasi sebenar, pada sokongannya dan di bawah beban operasi. Ini secara automatik mengambil kira sifat dinamik sistem sokongan dan pengaruh komponen rangkaian aci yang disambungkan.

Kelemahan dan batasan:

  • Akses terhad: Selalunya akses kepada pesawat pembetulan pada mesin yang dipasang adalah sukar, mengehadkan kemungkinan untuk pemasangan berat.
  • Keperluan untuk percubaan: Proses pengimbangan memerlukan beberapa kitaran "mula-henti" mesin.
  • Kesukaran dengan ketidakseimbangan yang teruk: Dalam kes ketidakseimbangan awal yang sangat besar, had pada pemilihan satah dan jisim berat pembetulan mungkin tidak membenarkan mencapai kualiti pengimbangan yang diperlukan.

Bahagian II: Panduan Praktikal Mengimbang dengan Instrumen Balanset-1A

The success of balancing depends overwhelmingly on the thoroughness of preparatory work. Most failures are related not to instrument malfunction, but to ignoring factors affecting measurement repeatability. The main preparation principle is to exclude all other possible sources of vibration so that the instrument measures only the effect of unbalance.

Bahagian 2.1: Asas Kejayaan: Diagnostik Pra-pengimbangan dan Penyediaan Mesin

Langkah 1: Diagnostik Getaran Utama (Adakah ia benar-benar tidak seimbang?)

Sebelum mengimbangkan, adalah berguna untuk melakukan pengukuran getaran awal dalam mod vibrometer. Perisian Balanset-1A mempunyai mod "Meter Getaran" (butang F5) di mana anda boleh mengukur getaran keseluruhan dan komponen secara berasingan pada frekuensi putaran (1×) sebelum memasang sebarang pemberat.

Tanda ketidakseimbangan klasik: Spektrum getaran harus dikuasai oleh puncak pada frekuensi putaran rotor (puncak pada frekuensi 1x RPM). Amplitud komponen ini dalam arah mendatar dan menegak harus setanding, dan amplitud harmonik lain harus jauh lebih rendah.

Tanda-tanda kecacatan lain: Jika spektrum mengandungi puncak yang ketara pada frekuensi lain (contohnya, 2x, 3x RPM) atau pada frekuensi bukan berbilang, ini menunjukkan kehadiran masalah lain yang mesti dihapuskan sebelum pengimbangan.

Langkah 2: Pemeriksaan Mekanikal Komprehensif (Senarai Semak)

  • pemutar: Thoroughly clean all rotor surfaces from dirt, rust and built-up deposits (caked product). Even a small amount of dirt at a large radius creates significant unbalance. Check for absence of broken or missing elements.
  • galas: Periksa pemasangan galas untuk pergerakan yang berlebihan, bunyi luaran dan terlalu panas. Galas yang haus tidak akan membolehkan bacaan yang stabil diperolehi.
  • Asas dan bingkai: Ensure that the unit is installed on a rigid foundation. Check the torque of the anchor bolts and the absence of cracks in the frame.
  • memandu: Untuk pemacu tali sawat, periksa ketegangan dan keadaan tali sawat. Untuk sambungan gandingan - penjajaran aci.
  • Keselamatan: Pastikan kehadiran dan kebolehgunaan semua pengawal pelindung.

Bahagian 2.2: Persediaan dan Konfigurasi Instrumen

Pemasangan Perkakasan

Penderia getaran (pecutan):

  • Connect sensor cables to corresponding instrument connectors (e.g., X1 and X2 for Balanset-1A; on newer revisions the connectors are labeled Ch-1 and Ch-2).
  • Pasang penderia pada perumah galas sedekat mungkin dengan pemutar.
  • Amalan utama: Untuk mendapatkan isyarat maksimum, sensor perlu dipasang pada arah getaran maksimum. Gunakan tapak magnet yang kuat atau pelekap berulir untuk memastikan sentuhan tegar.

Penderia fasa (takometer laser):

  • Connect the sensor to the special input (X3 for Balanset-1A; labeled Tacho on newer revisions).
  • Pasangkan sekeping kecil pita pemantul pada aci atau bahagian berputar lain pada rotor.
  • Pasang takometer supaya pancaran laser secara stabil mengenai sasaran sepanjang pusingan.

