Forståelse av balansering på stedet
Definisjon: Hva er in-situ balansering?
In-situ balansering (fra latin “in situ”, som betyr “på plass”) er praksisen med balansering en rotor mens den forblir installert i maskinen sin, på sitt normale driftssted og under faktiske driftsforhold. Dette blir også ofte referert til som feltbalansering, balansering på stedet eller balansering på stedet.
I stedet for å fjerne rotoren og transportere den til en spesialisert balanseringsmaskin I et verksted tar teknikere med seg bærbart vibrasjonsmålings- og analyseutstyr til maskinens plassering og utfører balanseringsprosedyren uten demontering.
Fordeler med balansering på stedet
In-situ-balansering har blitt den foretrukne metoden for de aller fleste balanseringer av industrielle maskiner på grunn av dens mange praktiske og tekniske fordeler:
1. Ingen demontering nødvendig
Den mest åpenbare fordelen er at rotoren ikke trenger å fjernes fra maskinen. Dette eliminerer:
- Arbeidskostnadene ved å demontere og montere utstyret på nytt
- Risikoen for skade under fjerning, transport og reinstallasjon
- Tidsforsinkelsen forbundet med å sende rotoren til et balanseringsverksted
- Potensialet for å introdusere nye problemer under montering (feiljustering, feil moment osv.)
2. Balansering under faktiske driftsforhold
Dette er kanskje den viktigste tekniske fordelen. Balansering på stedet tar hensyn til:
- Faktisk lagerstivhet: De virkelige lagrene og deres installerte stivhetsegenskaper påvirker hvordan rotoren reagerer på ubalanse, noe som kan avvike betydelig fra idealiserte verkstedforhold.
- Effekter på fundament og støttestruktur: Fleksibiliteten til maskinens base, ramme og monteringsstruktur påvirker vibrasjoner. Disse effektene inkluderes automatisk i balanseringen på stedet.
- Driftstemperatur: Termisk ekspansjon og temperaturens effekt på lagerklaringer er tilstede under balansering på stedet, men fraværende i et kaldverkstedsmiljø.
- Prosessbelastninger: For utstyr som pumper og vifter påvirker de aerodynamiske eller hydrauliske kreftene som er tilstede under faktisk drift rotorens balansetilstand.
- Montert passform og klaring: Den nøyaktige måten komponentene passer sammen i den endelige monteringen påvirker balansen, og dette fanges opp av in situ-metoder.
3. Redusert nedetid
In-situ balansering kan ofte fullføres i løpet av noen timer, mens det å fjerne en rotor, balansere den i et verksted og installere den på nytt kan ta dager eller uker. For kritisk produksjonsutstyr betyr denne reduksjonen i nedetid direkte økt produktivitet og redusert tapt inntekt.
4. Lavere kostnader
Ved å eliminere transport-, verkstedarbeids- og demonteringskostnader blir balansering på stedet betydelig mer økonomisk for de fleste bruksområder.
5. Umiddelbar verifisering
Etter installasjon korreksjonsvekter, kan maskinen startes umiddelbart, og resultatene verifiseres under faktiske driftsforhold. Hvis det er behov for ytterligere justering, kan det gjøres umiddelbart uten ytterligere demontering.
Når balansering på stedet er mest passende
Selv om balansering på stedet er mye anvendelig, er det spesielt fordelaktig i disse situasjonene:
- Stort maskineri: Utstyr som er vanskelig eller kostbart å demontere og transportere, for eksempel store vifter, blåsere og knusere.
- Permanent monterte rotorer: Rotorer som er montert på plass og ikke konstruert for enkel fjerning.
- Feltutstyr: Maskiner på avsidesliggende steder der transport til et verksted ville være upraktisk.
- Nødreparasjoner: Situasjoner der rask snuoperasjon er avgjørende for å gjenoppta produksjonen.
- Rutinemessig vedlikehold: Periodisk rebalansering for å korrigere ubalanse forårsaket av slitasje, oppbygging eller erosjon.
- Tilpasset eller ikke-standard utstyr: Maskiner som ikke passer til standard balanseringsutstyr i verkstedet.
