Wat is balanceergevoeligheid? Meetnauwkeurigheid • Draagbare balancer, trillingsanalysator "Balanset" voor het dynamisch balanceren van brekers, ventilatoren, mulchers, vijzels op maaidorsers, assen, centrifuges, turbines en vele andere rotoren. Wat is balanceergevoeligheid? Meetnauwkeurigheid • Draagbare balancer, trillingsanalysator "Balanset" voor het dynamisch balanceren van brekers, ventilatoren, mulchers, vijzels op maaidorsers, assen, centrifuges, turbines en vele andere rotoren.

Wat is balancerende gevoeligheid? Meetnauwkeurigheid

Gepubliceerd door admin op

Inzicht in balancerende gevoeligheid

Definitie: Wat is balancerende gevoeligheid?

Gevoeligheid in evenwicht brengen (ook wel minimum haalbare restonbalans of MARU genoemd) is de kleinste hoeveelheid onevenwicht die betrouwbaar kunnen worden gedetecteerd, gemeten en gecorrigeerd tijdens een balanceren procedure. Het vertegenwoordigt de praktische limiet van hoe nauwkeurig een rotor kan worden gebalanceerd, gegeven de mogelijkheden van de meetapparatuur, de kenmerken van het rotorlagersysteem en omgevingsfactoren.

Het in evenwicht brengen van de gevoeligheid is een cruciale parameter, omdat het bepaalt of een bepaalde balancerende tolerantie kan daadwerkelijk worden bereikt. Als de vereiste tolerantie kleiner is dan de gevoeligheid van het systeem, kan de balansspecificatie niet worden gehaald, ongeacht hoe zorgvuldig het werk wordt uitgevoerd.

Waarom het in evenwicht brengen van gevoeligheid belangrijk is

Het begrijpen en kwantificeren van de balansgevoeligheid is om verschillende redenen essentieel:

  • Haalbaarheidsbeoordeling: Voordat met balanceren wordt begonnen, wordt met behulp van de gevoeligheid bepaald of de gewenste balanceerkwaliteit realistisch gezien kan worden bereikt.
  • Keuze van apparatuur: Het kiezen van balanceerapparatuur en sensoren met voldoende gevoeligheid voor de toepassing.
  • Kosten-batenanalyse: Het bereiken van extreem hoge gevoeligheid vereist dure apparatuur en tijdrovende procedures. Gevoeligheidseisen moeten aansluiten op de operationele behoeften.
  • Probleemoplossing: Wanneer de balanskwaliteit niet aan de verwachtingen voldoet, helpt een gevoeligheidsanalyse bepalen of het probleem ligt bij de balanceerprocedure, beperkingen van de apparatuur of mechanische problemen met het rotorsysteem.
  • Kwaliteitsborging: Gedocumenteerde gevoeligheid levert objectief bewijs van de capaciteiten van het balanceringssysteem.

Factoren die de balansgevoeligheid beïnvloeden

Er zijn meerdere factoren die de haalbare balansgevoeligheid beïnvloeden:

1. Meetsysteemfactoren

  • Sensorresolutie: De kleinste trillingsverandering die de versnellingsmeter of sensor kan detecteren.
  • Signaal-ruisverhouding: Achtergrondtrillingen van andere bronnen (naastgelegen machines, elektrische ruis, trillingen op de vloer) kunnen kleine veranderingen die door onbalans worden veroorzaakt, maskeren.
  • Instrumentatie nauwkeurigheid: De precisie van de trillingsanalysator bij het meten amplitude en fase.
  • Precisie van de toerenteller: De nauwkeurigheid van de fasemeting hangt af van de precisie van het referentie signaal dat eenmaal per omwenteling wordt weergegeven.
  • Digitale resolutie: De resolutie van de A/D-converter en de breedte van de FFT-bin beïnvloeden de meetnauwkeurigheid.

