Forstå toplansbalansering

Enheter

Bærbart balanse- og vibrasjonsanalyseapparat Balanset-1A

$2,358.31

Deler

Vibrasjonssensor.

$107.47

Deler

Optisk sensor (lasertakometer)

$148.07

Enheter

Balanset-4.

$8,123.32

Deler

Magnetisk stativ Insize-60-kgf.

$54.93

Deler

Reflekterende tape.

$11.94

Enheter

Dynamisk balanseringsenhet "Balanset-1A" OEM

$2,071.73

Definisjon: Hva er toplansbalansering?

To-plans balansering er en dynamisk balansering prosedyre der korreksjonsvekter er plassert i to separate plan langs rotorens lengde for å eliminere både statisk ubalanse og ubalanse i paret. Denne metoden er nødvendig for de fleste industrielle roterende maskiner, spesielt for rotorer der aksiallengden er sammenlignbar med eller større enn diameteren.

Lik ikke balansering i ett plan, som bare adresserer rotorens massesenterforskyvning, korrigerer toplansbalansering både translasjonskraftubalansen og momentet (paret) som får rotoren til å vingle eller gynge under rotasjon.

Når er toplansbalansering nødvendig?

Toplansbalansering er nødvendig i følgende situasjoner:

1. Lange eller slanke rotorer

Enhver rotor med et lengde-til-diameter-forhold større enn omtrent 0,5 til 1,0 krever toplansbalansering. Dette inkluderer:

• Elektriske motorarmaturer
• Pumpe- og kompressoraksler
• Flertrinns vifterotorer
• Drivaksler og koblinger
• Spindler og roterende verktøy
• Turbinrotorer

2. Tilstedeværelse av ubalanse i parforholdet

Når vibrasjonsmålinger viser betydelig ut av fase bevegelse mellom de to lagerstøttene (som indikerer en gyngende eller vippende bevegelse), ubalanse i paret er tilstede og må korrigeres ved hjelp av toplansbalansering.

3. Når balansering i ett plan er utilstrekkelig

Hvis et forsøk på balansering i ett plan reduserer vibrasjon i ett lager, men øker den i et annet, er dette en klar indikasjon på at toplansbalansering er nødvendig.

4. Stive rotorer med distribuert masse

Selv for stive rotorer opererer under deres første kritisk hastighet, hvis massen er fordelt over en betydelig aksial lengde, sikrer toplansbalansering at vibrasjon minimeres på alle lagersteder.

Toplansbalanseringsprosedyren

Toplansbalansering er mer kompleks enn ettplansbalansering fordi korreksjoner i ett plan påvirker vibrasjonen i begge lagrene. Prosedyren bruker påvirkningskoeffisientmetoden med flere prøvevekter:

Trinn 1: Innledende måling

Kjør maskinen med balanseringshastighet og mål de innledende vibrasjonsvektorene (amplitude og fase) på begge lagerplasseringene. Merk disse som “Lager 1” og “Lager 2”. Disse dataene representerer den kombinerte effekten av all ubalanse som er tilstede i rotoren.

Trinn 2: Definer korreksjonsplan

Velg to korreksjonsplan langs rotoren der vekter kan legges til eller fjernes. Disse planene bør være så langt fra hverandre som praktisk og tilgjengelig. Vanlige steder inkluderer nær hver ende av rotoren, ved koblingsflenser eller ved viftenav.

Trinn 3: Prøvevekt i plan 1

Stopp maskinen og fest en prøvevekt i en kjent vinkelposisjon i det første korreksjonsplanet. Kjør maskinen og mål den nye vibrasjonen ved begge lagrene. Endringen i vibrasjon ved hvert lager, forårsaket av prøvevekten i plan 1, registreres. Dette etablerer to påvirkningskoeffisienter: effekten av plan 1 på lager 1, og effekten av plan 1 på lager 2.

Trinn 4: Prøvevekt i plan 2

Fjern den første prøvevekten og fest en annen på en kjent posisjon i det andre korreksjonsplanet. Kjør maskinen på nytt og mål vibrasjonen i begge lagrene. Dette etablerer to ytterligere påvirkningskoeffisienter: effekten av plan 2 på lager 1, og effekten av plan 2 på lager 2.