In-situ balanseringsprosessen
Prosedyren følger standarden påvirkningskoeffisientmetoden, tilpasset feltmiljøet:
Trinn 1: Innledende vurdering
Før du begynner, må du bekrefte at ubalanse er faktisk problemet. Sjekk for andre mekaniske problemer, som f.eks. feiljustering, løshet, eller lagerfeil som kan feildiagnostiseres som ubalanse.
Trinn 2: Installer sensorer
Fest vibrasjonssensorer (vanligvis akselerometre) til maskinens lagerhus med magneter, bolter eller lim. Installer et turteller eller nøkkelfase for å gi fasereferansesignalet én gang per omdreining.
Trinn 3: Innledende målekjøring
Kjør maskinen med normal driftshastighet og registrer de innledende vibrasjonsvektorene.
Trinn 4: Prøvevektløp
Utfør én eller flere prøvevekt kjøres etter behov av balanseringsmetoden (enkeltplan, toplan osv.).
Trinn 5: Beregn og installer korreksjoner
Det bærbare balanseringsinstrumentet beregner de nødvendige korreksjonsvektene. Disse installeres deretter permanent ved å legge til vekter (som sveiselapper, boltmasser eller settskruevekter) eller ved å fjerne materiale (boring eller sliping).
Trinn 6: Verifisering
Løp en finale verifiseringskjøring for å bekrefte at vibrasjonen er redusert til akseptable nivåer.
Utstyr for balansering på stedet
Moderne bærbare instrumenter har gjort in situ-balansering praktisk og tilgjengelig:
- Bærbare balanseringsinstrumenter: Lette, batteridrevne enheter som kombinerer vibrasjonsmåling, fasedeteksjon og balanseringsberegninger i en håndholdt eller bærbar PC-basert pakke.
- Akselerometre: Piezoelektriske eller MEMS-akselerometre med magnetiske baser for enkel festing og fjerning.
- Turtellere: Optiske eller magnetiske sensorer som gir fasereferansesignalet.
- Vektsett: Assorterte vekter for klemme, bolte eller selvklebende vekter for midlertidige prøvevekter og permanente korreksjonsinstallasjoner.
Utfordringer og hensyn
Selv om balansering på stedet er svært fordelaktig, byr det på noen utfordringer:
1. Tilgang til korreksjonsplan
Rotorens korreksjonsplan må være tilgjengelige mens maskinen monteres. På noe utstyr må vern eller deksler fjernes for å nå balanseringsflater.
2. Miljøfaktorer
Feltforhold (ekstreme temperaturer, smuss, støy, vibrasjoner fra utstyr i nærheten) kan komplisere målinger sammenlignet med et kontrollert verkstedmiljø.
3. Sikkerhetshensyn
Arbeid med maskiner krever strenge sikkerhetsprotokoller. Teknikere må sørge for at prøvevekter er forsvarlig festet og at alt personell holder trygg avstand fra roterende komponenter.
4. Mekaniske problemer
Hvis maskinen har underliggende mekaniske problemer (myk fot, feiljustering, løse fester), må disse korrigeres før balansering. Forhold på stedet gjør noen av disse problemene vanskeligere å oppdage og korrigere.
5. Begrensninger for ekstrem presisjon
For applikasjoner som krever ekstremt stramme balansetoleranser (som presisjonsslipemaskiner eller høyhastighetsspindler), kan verkstedbalansering på dedikerte maskiner fortsatt være å foretrekke, eller det kan brukes i kombinasjon med balansering på stedet.
Sammenligning: In-Situ vs. Shop Balancing
| Aspekt | Balansering på stedet | Butikkbalansering |
|---|---|---|
| Demontering kreves | Nei | Ja |
| Driftsforhold | Faktiske forhold | Idealiserte forhold |
| Leveringstid | Timer | Dager til uker |
| Koste | Senke | Høyere |
| Presisjon | Bra | Glimrende |
| Anvendbarhet | De fleste maskiner | Små til mellomstore rotorer |
Bransjestandarder og beste praksis
In-situ-balansering er anerkjent og dekket av internasjonale standarder som ISO 21940-13, som gir kriterier og sikkerhetstiltak for in-situ-balansering av mellomstore og store rotorer. Å følge disse standardene sikrer sikkerhet, effektivitet og konsistente resultater.