Konfigurasi Perisian (Balanset-1A)

  • Launch the software and connect the USB interface module (administrator rights are not required).
  • Go to the balancing module (F7 - Balancing). Create a new record for the unit being balanced.
  • Select balancing type: 1-plane (static, the F2 - Single-plane tab) for narrow rotors or 2-plane (dynamic, the F3 - Two-plane tab) for most other cases.
  • Tentukan satah pembetulan: pilih tempat pada rotor di mana pemberat pembetulan boleh dipasang dengan selamat.

Bahagian 2.3: Prosedur Pengimbangan: Panduan Langkah demi Langkah

Jalankan 0: Pengukuran awal

  • Mulakan mesin dan bawa ke kelajuan operasi yang stabil. Adalah amat penting bahawa kelajuan putaran adalah sama dalam semua larian berikutnya.
  • Dalam program ini, mulakan pengukuran. Instrumen akan merekodkan amplitud getaran awal dan nilai fasa.
Persediaan pengimbangan rotor motor elektrik dengan penderia getaran X1, X2 pada dirian galas, komputer riba untuk analisis data pada dirian.
Peralatan pengujian motor industri dengan rotor lilitan kuprum yang dipasang pada galas jitu, menampilkan sistem pemantauan terkawal komputer.
Antara muka perisian pengimbangan dua satah Vibromera menunjukkan data getaran, spektrum frekuensi dan medan pengukuran jisim percubaan
Antara muka perisian pengimbangan dinamik dua satah yang memaparkan data analisis getaran dengan bentuk gelombang domain masa dan carta spektrum frekuensi.

Larian 1: Berat percubaan dalam satah 1

  • Hentikan mesin.
  • Pemilihan berat percubaan: The trial weight mass should be sufficient to cause noticeable change in vibration parameters (amplitude change of at least 20-30% OR phase change of at least 20-30 degrees). You do not have to guess the starting mass: after Run 0 the software's First Trial Weight Estimator recommends both the trial weight mass and its installation angle from the tachometer mark, and the program warns if the installed weight turns out to be too small.
  • Pemasangan berat percubaan: Pasangkan pemberat percubaan yang ditimbang dengan selamat pada jejari yang diketahui dalam satah 1. Catatkan kedudukan sudut.
  • Mulakan mesin pada kelajuan stabil yang sama.
  • Lakukan pengukuran kedua.
  • Hentikan mesin itu dan remove the trial weight. If removing it is impractical, you can leave it installed - check the "Leave on rotor" box in the software so the calculation accounts for it.
Persediaan pengimbangan rotor motor elektrik dengan penderia getaran X1 dan X2, penganalisis pegang tangan, kabel penyambung dan komputer riba.
Paparan 3D persediaan ujian rotor motor elektrik dengan belitan tembaga yang dipasang pada peralatan pengimbangan ketepatan.

Larian 2: Berat percubaan dalam satah 2 (untuk imbangan 2 satah)

  • Ulangi prosedur dari langkah 2 dengan tepat, tetapi pasangkan pemberat percubaan dalam satah 2.
  • Mula, ukur, hentikan dan remove the trial weight (or leave it with the "Leave on rotor" box checked, as in Run 1).
Persediaan pengimbangan rotor motor elektrik dengan penderia getaran X1, X2, peranti ukuran, komputer riba dan rangka mesin pengimbang.
Peralatan pengujian motor industri dengan belitan tembaga yang dipasang pada penyangga sokongan, menampilkan diagnostik kawalan komputer riba.

Pengiraan dan pemasangan pemberat pembetulan

  • Berdasarkan perubahan vektor yang direkodkan semasa percubaan dijalankan, program akan mengira jisim dan sudut pemasangan berat pembetulan secara automatik untuk setiap satah.
  • Sudut pemasangan biasanya diukur dari lokasi berat percubaan ke arah putaran rotor.
  • Pasangkan pemberat pembetulan kekal dengan kukuh. Semasa menggunakan kimpalan, ingat bahawa kimpalan itu sendiri juga mempunyai jisim.
Antara muka perisian pengimbangan rotor dua satah menunjukkan data getaran, jisim pembetulan dan hasil ketidakseimbangan baki.
Antara muka perisian mesin pengimbang dinamik yang memaparkan hasil pengimbangan dua satah dengan jisim pembetulan 0.290g dan 0.270g pada sudut tertentu.
Paparan perisian pengimbangan rotor dua satah menunjukkan graf kutub untuk Satah 1 dan 2 dengan jisim dan sudut pembetulan.
Analisis pengimbangan dinamik dua satah yang menunjukkan graf kutub untuk pembetulan rotor. Antara muka memaparkan keperluan penambahan jisim untuk meminimumkan getaran.

