Dynamisk balansering (toplansbalansering) forklart

Definisjon: Hva er dynamisk balansering?

Dynamisk balansering er en prosedyre for å korrigere ubalanse i en rotor ved å gjøre massekorrigeringer med minst to separate fly langs dens lengde. Det er den mest omfattende formen for balansering fordi den løser begge typer ubalanse samtidig: statisk (eller kraft) ubalanse og ubalanse i paretEn rotor som er dynamisk balansert vil ikke ha en tendens til å vibrere eller «vingle» fra verken et tungt punkt eller en gyngende bevegelse når den roterer.

Statisk vs. dynamisk ubalanse: Hovedforskjellen

For å forstå dynamisk balansering er det avgjørende å skille mellom de to formene for ubalanse:

• Statisk ubalanse: Dette er en tilstand der rotorens massesenter er forskjøvet fra rotasjonsaksen. Den fungerer som en enkelt tung flekk. Dette kan korrigeres med en enkelt vekt i et enkelt plan og kan til og med detekteres med rotoren i ro (statisk).
• Ubalanse i parforholdet: Dette skjer når en rotor har to like tunge punkter i motsatte ender, plassert 180° fra hverandre. Denne tilstanden er statisk balansert (den vil ikke rulle til et tungt punkt når den er i ro), men når den roterer, skaper de to tunge punktene en dreiekraft, eller et "par", som får rotoren til å vingle ende over ende. Parubalanse kan *bare* oppdages når rotoren spinner og kan *bare* korrigeres ved å plassere vekter i to forskjellige plan for å skape et motsatt par.

Dynamisk ubalanse, den vanligste tilstanden i maskiner i den virkelige verden, er en kombinasjon av både statisk og parvis ubalanse. Derfor krever korrigering av den justeringer i minst to plan, som er essensen av dynamisk balansering.

Når er dynamisk balansering nødvendig?

Selv om enkeltplansbalansering (statisk) er tilstrekkelig for smale, skiveformede objekter, er dynamisk balansering viktig for de fleste industrielle rotorer, spesielt når:

• Rotorens lengde er betydelig sammenlignet med diameteren. En vanlig tommelfingerregel er at hvis lengden er mer enn halvparten av diameteren, er dynamisk balansering nødvendig.
• Rotoren opererer med høye hastigheter. Effektene av ubalanse i paret blir mye mer alvorlige etter hvert som rotasjonshastigheten øker.
• Massen er ujevnt fordelt langs rotorens lengde. Komponenter som flertrinns pumpehjul eller lange motorankere krever toplanskorreksjon.
• Høy presisjon er nødvendig. For å oppfylle strenge balanseringskvalitetsgrader (f.eks. G2.5 eller bedre), er dynamisk balansering nesten alltid nødvendig.

Eksempler på rotorer som alltid krever dynamisk balansering inkluderer motorankere, industrivifter, turbiner, kompressorer, lange aksler og veivaksler.

Toplansbalanseringsprosedyren

Dynamisk balansering utføres på en balanseringsmaskin eller i felten ved hjelp av en bærbar vibrasjonsanalysator. Prosessen, som vanligvis bruker påvirkningskoeffisientmetoden, involverer:

1. Første kjøring: Mål den innledende vibrasjonen (amplitude og fase) på begge lagerposisjonene.
2. Første prøvekjøring: Legg til en kjent prøvevekt til det første korreksjonsplanet (Plan 1) og mål den nye vibrasjonsresponsen ved begge lagrene.
3. Andre prøveperiode: Fjern den første prøvevekten og legg til en ny prøvevekt i det andre korreksjonsplanet (Plan 2). Mål vibrasjonsresponsen på begge lagrene på nytt.
4. Beregning: Fra disse tre kjøringene beregner balanseringsinstrumentet fire «påvirkningskoeffisienter». Disse koeffisientene karakteriserer hvordan en vekt i plan 1 påvirker vibrasjonen i begge lagrene, og hvordan en vekt i plan 2 påvirker vibrasjonen i begge lagrene. Ved å bruke denne informasjonen løser instrumentet et sett med samtidige ligninger for å bestemme den nøyaktige størrelsen og plasseringen av korreksjonsvektene som trengs for at begge plan skal eliminere den innledende ubalansen.
5. Korrigering og verifisering: Prøvevektene fjernes, de beregnede permanente korreksjonsvektene monteres i begge plan, og en siste kjøring utføres for å bekrefte at vibrasjonen er redusert til innenfor den spesifiserte toleransen.

← Tilbake til hovedindeksen