Inzicht in in-situ-balancering
Definitie: Wat is in-situ-balancering?
In-situ balanceren (van het Latijnse “in situ”, wat “op zijn plaats” betekent) is de praktijk van balanceren een rotor terwijl deze in de machine, op de normale bedrijfslocatie en onder werkelijke bedrijfsomstandigheden geïnstalleerd blijft. Dit wordt ook wel aangeduid als veldbalancering, balanceren op locatie, of balanceren op locatie.
In plaats van de rotor te verwijderen en deze naar een gespecialiseerde werkplaats te vervoeren, balanceermachine In een werkplaats brengen technici draagbare apparatuur voor het meten en analyseren van trillingen naar de locatie van de machine en voeren de balanceerprocedure uit zonder de machine te demonteren.
Voordelen van in-situ balanceren
In-situ balanceren is de voorkeursmethode geworden voor het overgrote deel van de balanceringswerkzaamheden in industriële machines vanwege de vele praktische en technische voordelen:
1. Geen demontage vereist
Het meest voor de hand liggende voordeel is dat de rotor niet uit de machine hoeft te worden verwijderd. Dit elimineert:
- De arbeidskosten voor het demonteren en opnieuw monteren van de apparatuur
- Het risico op schade tijdens verwijdering, transport en herinstallatie
- De vertraging die gepaard gaat met het verzenden van de rotor naar een balanceerwinkel
- De kans op nieuwe problemen tijdens de hermontage (verkeerde uitlijning, onjuist koppel, enz.)
2. Balanceren onder werkelijke bedrijfsomstandigheden
Dit is misschien wel het belangrijkste technische voordeel. In-situ balancering zorgt voor:
- Werkelijke lagerstijfheid: De echte lagers en hun ingebouwde stijfheidskarakteristieken beïnvloeden hoe de rotor reageert op onbalans. Dit kan aanzienlijk afwijken van de ideale omstandigheden in de werkplaats.
- Effecten van fundering en ondersteunende structuur: De flexibiliteit van de basis, het frame en de montagestructuur van de machine beïnvloeden trillingen. Deze effecten worden automatisch meegenomen in de in-situ balancering.
- Bedrijfstemperatuur: Thermische uitzetting en het effect van temperatuur op de lagerspeling zijn aanwezig tijdens het in-situ balanceren, maar zijn afwezig in een cold shop-omgeving.
- Procesbelastingen: Bij apparatuur zoals pompen en ventilatoren beïnvloeden de aerodynamische of hydraulische krachten die tijdens de werking optreden de balanstoestand van de rotor.
- Montage en speling: De exacte manier waarop onderdelen in hun uiteindelijke assemblage passen, heeft invloed op de balans. Dit wordt vastgelegd met in-situ-methoden.
3. Minder uitvaltijd
In-situ balanceren kan vaak binnen enkele uren worden voltooid, terwijl het verwijderen van een rotor, het balanceren in een werkplaats en het opnieuw installeren ervan dagen of weken kan duren. Voor kritieke productieapparatuur vertaalt deze vermindering van de downtime zich direct in een hogere productiviteit en minder omzetverlies.
4. Lagere kosten
Doordat er geen transport-, werkplaats- en demontagekosten meer nodig zijn, is in-situ balanceren voor de meeste toepassingen aanzienlijk rendabeler.
5. Onmiddellijke verificatie
Na installatie correctiegewichten, De machine kan direct worden gestart en de resultaten kunnen worden geverifieerd onder werkelijke bedrijfsomstandigheden. Indien nodig kan aanvullende aanpassing direct worden uitgevoerd zonder verdere demontage.
Wanneer in-situ balanceren het meest geschikt is
Hoewel in-situ balancering breed toepasbaar is, biedt het vooral voordelen in de volgende situaties:
- Grote machines: Apparatuur die moeilijk of duur is om te demonteren en te vervoeren, zoals grote ventilatoren, blowers en brekers.
- Vast gemonteerde rotoren: Rotoren die gemonteerd zijn en niet ontworpen zijn om eenvoudig te verwijderen.
- Veldapparatuur: Machines op afgelegen locaties waar transport naar een werkplaats onpraktisch zou zijn.
- Noodreparaties: Situaties waarin een snelle doorlooptijd essentieel is om de productie te hervatten.
- Routineonderhoud: Regelmatig opnieuw balanceren om onbalans veroorzaakt door slijtage, ophoping of erosie te corrigeren.
- Aangepaste of niet-standaarduitrusting: Machines die niet in de standaarduitrusting van een balanceerwerkplaats passen.