Run T (Trim): Verification measurement and fine balancing

  • Hidupkan mesin semula.
  • Lakukan pengukuran kawalan untuk menilai tahap getaran sisa.
  • Bandingkan nilai yang diperolehi dengan toleransi yang dikira mengikut ISO 1940-1.
  • Jika getaran masih melebihi toleransi, instrumen akan mengira pembetulan "halus" (trim) yang kecil.
  • Setelah selesai, simpan laporan dan pekali pengaruh untuk kegunaan masa hadapan.
Persediaan pengimbangan rotor motor dengan penderia getaran, peranti pengukuran, komputer riba dan dirian pengimbang berlabel X1/X2.
Gambaran 3D pemasangan rotor motor elektrik pada peralatan ujian, menampilkan belitan tembaga dengan penunjuk diagnostik hijau.

Bahagian III: Penyelesaian Masalah Lanjutan dan Penyelesaian Masalah

Bahagian ini ditumpukan kepada aspek pengimbangan medan yang paling kompleks - situasi di mana prosedur standard tidak menghasilkan keputusan.

Langkah Keselamatan

Pencegahan permulaan tidak sengaja (Lockout/Tagout): Before starting work, de-energize and disconnect the rotor drive. Hang warning tags on the starters so that no one starts the machine by mistake.

Peralatan pelindung diri: Cermin mata keselamatan atau pelindung muka adalah wajib. Pakaian hendaklah ketat, tanpa tepi yang longgar. Rambut panjang hendaklah diselipkan di bawah penutup kepala.

Zon bahaya di sekeliling mesin: Hadkan akses orang yang tidak dibenarkan ke zon pengimbangan. Semasa ujian dijalankan, penghadang atau pita amaran dipasang di sekeliling unit. Jejari zon bahaya adalah sekurang-kurangnya 3-5 meter.

Lampiran berat yang boleh dipercayai: When attaching trial or permanent corrective weights, pay special attention to their fixation. An ejected weight becomes a dangerous projectile.

Keselamatan elektrik: Patuhi langkah keselamatan elektrik umum - gunakan soket yang dibumikan dan boleh digunakan, jangan salurkan kabel melalui zon basah atau panas.

Bahagian 3.1: Diagnosis dan Mengatasi Ketidakstabilan Pengukuran

simptom: Semasa pengukuran berulang dalam keadaan yang sama, amplitud dan/atau bacaan fasa berubah dengan ketara ("terapung", "lompat"). Ini menjadikan pengiraan pembetulan mustahil.

Punca punca: Instrumen ini tidak rosak. Ia melaporkan dengan tepat bahawa tindak balas getaran sistem tidak stabil dan tidak dapat diramalkan.

Algoritma diagnostik sistematik:

  • Kelonggaran mekanikal: Ini adalah punca yang paling kerap. Periksa pengetatan bolt pelekap perumah galas, bolt sauh bingkai. Periksa retakan pada asas atau bingkai.
  • Kecacatan galas: Jarak dalaman yang berlebihan dalam galas gulung atau haus cangkerang galas membolehkan aci bergerak secara huru-hara di dalam sokongan.
  • Ketidakstabilan berkaitan proses:
    • Aerodinamik (kipas): Aliran udara bergelora, pemisahan aliran daripada bilah boleh menyebabkan kesan daya rawak.
    • Hidraulik (pam): Peronggaan menghasilkan kejutan hidraulik rawak yang kuat yang menutup isyarat berkala daripada ketidakseimbangan.
    • Pergerakan jisim dalaman (penghancur, kilang): Bahan boleh diagihkan semula di dalam rotor, bertindak sebagai "ketidakseimbangan mudah alih".
  • Resonans: Jika kelajuan operasi sangat hampir dengan frekuensi semula jadi struktur, walaupun sedikit variasi kelajuan menyebabkan perubahan besar dalam amplitud dan fasa getaran.
  • Kesan terma: Apabila mesin menjadi panas, pengembangan haba boleh menyebabkan lenturan aci atau perubahan penjajaran.

Bahagian 3.2: Apabila Pengimbangan Tidak Membantu: Mengenalpasti Kecacatan Akar

simptom: Prosedur pengimbangan telah dilakukan, bacaan stabil, tetapi getaran akhir kekal tinggi.

