Eenvoudige balanceerstandaards voor rotoren: ontwerp en toepassing

Rotorbalancering is een belangrijke fase in de productie en werking van roterende apparatuur. Hoogwaardige balancering vermindert trillingen, verlengt de levensduur van lagers en mechanismen en verbetert de algehele efficiëntie van de apparatuur. Dit artikel onderzoekt eenvoudige balanceringsstandaards die hoogwaardige balancering van verschillende soorten rotoren bieden met minimale kosten. Deze standaards zijn geschikt voor het balanceren van kleine en middelgrote rotoren die in verschillende mechanismen worden gebruikt.

De basis van het ontwerp van dergelijke stands is een vlakke plaat of frame gemonteerd op cilindrische drukveren. De veren worden zo gekozen dat de natuurlijke frequentie van de oscillatie van de plaat met het gebalanceerde mechanisme erop gemonteerd 2-3 keer lager is dan de rotatiefrequentie van de rotor van dit mechanisme tijdens het balanceren.

1. Stand voor balancerende schuurschijven

Doel: Balanceren van slijpschijven.

Hoofdbestanddelen:

1. Plaat (1): Gemonteerd op vier cilindrische veren (2).
2. Elektrische motor (3): De rotor van de motor fungeert tegelijkertijd als spindel waarop een as (4) is gemonteerd voor het bevestigen van het slijpwiel.
3. Impulssensor (5): Meet de rotatiehoek van de motorrotor en wordt in het meetsysteem “Balanceset” gebruikt om de hoekpositie te bepalen voor het verwijderen van de correctiemassa van het slijpwiel.

Werkingsprincipe: Met de standaard kunt u de onbalans van de slijpschijf bepalen en verhelpen door trillingen te meten en de hoekpositie van het onbalanspunt te identificeren.

Kenmerken: De aanwezigheid van een impulsrotatiehoeksensor voor nauwkeurige bepaling van het massacorrectiepunt.

2. Staat voor balancerende vacuümpompen

Doel: Balanceren van vacuümpompen.

Hoofdbestanddelen:

1. Plaat (1): Gemonteerd op cilindrische veren (2).
2. Vacuümpomp (3): Geïnstalleerd op de plaat en voorzien van een eigen elektrische aandrijving met regelbaar toerental van 0 tot 60.000 tpm.
3. Trillingssensoren (4): Wordt op de pompbehuizing gemonteerd en meet de trillingen in twee verschillende secties langs de hoogte.
4. Laserfasehoeksensor (5): Wordt gebruikt om het trillingsmeetproces te synchroniseren met de rotatiehoek van de pomprotor.

Werkingsprincipe: De trillingen van de pomp worden gemeten door sensoren (4), en de lasersensor (5) synchroniseert de metingen met de rotatiehoek van de rotor, waardoor de locatie en de omvang van de onbalans kunnen worden bepaald.

Kenmerken: Mogelijkheid tot balanceren bij hoge rotatiesnelheden (tot 60.000 tpm) en gebruik van een lasersensor voor nauwkeurige synchronisatie.

Resultaten: Bij subkritische snelheden voldoet de restonbalans van de pomprotor aan de eisen van balanskwaliteitsklasse G0.16 volgens ISO 1940-1-2007 “Mechanische trillingen – Eisen voor de balanskwaliteit van rotoren in een constante (stijve) toestand – Deel 1: Specificatie en verificatie van balanstoleranties.” De resttrilling van de pompbehuizing bedraagt bij snelheden tot 8.000 tpm niet meer dan 0,01 mm/s.

3. Staat voor Balancerende Fans

Doel: Balancerende ventilatoren.

Hoofdbestanddelen: Het ontwerp is vergelijkbaar met de vorige stands, met een plaat op veren waarop een ventilator is gemonteerd.

Werkingsprincipe: Meet de trillingen van de ventilator en pas de massa aan om onbalans te elimineren.

Resultaten: Op de in figuur 3 getoonde standaard werd een restvibratieniveau van 0,8 mm/s bereikt, wat meer dan drie keer beter is dan de toegestane waarde voor ventilatoren van categorie BV5 volgens ISO 14694-2003 "Industriële ventilatoren - Specificaties voor balanskwaliteit en trillingsniveaus." Op een andere standaard die wordt gebruikt bij de massaproductie van kanaalventilatoren, overschrijdt de restvibratie consequent niet 0,1 mm/s.

Conclusie

Eenvoudige balanceerstandaards op basis van een plaat die op veren is gemonteerd, zijn een effectieve en economische oplossing voor het balanceren van verschillende soorten rotoren van hoge kwaliteit. Ze maken het mogelijk om lage niveaus van restvibratie te bereiken, in overeenstemming met internationale normen. Dergelijke standaards worden veel gebruikt bij de productie en reparatie van apparatuur, en zorgen voor een betrouwbare en langdurige werking.