Het in-situ-balanceringsproces
De procedure volgt de standaard invloedcoëfficiëntmethode, aangepast aan de veldomgeving:
Stap 1: Eerste beoordeling
Controleer voordat u begint of: onevenwicht is eigenlijk het probleem. Controleer op andere mechanische problemen, zoals verkeerde uitlijning, losheid, of lagerdefecten die verkeerdelijk als onevenwichtigheid zouden kunnen worden gediagnosticeerd.
Stap 2: Sensoren installeren
Bevestig trillingssensoren (meestal accelerometers) aan de lagerhuizen van de machine met behulp van magneten, bouten of lijm. Installeer een toerenteller of sleutelfase om eenmaal per omwenteling het fasereferentie-signaal te leveren.
Stap 3: Eerste meetrun
Laat de machine op normale snelheid draaien en registreer de eerste trillingsvectoren.
Stap 4: Proefgewichttrainingen
Voer een of meer uit proefgewicht loopt zoals vereist door de balanceringsmethode (enkelvlaks, tweevlaks, enz.).
Stap 5: Bereken en installeer correcties
Het draagbare balanceerinstrument berekent de benodigde correctiegewichten. Deze worden vervolgens permanent geïnstalleerd door gewichten toe te voegen (zoals lasplaatjes, boutgewichten of stelschroefgewichten) of door materiaal te verwijderen (boren of slijpen).
Stap 6: Verificatie
Voer een finale uit verificatierun om te bevestigen dat de trillingen tot een acceptabel niveau zijn teruggebracht.
Apparatuur voor in-situ balanceren
Moderne draagbare instrumenten hebben in-situ balanceren praktisch en toegankelijk gemaakt:
- Draagbare balanceerinstrumenten: Lichtgewicht, op batterijen werkende apparaten die trillingsmeting, fasedetectie en balanceringsberekeningen combineren in een handzaam of laptopgebaseerd pakket.
- Versnellingsmeters: Piëzo-elektrische of MEMS-accelerometers met magnetische voet voor eenvoudige bevestiging en verwijdering.
- Toerentellers: Optische of magnetische sensoren die het fasereferentiesignaal leveren.
- Gewichtssets: Assortimenten van klem-, bout- of kleefgewichten voor tijdelijke proefgewichten en permanente correctie-installaties.
Uitdagingen en overwegingen
Hoewel in-situ balanceren zeer voordelig is, brengt het ook enkele uitdagingen met zich mee:
1. Toegang tot correctievlakken
De correctievlakken van de rotor moeten toegankelijk zijn terwijl de machine in assemblage is. Bij sommige apparatuur moeten beschermkappen of afdekkingen worden verwijderd om de balanceervlakken te bereiken.
2. Omgevingsfactoren
Veldomstandigheden (extreme temperaturen, vuil, lawaai, trillingen van apparatuur in de buurt) kunnen metingen ingewikkelder maken dan een gecontroleerde werkplaatsomgeving.
3. Veiligheidszorgen
Werken aan draaiende machines vereist strikte veiligheidsprotocollen. Technici moeten ervoor zorgen dat proefgewichten stevig vastzitten en dat al het personeel een veilige afstand tot roterende componenten aanhoudt.
4. Mechanische problemen
Als de machine onderliggende mechanische problemen heeft (zachte voet, verkeerde uitlijning, losse bevestigingen), moeten deze worden verholpen voordat er wordt gebalanceerd. De omstandigheden ter plaatse maken sommige van deze problemen moeilijker te detecteren en te verhelpen.
5. Beperkingen voor extreme precisie
Voor toepassingen waarbij extreem nauwe balanstoleranties vereist zijn (zoals precisieslijpmachines of hogesnelheidsspindels), kan het beter zijn om in de werkplaats op speciale machines te balanceren. Dit kan ook in combinatie met balanceren ter plaatse worden gedaan.
Vergelijking: in-situ versus winkelbalancering
| Aspect | In-Situ balanceren | Winkel Balanceren |
|---|---|---|
| Demontage vereist | Geen | Ja |
| Bedrijfsomstandigheden | Werkelijke omstandigheden | Geïdealiseerde omstandigheden |
| Doorlooptijd | Uren | Dagen tot weken |
| Kosten | Lager | Hoger |
| Precisie | Goed | Uitstekend |
| Toepasbaarheid | De meeste machines | Kleine tot middelgrote rotoren |
Industrienormen en beste praktijken
In-situ balanceren wordt erkend en gedekt door internationale normen zoals ISO 21940-13, die criteria en waarborgen biedt voor het in-situ balanceren van middelgrote en grote rotoren. Het naleven van deze normen garandeert veiligheid, effectiviteit en consistente resultaten.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 