2. Kenmerken van het rotorlagersysteem

  • Dynamische respons: Hoe sterk het systeem reageert op onbalans (grootte van de invloedscoëfficiënt). Systemen met een lage respons vereisen grotere onbalansen om meetbare trillingen te produceren.
  • Lagertype en -conditie: Versleten lagers met te veel speling of niet-lineair gedrag verminderen de gevoeligheid.
  • Structurele resonanties: In de buurt opereren resonantie kan de gevoeligheid verbeteren (hogere trillingsrespons), maar resonantie vermindert deze juist.
  • Demping: Sterk gedempte systemen dempen trillingen en verminderen zo de gevoeligheid.
  • Stijfheid van de fundering: Een flexibele of meegevende fundering absorbeert trillingsenergie, waardoor de meetbare trillingen bij een bepaalde onbalans worden verminderd.

3. Operationele en omgevingsfactoren

  • Bedrijfssnelheid: De onbalanskracht neemt kwadratisch toe met de snelheid. De gevoeligheid neemt dus toe bij hogere snelheden.
  • Procesvariabelen: Stroomsnelheid, druk, temperatuur en belasting kunnen trillingen veroorzaken die onbalanseffecten maskeren.
  • Omgevingsomstandigheden: Temperatuurvariaties, wind en trillingen van de grond beïnvloeden de metingen.
  • Herhaalbaarheid: Variaties in de bedrijfsomstandigheden tussen meetruns verminderen de effectieve gevoeligheid.

4. Precisie van gewichtsplaatsing

  • Massaresolutie: De kleinst mogelijke gewichtsverhoging (gewichten kunnen bijvoorbeeld alleen in stappen van 1 gram worden verhoogd).
  • Hoekpositioneringsnauwkeurigheid: Hoe precies correctiegewichten kan hoekig worden geplaatst.
  • Consistentie van radiale positie: Variaties in de straal waarin gewichten worden geplaatst.

Het bepalen van de balancerende gevoeligheid

De gevoeligheid kan experimenteel worden bepaald met behulp van een testprocedure:

Procedure

  1. Basislijn vaststellen: Balanceer de rotor tot de laagst mogelijke resterende onbalans die met normale methoden kan worden bereikt.
  2. Voeg bekend klein gewicht toe: Voeg een kleine, nauwkeurig bekende toe proefgewicht onder een bekende hoek (bijv. 5 gram bij 0°).
  3. Meetrespons: Laat de machine draaien en meet de verandering in trillingen.
  4. Detecteerbaarheid evalueren: Als de verandering duidelijk meetbaar is en te onderscheiden van ruis (meestal is hiervoor een verandering van ten minste 2-3 keer het meetruisniveau vereist), is de onbalans detecteerbaar.
  5. Herhalen: Herhaal dit met steeds kleinere gewichten totdat de verandering niet meer te onderscheiden is van de meetruis.

Vuistregel

De minimale detecteerbare onbalans wordt over het algemeen beschouwd als de hoeveelheid die een trillingsverandering van ongeveer 10-15% van het achtergrondruisniveau of de herhaalbaarheid van de meting veroorzaakt, afhankelijk van welke het grootst is.

Typische gevoeligheidswaarden

De balansgevoeligheid varieert sterk, afhankelijk van het systeem en de apparatuur:

Hoogprecisie-balanceermachines (werkplaatsomgeving)

  • Gevoeligheid: 0,1 tot 1 g·mm per kg rotormassa
  • Toepassingen: Turbinerotoren, precisiespindels, hogesnelheidsapparatuur
  • Haalbaar G-klassen: G 0,4 tot G 2,5

Veldbalancering met draagbare apparatuur

  • Gevoeligheid: 5 tot 50 g·mm per kg rotormassa
  • Toepassingen: De meeste industriële machines, ventilatoren, motoren, pompen
  • Haalbare G-niveaus: G 2,5 tot G 16

Grote, langzaam draaiende machines (in situ)

  • Gevoeligheid: 100 tot 1000 g·mm per kg rotormassa
  • Toepassingen: Grote brekers, langzaam draaiende molens, massieve rotoren
  • Haalbare G-niveaus: G 16 tot G 40+

