Statisch balanceren (enkelvlaksbalancering) begrijpen

Definitie: Wat is statisch balanceren?

Statisch balanceren is de eenvoudigste vorm van rotorbalancering. Het is een proces dat corrigeert voor statische onbalans, een toestand waarbij het zwaartepunt van een rotor verschoven is ten opzichte van zijn rotatieas, waardoor er één "zwaar punt" ontstaat. Dit type balancering kan in theorie worden uitgevoerd met de rotor in rust (statisch). Als een rotor met puur statische onbalans op een wrijvingsloos oppervlak (zoals mesranden) zou worden geplaatst, zou deze door de zwaartekracht roteren totdat het zwaartepunt zich op het laagste punt bevindt.

Bij statisch balanceren wordt een correctie aangebracht in een enkel vlak Om deze zware plek tegen te gaan. De correctie bestaat uit een enkel gewicht dat 180° tegenover de zware plek wordt geplaatst om het zwaartepunt terug te brengen naar het rotatiecentrum.

Statische onbalans versus dynamische onbalans

Statische onbalans wordt ook wel "krachtonbalans" genoemd, omdat het een centrifugale kracht creëert die radiaal naar buiten werkt vanuit het rotatiecentrum. Het creëert echter geen "koppel" of schommelbeweging. Dit in tegenstelling tot dynamische onbalans, wat een combinatie is van zowel kracht- als koppelonbalans en correcties in ten minste twee vlakken vereist om volledig te worden opgelost. Een rotor kan perfect statisch gebalanceerd zijn, maar toch een aanzienlijke koppelonbalans hebben, waardoor hij hevig trilt tijdens het roteren.

Wanneer is statisch balanceren voldoende?

Statisch balanceren is alleen een geschikte en voldoende methode voor een specifieke klasse rotoren. Het is over het algemeen gereserveerd voor componenten die zeer smal of schijfvormig zijn, waarbij de axiale lengte zeer klein is in verhouding tot de diameter. Bij dit type rotor is het onwaarschijnlijk dat er een significante koppelonbalans kan optreden.

Veelvoorkomende voorbeelden van rotoren waarbij statisch balanceren in één vlak vaak voldoende is, zijn:

• Slijpschijven
• Autowielen en banden
• Enkele, smalle ventilator- of blaaswielen
• Vliegwielen
• Katrollen en schijven

Voor elke rotor met een aanzienlijke lengte (bijvoorbeeld een motoranker, een meertrapspomp of een lange as) is statisch balanceren alleen niet voldoende en dynamische balancering is vereist.

Methoden voor statisch balanceren

1. Mes-rand balanceren

Dit is de klassieke, niet-roterende methode. De rotor wordt op een paar parallelle, vlakke en wrijvingsarme messen geplaatst. De rotor rolt totdat het zwaarste punt zich onderaan bevindt. Vervolgens wordt er een tijdelijk gewicht aan de bovenkant toegevoegd (180° tegenovergesteld) totdat de rotor in elke gewenste positie blijft staan zonder te rollen. Dit gewicht wordt vervolgens permanent gemaakt.

2. Verticale balanceermachine

Moderne statische balancering wordt vaak uitgevoerd op een verticale balanceermachine. De rotor (zoals een vliegwiel of een band) wordt op een horizontale plaat geplaatst die wordt ondersteund door krachtsensoren. De machine laat de rotor met lage snelheid draaien en de sensoren meten de richting en grootte van de onbalanskracht en geven de benodigde correctie weer op een scherm.

3. Enkelvlaks veldbalancering

Statische balancering kan ook in het veld worden uitgevoerd op een geassembleerde machine met behulp van een draagbare trillingsanalysator. Dit is een enkelvlaksversie van de invloedcoëfficiëntmethode. Er wordt een trillingsmeting uitgevoerd, een proefgewicht wordt toegevoegd, een tweede meting wordt uitgevoerd en het instrument berekent het benodigde enkelvoudige correctiegewicht en de bijbehorende hoek.

Beperkingen

De belangrijkste beperking van statisch balanceren is het onvermogen om koppelonbalans te detecteren of te corrigeren. Het toepassen van statisch balanceren op een rotor die daadwerkelijk een dynamische onbalans heeft, kan de trilling soms verergeren door de krachtcomponent te corrigeren, maar de koppelcomponent te negeren of te verergeren. Om deze reden is dynamisch balanceren in twee vlakken voor de meeste industriële machines de standaard en vereiste praktijk.

← Terug naar hoofdindex