Inzicht in enkelvlaksbalancering
Definitie: Wat is Single-Plane Balancing?
Enkelvlaksbalancering is een balanceren Procedure waarbij de onbalans van de rotor wordt gecorrigeerd door massa toe te voegen of te verwijderen in slechts één radiaal vlak loodrecht op de rotatieas. Deze methode is geschikt wanneer de onbalans overwegend statisch in de natuur, wat betekent dat het zwaartepunt van de rotor ten opzichte van de rotatieas is verschoven, maar dat er geen sprake is van een significant koppel of moment waardoor de rotor gaat wiebelen.
Enkelvlaksbalancering is de eenvoudigste en meest economische balanceringsmethode, waarvoor slechts één technicus nodig is. correctievlak en meestal slechts één proefgewicht rennen om te voltooien.
Wanneer moet u enkelvlaksbalancering gebruiken?
Enkelvlaksbalancering is geschikt voor specifieke typen rotoren en bedrijfsomstandigheden:
1. Schijfrotoren
Rotoren met een axiale lengte (dikte) die klein is ten opzichte van de diameter, zijn ideale kandidaten. Deze worden vaak "smalle" of "dunne" rotoren genoemd. Voorbeelden hiervan zijn:
- Slijpschijven
- Cirkelzaagbladen
- Enkeltraps ventilator- of blaaswaaierwaaiers
- Vliegwielen
- Schijfremrotoren
- Enkele katrollen
2. Stijve rotoren die onder de eerste kritische snelheid werken
Voor stijve rotoren die ver onder hun eerste niveau opereren kritische snelheid, kan enkelvlaksbalancering voldoende zijn, zelfs als de rotor een zekere axiale lengte heeft. Belangrijk is dat de rotor tijdens bedrijf niet te veel buigt of buigt.
3. Wanneer onbalans statisch is
Als de onbalans wordt veroorzaakt door één enkele, plaatselijke oorzaak (bijvoorbeeld ophoping van materiaal, een ontbrekend ventilatorblad of een excentrische montage) en trillingsmetingen een overwegend in-fasebeweging op alle lagerlocaties aantonen, is enkelvlaksbalancering geschikt.
De procedure voor het balanceren van één vlak
De procedure volgt een eenvoudige, systematische aanpak waarbij gebruik wordt gemaakt van de invloedcoëfficiëntmethode:
Stap 1: Eerste meting
Meet en registreer, terwijl de rotor op normale snelheid draait, de initiële trillingsvector (amplitude en fase) op een of meer lagerlocaties. Dit geeft de trilling weer die wordt veroorzaakt door de oorspronkelijke trilling. onevenwicht.
Stap 2: Bevestig het proefgewicht
Stop de machine en sluit een bekende proefgewicht op een geschikte hoekpositie (meestal 0°) op het gekozen correctievlak. Het proefgewicht moet voldoende groot zijn om een merkbare verandering in trilling te veroorzaken – meestal 25-50% van het oorspronkelijke trillingsniveau.
Stap 3: Proefdraaien
Start de machine opnieuw op en meet de nieuwe trillingsvector op dezelfde locatie(s). Deze meting vertegenwoordigt het gecombineerde effect van de oorspronkelijke onbalans plus het proefgewicht.
Stap 4: Bereken het correctiegewicht
Het balanceerinstrument voert uit vectoroptelling en berekent de invloedscoëfficiënt. Vervolgens berekent het de exacte massa en hoekpositie voor de permanente correctiegewicht dat de trillingen minimaliseert.
Stap 5: Correctie installeren en verifiëren
Verwijder het proefgewicht, installeer het berekende correctiegewicht permanent (door gewicht toe te voegen of te verwijderen op de aangegeven locatie) en laat de machine draaien om te controleren of de trillingen tot een acceptabel niveau zijn teruggebracht. Indien nodig kan een trimbalans worden uitgevoerd om het resultaat te verfijnen.
Voordelen van enkelvlaksbalancering
- Eenvoud: Vereist slechts één correctievlak, waardoor het eenvoudiger te implementeren en te begrijpen is.
- Snelheid: Normaal gesproken zijn er voor deze procedure slechts twee of drie runs nodig (eerste uitvoering, proefuitvoering en verificatie), waardoor tijd wordt bespaard en de uitvaltijd van de machine wordt beperkt.
- Kosteneffectief: Minder metingen en eenvoudigere berekeningen betekenen lagere arbeidskosten en goedkopere balanceerapparatuur.
- Toegankelijkheid: Veel plekken op de rotor zijn toegankelijk voor het toevoegen van correctiegewichten, waardoor u flexibel bent in de plaatsing van gewichten.
Beperkingen en wanneer u single-plane balancing niet moet gebruiken
Enkelvlaksbalancering kent belangrijke beperkingen die begrepen moeten worden:
1. Kan koppelonevenwicht niet corrigeren
Als de rotor een aanzienlijke paar onevenwicht—waar onbalanskrachten bestaan aan de tegenovergestelde uiteinden van de rotor, maar in tegenovergestelde hoekposities—zal enkelvlaksbalancering niet effectief zijn. Deze voorwaarde vereist dynamische balancering met correcties in ten minste twee vlakken.
2. Niet geschikt voor lange rotoren
Rotoren met een lengte-diameterverhouding groter dan ongeveer 0,5 tot 1,0 vereisen doorgaans balancering in twee vlakken. Voorbeelden hiervan zijn motorankers, pompassen en lange ventilatorrotoren.
3. Vermindert mogelijk niet alle trillingen bij alle lagers
Een enkelvlakscorrectie die is geoptimaliseerd voor één lagerlocatie, kan de trillingen op andere lagerlocaties mogelijk niet adequaat verminderen, vooral niet als de rotor lang is of dicht bij een kritisch toerental werkt.
4. Niet effectief voor flexibele rotoren
Rotoren die boven hun eerste kritische snelheid draaien, ondergaan buiging en vereisen multi-plane balanceringstechnieken die rekening houden met de vorm van de rotormodus.
Relatie tot statisch balanceren
Enkelvlaksbalancering is nauw verwant aan statisch balanceren. In feite is enkelvlaksbalancering, uitgevoerd op een roterende machine, in wezen een dynamische meting van statische onbalans. Statisch balanceren kan worden uitgevoerd met de rotor in rust (op mesranden of rollen), terwijl enkelvlaksbalancering wordt uitgevoerd met de rotor draaiend, wat zorgt voor nauwkeurigere metingen onder reële bedrijfsomstandigheden.
Typische toepassingen en industrieën
Enkelvlaksbalancering wordt in veel industrieën veelvuldig toegepast voor geschikte rotortypen:
- Houtbewerking en metaalbewerking: Cirkelzaagbladen, slijpschijven, snijschijven
- HVAC: Enkeltraps centrifugaalventilatoren en blowers
- Landbouwmachines: Maaidorsercomponenten, enkele katrollen
- Automobiel: Vliegwielen, remschijven, enkele poelies
- Materiaalbehandeling: Transportrollen, spanrollen
Voor deze toepassingen biedt enkelvlaksbalancering een optimale balans tussen effectiviteit, eenvoud en kosten, waardoor het een fundamentele techniek is op het gebied van rotorbalancering.