Trinn 5: Beregn korreksjonsvekter

Balanseringsinstrumentet har nå fire påvirkningskoeffisienter, som danner en 2×2-matrise som beskriver hvordan rotorsystemet reagerer på vekter i hvert plan. vektormatematikk og matriseinversjon, løser instrumentet et system med samtidige ligninger for å beregne den nøyaktige massen og vinkelen som kreves i hvert korreksjonsplan for å minimere vibrasjon i begge lagrene samtidig.

Trinn 6: Installer korrigeringer og verifiser

Installer begge de beregnede korreksjonsvektene permanent og kjør maskinen for endelig verifisering. Ideelt sett bør vibrasjonen i begge lagrene reduseres til akseptable nivåer. Hvis ikke, kan en trimbalanse utføres for å finjustere korreksjonene.

Forstå påvirkningskoeffisientmatrisen

Styrken ved toplansbalansering ligger i påvirkningskoeffisientmatrisen. Hvert korreksjonsplan påvirker vibrasjon i begge lagrene, og disse krysskoblingseffektene må tas i betraktning:

• Direkte effekter: En vekt i plan 1 har den sterkeste innflytelsen på vibrasjon i nærliggende lager 1, og en vekt i plan 2 har den sterkeste effekten på nærliggende lager 2.
• Krysskoblingseffekter: Imidlertid påvirker en vekt i plan 1 også peiling 2 (men vanligvis i mindre grad), og en vekt i plan 2 påvirker også peiling 1.

Balanseringsinstrumentets beregninger tar hensyn til alle fire av disse effektene samtidig, og sikrer at korreksjonsvektene fungerer sammen for å minimere vibrasjon på alle målepunkter.

Fordeler med toplansbalansering

• Fullstendig korrigering: Tar seg av både statisk og koblingsubalanse, og gir en grundig balanseringsløsning for de fleste rotortyper.
• Minimerer vibrasjon i alle lagre: I motsetning til balansering i ett plan optimaliserer balansering i to plan vibrasjonsreduksjon i hele rotorsystemet.
• Forlenger komponentenes levetid: Ved å redusere vibrasjon på begge lagerplasseringene minimeres slitasje på lagre, tetninger og koblinger.
• Bransjestandard: Toplansbalansering er standardmetoden for de fleste industrimaskiner og kreves av mange utstyrsprodusenter og industristandarder.
• Passer for stive rotorer: Balanserer effektivt stive rotorer opererer under sin første kritiske hastighet, som representerer de aller fleste industrielt utstyr.

Sammenligning med balansering i ett plan og i flere plan

• vs. enkeltplan: Toplansbalansering er mer komplekst og tidkrevende, men gir overlegen vibrasjonsreduksjon for alle unntatt de smaleste skiverotorene.
• vs. flerplan: Til fleksible rotorer Ved drift over kritiske hastigheter kan det være nødvendig med tre eller flere korreksjonsplan. Imidlertid er balansering med to plan tilstrekkelig for de aller fleste industrimaskiner.

Vanlige utfordringer og løsninger

1. Utilgjengelige korreksjonsplan

Utfordring: Noen ganger er ikke de ideelle korreksjonsplanplasseringene tilgjengelige på en montert maskin.
Løsning: Bruk tilgjengelige steder som koblingsnav, vifteblader eller eksterne flenser. Moderne instrumenter kan matematisk ta hensyn til mindre enn optimal planavstand.

2. Utilstrekkelig respons på prøvevekt

Utfordring: Hvis prøvevekten gir svært liten endring i vibrasjon, vil påvirkningskoeffisientene være unøyaktige.
Løsning: Bruk en større prøvevekt eller plasser den med en større radius for å øke effekten.

3. Ikke-lineær systemoppførsel

Utfordring: Noen rotorer (spesielt de med løse komponenter, myk fot eller som opererer nær resonans) reagerer ikke lineært på korreksjonsvekter.
Løsning: Ta tak i mekaniske problemer først (stramme bolter, korriger myk fot), og utfør balansering utenfor kritiske hastigheter når det er mulig.

Feltbalanseringsapplikasjoner

Toplansbalansering er standardmetoden for feltbalansering av industrimaskiner. Med bærbare vibrasjonsanalysatorer og balanseringsinstrumenter kan teknikere utføre toplansbalansering direkte på stedet uten å demontere eller sende rotoren til et balanseringsverksted. Denne tilnærmingen sparer tid, reduserer kostnader og sikrer at rotoren er balansert under faktiske driftsforhold, med hensyn til faktorer som lagerstivhet, fundamentfleksibilitet og prosessbelastninger.

---

← Tilbake til hovedindeksen