Inzicht in initiële onbalans
Definitie: Wat is initiële onbalans?
Initiële onbalans (ook wel oorspronkelijke onbalans of aangetroffen onbalans genoemd) is de onevenwicht toestand die in een rotor bestaat vóór enige balanceren Correcties zijn toegepast. Het vertegenwoordigt de basistoestand van de rotor en wordt gemeten tijdens de eerste uitvoering van een balanceerprocedure. De grootte en hoeklocatie van de initiële onbalans worden bepaald door meting. trillingen amplitude en fase terwijl de rotor op zijn balancerende snelheid draait.
De initiële onbalans is het startpunt voor alle balanceerberekeningen en vormt de referentie waaraan de effectiviteit van de balanceerprocedure wordt afgemeten. Nadat de balancering is voltooid, wordt de resterende onbalans als onbalans beschouwd. resterende onbalans.
Bronnen van initiële onbalans
Initiële onbalans kan door verschillende oorzaken ontstaan tijdens de productie, montage en werking:
1. Productietoleranties
Zelfs met precisieproductie is perfecte symmetrie onmogelijk. Bronnen zijn onder meer:
- Variaties in materiaaldichtheid: Niet-homogeen materiaal of interne holtes en insluitsels creëren massa-asymmetrieën.
- Bewerkingstoleranties: Kleine afwijkingen van de perfecte concentriciteit, zoals slingering of excentriciteit, resulteren in onbalans.
- Wanddiktevariaties: Bij gegoten of vervaardigde rotoren zorgen variaties in de wanddikte voor een ongelijkmatige massaverdeling.
- Porositeit en gietfouten: Luchtbellen, krimp en slakinsluitsels in gietstukken beïnvloeden de massaverdeling.
2. Montagefouten en variaties
Wanneer rotoren uit meerdere componenten zijn samengesteld, kan onbalans ontstaan:
- Stapeling van toleranties: Individuele componenten kunnen goed in balans zijn, maar wanneer ze worden geassembleerd, kunnen kleine onevenwichtigheden zich opstapelen en zo een aanzienlijke totale onbalans creëren.
- Gecodeerde verbindingen: Sleutels, sleutelgaten en splines zorgen automatisch voor asymmetrie.
- Boutgaten en bevestigingsmiddelen: Ongelijk verdeelde boutgaten of ontbrekende/verschillende bevestigingsmiddelen zorgen voor onbalans.
- Thermische pasvorm en perspassing: Componenten die met een krimppassing of persverbinding tegen elkaar zijn geplaatst, zijn mogelijk niet perfect concentrisch.
3. Operationele oorzaken
Tijdens het gebruik kan er onbalans ontstaan, die toeneemt ten opzichte van de oorspronkelijke gebalanceerde toestand van de rotor:
- Materiaalopbouw: Ophoping van vuil, stof, aanslag of procesmateriaal op ventilatorbladen, waaiers of rotoroppervlakken.
- Erosie en slijtage: Ongelijkmatig materiaalverlies door slijtage, corrosie of cavitatie.
- Kapotte of ontbrekende onderdelen: Verloren ventilatorbladen, gebroken waaierbladen of losgeraakte onderdelen.
- Vervorming: Buigen, kromtrekken of plastische vervorming door stoten, oververhitting of overbelasting.
- Losse componenten: Onderdelen die losgeraakt zijn en van positie zijn veranderd.
4. Onderhouds- en reparatieactiviteiten
Ironisch genoeg kunnen onderhoudswerkzaamheden soms onevenwichtigheid veroorzaken:
- Vervanging van componenten door onderdelen met een andere massa of massaverdeling
- Lasreparaties die asymmetrisch massa toevoegen
- Herbewerking of bewerking waarbij materiaal ongelijkmatig wordt verwijderd
- Verf of coating die niet uniform is aangebracht
Hoe de initiële onbalans wordt gemeten
De initiële onbalans wordt gekwantificeerd tijdens de eerste meetrun van een balanceerprocedure:
Meetparameters
- Trillingsamplitude: De grootte van de 1X (één keer per omwenteling) trillingscomponent, meestal gemeten in mm/s, in/s of mils. Dit houdt direct verband met de ernst van de onbalans.
- Fasehoek: De hoekige locatie van de zware vlek, gemeten in graden ten opzichte van een referentiemerk (meestal gedetecteerd door een sleutelfase of toerenteller). De fasehoek geeft aan waar de onbalansmassa zich bevindt.