Using the vibration spectrum for differential diagnosis (in the Balanset software: F8 - Charts, "F5-Spectrum (Hz)" tab):

  • Penjajaran aci: Tanda utama - puncak getaran tinggi pada frekuensi 2x RPM. Getaran paksi yang tinggi adalah ciri.
  • Kecacatan galas bergolek: Manifest as high-frequency vibration at characteristic "bearing" frequencies (BPFO, BPFI, BSF, FTF). Note that detailed rolling-bearing diagnostics is beyond the scope of Balanset-1A: the instrument measures vibration velocity in the 5-1000 Hz band, the sensor response rolls off above roughly 550 Hz, and there is no envelope (demodulation) analysis - use a dedicated bearing analyzer for that task.
  • Lengkung aci: Manifests as high peak at 1x RPM but often accompanied by noticeable component at 2x RPM. When the rotor is balanced on a mandrel, the software offers built-in runout compensation: the F7 - Run Ecc measurement (taken with the rotor turned 180 degrees on the mandrel) together with the "Subtract mandrel runout from measurements" option, so eccentricity is not mistaken for unbalance.
  • Masalah elektrik (motor elektrik): Asimetri medan magnet boleh menyebabkan getaran pada frekuensi bekalan dua kali ganda (100 Hz untuk rangkaian 50 Hz).

Ralat Pengimbangan Biasa dan Petua Pencegahan

  • Mengimbangi rotor yang rosak atau kotor: Sentiasa periksa keadaan mekanisme sebelum mengimbangkan.
  • Berat percubaan terlalu kecil: Sasarkan peraturan perubahan getaran 20-30%.
  • Inconsistent operating speed between runs: Sentiasa kekalkan kelajuan putaran yang stabil dan sama semasa semua pengukuran.
  • Ralat fasa dan tanda: Pantau penentuan sudut dengan teliti. Sudut pemberat pembetulan biasanya diukur dari kedudukan pemberat percubaan dalam arah putaran.
  • Pelekatan atau kehilangan berat yang salah: Strictly follow the methodology - remove the trial weight after the run, or, if it stays on the rotor, make sure the "Leave on rotor" box is checked so the calculation accounts for it.

Mengimbangi Standard Kualiti

Jadual 1: Mengimbangi Gred Kualiti (G) bagi setiap ISO 1940-1 untuk Peralatan Biasa
Kualiti Gred G Balance quality grade G = eper·ω (mm/s) Jenis Rotor (Contoh)
G4000 4000 Aci engkol yang dipasang dengan tegar bagi enjin diesel marin perlahan
G1600 1600 Aci engkol enjin dua lejang yang besar
G16 16 Cardan shafts with special requirements, agricultural machinery, crushers
G6.3 6.3 Pump rotors, fan impellers, electric motor armatures
G2.5 2.5 Rotor turbin gas dan wap, pemampat turbo, pemacu alat mesin
G1 1 Pemacu mesin pengisar, gelendong
G0.4 0.4 Spindle mesin pengisar ketepatan, giroskop

Note: the grade number is the product eper·ω in mm/s. The permissible specific unbalance itself is speed-dependent: eper = (G × 9549) / n [μm]. Example: G6.3 at 1500 rpm gives eper = 40.1 μm; at 3000 rpm it gives 20.1 μm.

Jadual 2: Matriks Diagnostik Getaran: Tidak Keseimbangan Berbanding Kecacatan Lain
Jenis Kecacatan Frekuensi Spektrum Dominan Ciri Fasa Gejala Lain
Ketidakseimbangan 1x RPM Stabil Getaran jejari mendominasi
Salah jajaran aci 1x, 2x, 3x RPM Mungkin tidak stabil Getaran paksi tinggi - tanda kunci
Kelonggaran mekanikal 1x, 2x dan berbilang harmonik Tidak stabil, "melompat"" Pergerakan yang ketara secara visual
Kecacatan galas bergolek Frekuensi tinggi (BPFO, BPFI, dll.) Tidak disegerakkan dengan RPM Bunyi luar biasa, suhu tinggi
Resonans Kelajuan operasi bertepatan dengan frekuensi semula jadi Fasa berubah 180° apabila melalui resonans Amplitud getaran meningkat secara mendadak pada kelajuan tertentu

Bahagian IV: Soalan Lazim dan Nota Permohonan

Bahagian 4.1: Soalan Lazim Umum (FAQ)

Bilakah saya perlu menggunakan pengimbangan 1-satah vs 2-satah?
Use 1-plane (static) balancing for narrow, disk-shaped rotors where the length-to-diameter ratio (L/D) is below approximately 0.5 and the speed is moderate (roughly under 1000 rpm), such as grinding wheels or narrow fan impellers. Use 2-plane (dynamic) balancing for elongated rotors, for any L/D above approximately 0.5, and for high-speed narrow discs. Two-plane balancing corrects both static unbalance and couple (moment) unbalance.