Verbetering van de balansgevoeligheid

Wanneer een hogere gevoeligheid vereist is, kunnen verschillende strategieën worden toegepast:

Uitrustingupgrades

  • Gebruik sensoren van hogere kwaliteit met een betere resolutie en minder ruis
  • Upgrade naar nauwkeurigere trillingsanalysatoren
  • Verbeter de nauwkeurigheid van de toerenteller of fasereferentie

Optimalisatie van meettechnieken

  • Bereken het gemiddelde van meerdere metingen om willekeurige ruis te verminderen
  • Voer balanceren uit bij hogere snelheden waar de onbalanskrachten groter zijn
  • Optimaliseer de montagelocaties van de sensoren (dichter bij de lagers, stevigere montage)
  • Bescherm sensoren tegen elektromagnetische interferentie
  • Beheersing van omgevingsomstandigheden (temperatuur, trillingsisolatie)

Systeemwijzigingen

  • Verstevig funderingen om trillingsdemping te verminderen
  • Vervang versleten lagers om de lineariteit van de respons te verbeteren
  • Isoleer de machine van externe trillingsbronnen

Procedurele verbeteringen

  • Gebruik permanente kalibratie om het aantal benodigde proefdraaien te verminderen
  • Dienst invloedscoëfficiënt verfijningstechnieken
  • Implementeer statistische procescontrole om de herhaalbaarheid van metingen te volgen

Gevoeligheid versus tolerantie: de cruciale relatie

Voor een succesvolle balans moet de verhouding tussen gevoeligheid en tolerantie juist zijn:

Vereiste voorwaarde

Balancerende gevoeligheid ≤ (gespecificeerde tolerantie / 4)

Deze “4:1-regel” zorgt ervoor dat het balanceringssysteem voldoende capaciteit heeft om de vereiste tolerantie betrouwbaar te bereiken met een voldoende veiligheidsmarge.

Voorbeeld

Als de opgegeven tolerantie 100 g·mm bedraagt:

  • Vereiste gevoeligheid: ≤ 25 g·mm
  • Als de werkelijke gevoeligheid 30 g·mm bedraagt, kan het moeilijk zijn om de tolerantie consistent te bereiken
  • Als de werkelijke gevoeligheid 10 g·mm bedraagt, kan de tolerantie gemakkelijk worden bereikt met een marge over.

Praktische implicaties

Het begrijpen van balancerende gevoeligheid heeft directe praktische gevolgen:

  • Offerteaanvraag: De gevoeligheid bepaalt of een balanceerklus kan worden uitgevoerd met de beschikbare apparatuur of dat er gespecialiseerde faciliteiten nodig zijn.
  • Specificatie schrijven: De tolerantiespecificaties moeten realistisch zijn, gezien de beschikbare balansgevoeligheid.
  • Kwaliteitscontrole: Gedocumenteerde gevoeligheid biedt objectieve criteria voor het beoordelen of slechte balansresultaten het gevolg zijn van beperkingen van de apparatuur of procedurefouten.
  • Verantwoording van de apparatuur: Gekwantificeerde gevoeligheidsvereisten rechtvaardigen investeringen in balanceersystemen met hogere precisie wanneer dat nodig is.

Gevoeligheid documenteren

Professionele balanceringswerkzaamheden moeten gevoeligheidsdocumentatie omvatten:

  • Methode die wordt gebruikt om de gevoeligheid te bepalen
  • Gemeten minimale detecteerbare onbalans (MARU)
  • Herhaalbaarheid van de meting (standaarddeviatie van herhaalde metingen)
  • Vergelijking van gevoeligheid met opgegeven tolerantie (capaciteitsverhouding)
  • Conformiteitsverklaring: “De systeemgevoeligheid van X g·mm is voldoende om de gespecificeerde tolerantie van Y g·mm te bereiken”

← Terug naar hoofdindex

Categorieën: GlossariumMeting
WhatsApp