- Snelheid: De rotatiesnelheid waarbij metingen worden uitgevoerd, is afhankelijk van de snelheid.
Vectorrepresentatie
De initiële onbalans wordt weergegeven als een vector "O" (voor "Origineel") met zowel grootte als richting. Deze vector wordt doorgaans weergegeven op een polaire plot, waar:
- De lengte van de vector geeft de trillingsamplitude weer
- De hoek van de vector geeft de fase weer (locatie van de zware plek)
Belang in het balanceringsproces
De initiële onbalansmeting vervult verschillende belangrijke functies:
1. Basislijn voor correcties
Alle balanceerberekeningen zijn gebaseerd op de initiële onbalans. Het doel van balanceren is om correctiegewichten die een trillingsvector produceren die gelijk en tegengesteld is aan de oorspronkelijke onbalansvector, waardoor deze wordt opgeheven.
2. Beoordeling van de ernst
De omvang van de initiële onbalans geeft aan hoe ernstig het probleem is en helpt bepalen:
- Of balanceren noodzakelijk is of dat er eerst andere mechanische problemen moeten worden aangepakt
- De juiste maat van proefgewichten gebruiken
- Of de onbalans in één enkele balanceringspoging kan worden gecorrigeerd of dat er meerdere iteraties nodig zijn
3. Voortgangsbewaking
Door de initiële onbalans te vergelijken met resterende onbalans Nadat de correcties zijn toegepast, kan de effectiviteit van de balanceerprocedure worden gekwantificeerd. Een goede balanceerbeurt vermindert de trillingen doorgaans met 70-90% of meer ten opzichte van het beginniveau.
4. Berekening van invloedcoëfficiënten
In de invloedcoëfficiëntmethode, de initiële onbalansvector wordt afgetrokken van de trillingsvector die is gemeten tijdens de proef met het gewicht om het effect van het proefgewicht te isoleren: T = (O+T) – O, waarbij O de initiële onbalans is en T het effect van het proefgewicht.
Relatie tot resterende onbalans
Het uiteindelijke doel van balanceren is om de initiële onbalans terug te brengen tot een acceptabel laag niveau. resterende onbalans. De relatie is:
- Initiële onbalans: De “voor”-conditie
- Correctie: De balanceerprocedure en het plaatsen van het gewicht
- Resterende onbalans: De “na”-conditie
Idealiter zou de resterende onbalans minder dan 10-30% van de initiële onbalans moeten zijn, waarbij het specifieke doel afhangt van de eisen voor de balanskwaliteit van de rotor volgens normen zoals ISO 21940-11.
Typische initiële onbalansniveaus
De omvang van de initiële onbalans varieert sterk, afhankelijk van het type apparatuur en de onderhoudsgeschiedenis:
Nieuwe of recent gebalanceerde rotoren
Trillingen variëren doorgaans van 0,5 tot 2,0 mm/s (0,02 tot 0,08 inch/s) voor industriële machines. Dit vertegenwoordigt goede tot acceptabele balanscondities.
Matig ongebalanceerde rotoren
Trillingen in het bereik van 2,0 tot 7,0 mm/s (0,08 tot 0,28 inch/s) geven aan dat de rotor binnenkort gebalanceerd moet worden. Dit is een veelvoorkomende conditie bij apparatuur die aan routineonderhoud toe is.
Ernstig onevenwichtige rotoren
Trillingen boven 7,0 mm/s (0,28 inch/s) duiden op ernstige onbalans die onmiddellijke aandacht vereist. Dit kan het gevolg zijn van een ontbrekend mes, sterke ophoping of schade aan een belangrijk onderdeel.
Let op: Deze waarden zijn algemene richtlijnen voor typische industriële machines. Specifieke acceptabele niveaus zijn afhankelijk van het type, de grootte, de snelheid en de montage van de machine, zoals gedefinieerd in normen zoals ISO 20816.
Documentatie en rapportage
Initiële onbalansmetingen moeten altijd worden gedocumenteerd als onderdeel van het balanceringsverslag:
- Trillingsamplitude en -fase op elk meetpunt
- Werksnelheid tijdens meting
- Datum- en apparatuuridentificatie
- Eventuele zichtbare oorzaken van onbalans die tijdens de inspectie zijn opgemerkt
Deze documentatie biedt een historisch overzicht van de conditie van de rotor en helpt bij het identificeren van trends in de loop van de tijd, bijvoorbeeld of onbalans langzaam toeneemt als gevolg van operationele oorzaken.
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 