Inzicht in veldbalancering (in-situ balancering)

Definitie: Wat is veldbalancering?

Veldbalanceringook bekend als in-situ balancering, is het proces waarbij de onbalans van een rotor wordt gecorrigeerd terwijl deze in zijn eigen lagers en ondersteunende structuur draait, op of nabij zijn normale bedrijfssnelheid. In tegenstelling tot balanceren in een werkplaats, waarbij de rotor wordt verwijderd en op een gespecialiseerde balanceermachine wordt geplaatst, wordt balanceren in het veld ter plaatse uitgevoerd met de machine volledig gemonteerd.

Normaal gesproken wordt bij dit proces een draagbare trillingsanalysator gebruikt om de amplitude en fase van de 1X-trilling (loopsnelheid) te meten. Vervolgens wordt een proefgewicht met een bekende massa bevestigd, wordt de nieuwe trillingsrespons opnieuw gemeten en worden deze gegevens gebruikt om het vereiste correctiegewicht en de hoekige plaatsing ervan te berekenen.

Waarom is veldbalancering nodig?

Hoewel balanceren in de werkplaats zeer nauwkeurig is, kan het niet alle factoren in aanmerking nemen die de balans van een machine in de operationele omgeving beïnvloeden. Balanceren in het veld is noodzakelijk wanneer de onbalans wordt veroorzaakt door, of alleen kan worden gecorrigeerd door, de gehele machine te bekijken. Veelvoorkomende redenen hiervoor zijn:

• Montage onbalans: De uiteindelijke onbalans van een machine is de som van de onbalans van alle roterende componenten (bijv. waaier, as, koppeling, schijf). Balanceren op locatie corrigeert de onbalans van de gehele constructie in één keer.
• Operationele effecten: Onbalans kan worden veroorzaakt door factoren die alleen onder normale bedrijfsomstandigheden optreden, zoals thermische vervorming van de rotor, aerodynamische krachten of hydraulische krachten. Deze kunnen niet worden gereproduceerd op een balanceermachine in een werkplaats.
• Ophoping of slijtage van materiaal: Bij machines zoals ventilatoren, blowers en centrifuges kan een ongelijkmatige productopbouw of onregelmatige slijtage na verloop van tijd onbalans veroorzaken. Balanceren op locatie is de enige praktische manier om dit te corrigeren zonder een complete revisie.
• Onpraktischheid van verwijdering: Voor zeer grote machines, zoals grote industriële ventilatoren of turbinegeneratoren, is het verwijderen van de rotor voor balanceren in de werkplaats extreem duur en tijdrovend. Balanceren in het veld is een veel economischere en snellere oplossing.

Het veldbalanceringsproces (invloedcoëfficiëntmethode)

De meest gebruikte methode voor veldbalancering is de invloedcoëfficiëntmethode, dat een logisch, stapsgewijs proces volgt:

1. Eerste run: De machine draait op normale bedrijfssnelheid en de initiële 1X trillingsamplitude en -fase (de “onbalansvector”) worden gemeten en vastgelegd.
2. Plaatsing van het proefgewicht: De machine wordt gestopt en een proefgewicht met een bekende massa wordt stevig aan de rotor bevestigd in een bekende hoekpositie.
3. Proefdraaien: De machine draait opnieuw met dezelfde snelheid. De nieuwe trillingsamplitude en -fase (de "responsvector") worden gemeten en geregistreerd.
4. Berekening: De verandering in de trillingsvector veroorzaakt door het proefgewicht wordt gebruikt om een "invloedscoëfficiënt" te berekenen. Deze coëfficiënt beschrijft hoeveel de trilling op het meetpunt verandert bij een bepaalde hoeveelheid onbalans op de correctielocatie. De analysator gebruikt vervolgens deze coëfficiënt en de initiële onbalansvector om de exacte massa en hoek van het vereiste correctiegewicht te berekenen.
5. Correctiegewichtplaatsing: De machine wordt gestopt, het proefgewicht wordt verwijderd en het berekende eindcorrectiegewicht wordt permanent onder de opgegeven hoek bevestigd.
6. Verificatierun: De machine wordt nog een laatste keer gedraaid om te controleren of de trillingen zijn teruggebracht tot een acceptabel niveau, conform de normen zoals ISO 20816-1.

Belangrijke overwegingen en waarborgen

Veldbalancering vereist vaardigheid en zorgvuldige planning. Zoals beschreven in normen zoals ISO 21940-13, veiligheid staat voorop.

• Veiligheid: Proef- en correctiegewichten moeten stevig worden bevestigd om de centrifugale krachten bij bedrijfssnelheid te weerstaan. De toegang tot de machine moet tijdens bedrijf worden gecontroleerd.
• Vereisten: Voordat u probeert het evenwicht te herstellen, zijn er andere mogelijke oorzaken van hoge 1X-trillingen, zoals: verkeerde uitlijning, resonantie of losheid dienen te worden uitgesloten.
• Instrumentatie: Voor dit proces is een trillingsanalysator nodig die de amplitude en de fase kan meten, en ook een fasereferentiesensor (tachometer).

← Terug naar hoofdindex