Apakah yang perlu saya lakukan jika pemberat percubaan menyebabkan peningkatan getaran yang berbahaya?
Hentikan mesin dengan segera. Ini menunjukkan pemberat percubaan telah dipasang berhampiran dengan titik pemberat sedia ada, sekali gus memburukkan lagi ketidakseimbangan. Penyelesaiannya adalah dengan menggerakkan pemberat percubaan 180 darjah dari kedudukan asalnya dan mengulangi pengukuran. Ini memastikan pemberat percubaan menghasilkan kesan yang bertentangan dan bukannya menambah ketidakseimbangan sedia ada.

Bolehkah saya menggunakan pekali pengaruh yang disimpan untuk mesin yang berbeza?
Ya, tetapi hanya jika mesin-mesin tersebut benar-benar sama - model yang sama, rotor yang sama, asas yang sama, galas yang sama. Sebarang perubahan dalam kekakuan struktur akan mengubah pekali pengaruh dan menjadikannya tidak sah. Amalan terbaik adalah sentiasa menjalankan percubaan baharu untuk setiap mesin baharu bagi memastikan pengiraan pembetulan yang tepat.

Apakah perbezaan antara ketidakseimbangan statik dan dinamik?
In static unbalance the rotor's central principal axis of inertia is displaced parallel to the rotation axis - the center of mass is offset radially from the axis - and it can be detected without spinning by placing the rotor on knife-edge supports. Dynamic unbalance is a combination of static and couple unbalance where the principal axis of inertia doesn't coincide with the rotation axis - it only manifests during rotation and requires two-plane correction.

Mengapakah bacaan imbangan saya tidak stabil (terapung)?
Bacaan yang tidak stabil menunjukkan tindak balas getaran sistem tidak dapat diramalkan. Punca biasa termasuk: kelonggaran mekanikal (bolt longgar, retakan), galas haus dengan pergerakan berlebihan, ketidakstabilan proses (peronggaan dalam pam, pergolakan dalam kipas), resonans (kelajuan operasi hampir frekuensi semula jadi), kesan haba semasa pemanasan atau getaran daripada peralatan bersebelahan. Tangani isu-isu ini sebelum cuba mengimbangi.

Apakah kaedah tiga larian dalam pengimbangan dua satah?
Kaedah tiga larian melibatkan: Larian 0 - pengukuran awal tanpa sebarang pemberat percubaan untuk menentukan getaran garis dasar; Larian 1 - pengukuran dengan pemberat percubaan dipasang pada Satah 1 untuk menentukan pengaruhnya; Larian 2 - pengukuran dengan pemberat percubaan dipindahkan ke Satah 2. Berdasarkan ketiga-tiga titik data ini, instrumen mengira pemberat pembetulan tepat yang diperlukan untuk kedua-dua satah menggunakan kaedah pekali pengaruh.

Bagaimanakah saya mengira ketidakseimbangan baki yang dibenarkan mengikut ISO 1940-1?
First calculate permissible specific unbalance: eper = (G × 9549) / n, where G is the quality grade (e.g., 2.5 for turbines, 6.3 for fans) and n is RPM. Then calculate permissible residual unbalance: Uper = eper × M, where M is rotor mass in kg. For example, a 5 kg rotor at 3000 RPM with G2.5: eper = (2.5 × 9549)/3000 = 7.96 μm, Uper = 7.96 × 5 = 39.8 g·mm.

Apakah kesan pemberat percubaan minimum yang diperlukan untuk pengimbangan yang tepat?
Pemberat percubaan hendaklah menyebabkan sekurang-kurangnya 20-30% perubahan dalam amplitud getaran ATAU 20-30 darjah perubahan dalam sudut fasa. Jika kesannya terlalu kecil, isyarat berguna akan tenggelam dalam hingar pengukuran, yang akan menyebabkan pengiraan pembetulan yang tidak tepat. Jika tiada perubahan, tingkatkan jisim pemberat percubaan (dalam had selamat) sehingga anda mencapai kesan yang mencukupi.

How do I account for keyways? (ISO 8821, now ISO 21940-32:2012)
Standard practice is to use a "half-key" in the shaft keyway when balancing without the mating part, as specified in ISO 21940-32:2012 (which superseded ISO 8821). This compensates for the mass of that part of the key that fills the groove on the shaft.

Jadual 3: Panduan untuk Menyelesaikan Masalah Masalah Pengimbangan Biasa
simptom Punca Kemungkinan Tindakan yang Disyorkan
Bacaan tidak stabil/"terapung". Kelonggaran mekanikal, haus galas, resonans, ketidakstabilan proses, getaran luaran Tighten all bolted connections, check bearing play, conduct coast-down test (the RunDown tab in the F5 - Vibration Meter mode), stabilize operating regime
Tidak boleh mencapai toleransi selepas beberapa kitaran Pekali pengaruh yang salah, rotor fleksibel, kehadiran kecacatan tersembunyi (ketidaksejajaran) Ulangi percubaan dengan berat yang dipilih dengan betul, periksa sama ada rotor fleksibel, gunakan FFT untuk mencari kecacatan lain
Getaran normal selepas mengimbangi tetapi cepat kembali Lontaran berat pembetulan, pembentukan produk pada rotor, ubah bentuk terma Gunakan alat tambahan pemberat (kimpalan) yang lebih andal, laksanakan jadual pembersihan rotor secara berkala

Bahagian 4.2: Panduan Pengimbangan untuk Jenis Peralatan Tertentu

Industrial fans and induced-draft (ID) fans:

  • Masalah: Paling mudah terdedah kepada ketidakseimbangan disebabkan oleh pembentukan produk pada bilah atau haus yang kasar.
  • Prosedur: Sentiasa bersihkan pendesak dengan teliti sebelum memulakan kerja. Beri perhatian kepada daya aerodinamik yang boleh menyebabkan ketidakstabilan.

Pam:

  • Masalah: Musuh utama - peronggaan.
  • Prosedur: Sebelum mengimbangkan, pastikan margin peronggaan yang mencukupi di bahagian masuk (NPSHa). Pastikan saluran paip sedutan tidak tersumbat.

Penghancur, pengisar dan mulsa:

  • Masalah: Haus yang melampau, kemungkinan perubahan ketidakseimbangan yang besar disebabkan oleh patah tukul atau haus.
  • Prosedur: Periksa integriti dan pemasangan elemen kerja. Penambat rangka mesin tambahan mungkin diperlukan.

Angker motor elektrik:

  • Masalah: Mungkin mempunyai sumber getaran mekanikal dan elektrik.
  • Prosedur: Use the vibration spectrum (F8 - Charts) to check for vibration at twice the supply frequency. Its presence indicates electrical malfunction, not unbalance.

Kesimpulan

Pengimbangan dinamik rotor di tempatnya menggunakan instrumen mudah alih seperti Balanset-1A merupakan alat yang ampuh untuk meningkatkan kebolehpercayaan dan kecekapan operasi peralatan industri. Walau bagaimanapun, kejayaan prosedur ini tidak banyak bergantung pada instrumen itu sendiri tetapi pada kelayakan pakar dan keupayaan untuk menggunakan pendekatan sistematik.

Prinsip utama:

  • Persediaan menentukan keputusan: Pembersihan rotor yang teliti, memeriksa keadaan galas dan asas, serta diagnostik getaran awal adalah syarat wajib untuk pengimbangan yang berjaya.
  • Pematuhan piawaian adalah asas kualiti: Penggunaan ISO 1940-1 mengubah penilaian subjektif kepada keputusan yang objektif, boleh diukur dan signifikan dari segi undang-undang.
  • Instrumen ini bukan sahaja pengimbang tetapi juga alat diagnostik: Ketidakupayaan untuk mengimbangi atau ketidakstabilan membaca adalah tanda diagnostik penting yang menunjukkan masalah yang lebih serius.
  • Memahami fizik proses adalah kunci untuk menyelesaikan tugas bukan standard: Pengetahuan tentang perbezaan antara rotor tegar dan fleksibel, memahami pengaruh resonans membolehkan pakar membuat keputusan yang betul.

Mematuhi cadangan yang digariskan dalam panduan ini akan membolehkan pakar teknikal bukan sahaja berjaya menangani tugas-tugas biasa tetapi juga mendiagnosis dan menyelesaikan masalah getaran peralatan berputar yang kompleks dan tidak remeh dengan berkesan.

© 2025 Panduan Pengimbangan Dinamik Medan. Hak cipta terpelihara.

WhatsApp
Balanset-1A · €1975Tanya jurutera