Zrozumienie ciężarów próbnych w wyważaniu wirnika
Definicja: Czym jest waga próbna?
A waga próbna (nazywany również ciężarkiem testowym lub ciężarkiem kalibracyjnym) to znana masa, która jest tymczasowo przymocowana do wirnika w precyzyjnie zdefiniowanym położeniu kątowym podczas równoważenie procesu. Celem dodania tej masy próbnej jest celowe wprowadzenie znanej ilości brak równowagi do systemu i zmierzyć reakcję wirnika. Zmierzona reakcja jest następnie wykorzystywana do obliczenia dokładnej waga korekcyjna niezbędne do wyeliminowania pierwotnego niewyważenia.
Waga próbna jest kamieniem węgielnym metoda współczynnika wpływu, która jest najpowszechniej stosowaną techniką równoważenie pola maszyn wirujących.
Cel: Dlaczego warto używać ciężarka próbnego?
Podczas wyważania w terenie nie możemy łatwo zmierzyć właściwości fizycznych wirnika, takich jak masa, sztywność czy tłumienie. Zamiast tego traktujemy maszynę jak “czarną skrzynkę” i używamy obciążnika próbnego do bezpośredniego pomiaru jej zachowania dynamicznego. Kluczowe zalety tego podejścia to:
- Dokładna charakterystyka systemu: Próbny test wagowy uwzględnia wszystkie rzeczywiste czynniki wpływające na drgania, w tym sztywność łożysk, elastyczność fundamentów, efekty sprzężenia i siły aerodynamiczne.
- Obliczenia precyzji: Mierząc zmianę w amplituda oraz faza spowodowane znaną masą próbną, przyrząd ważący może obliczyć dokładną potrzebną poprawkę z dużą dokładnością.
- Nie jest wymagana wcześniejsza wiedza: Metoda ta działa bez konieczności stosowania rysunków, specyfikacji lub modeli teoretycznych układu wirnika.
- Konta dla warunków operacyjnych: Próbę przeprowadza się w rzeczywistych warunkach pracy (prędkość, temperatura, obciążenie), co gwarantuje skuteczność korekcji wyważenia w rzeczywistych warunkach pracy.
Wybór: Jak wybrać odpowiednią wagę próbną
Wybór odpowiedniego obciążnika próbnego ma kluczowe znaczenie dla uzyskania wiarygodnych wyników. Obciążnik musi być wystarczająco duży, aby wywołać mierzalną zmianę drgań, ale nie na tyle duży, aby stwarzał zagrożenie lub powodował uszkodzenie maszyny.
Kalkulator wagi próbnej
Aby uzyskać dokładne obliczenie masy próbnej na podstawie parametrów wirnika, skorzystaj z naszego Kalkulator masy próbnej. Kalkulator określa optymalną masę próbną, biorąc pod uwagę masę wirnika, promień instalacji, prędkość obrotową, sztywność podparcia i poziom drgań.
Ogólne wytyczne:
- Praktyczna zasada: Powszechną zasadą jest wybór ciężarka próbnego, który wywoła zmianę wibracji o około 25–50% w stosunku do początkowego poziomu wibracji. Zapewnia to wyraźną, mierzalną reakcję bez nadmiernych wibracji.
- Wstępny szacunek: Dla nieznanego wirnika, masę próbną można oszacować jako 1-5% masy wirnika, rozłożonej na promieniu wyważania. Nowoczesne urządzenia do wyważania często oferują kalkulator masy próbnej oparty na początkowym poziomie drgań.
- Podejście obliczeniowe: Użyj wzoru Mt = Mr × Ksupp × Kvib / (Rt × (N/100)²), gdzie Mt to masa ciężaru próbnego, Mr to masa wirnika, Ksupp to współczynnik sztywności podpory (1-5), Kvib to współczynnik poziomu drgań, Rt to promień instalacji, a N to prędkość wirnika w obr./min. kalkulator online automatyzuje to obliczenie.
- Bezpieczeństwo przede wszystkim: Nigdy nie dodawaj tak dużego ciężaru próbnego, że spowoduje to wzrost poziomu drgań poza bezpieczne granice lub wyłączenie systemów zabezpieczających.
- Bezpieczne mocowanie: Ciężarek próbny musi być mocno przymocowany za pomocą śrub, zacisków lub magnesów, aby zapobiec jego oderwaniu się podczas obrotu. Dla wygody powszechnie stosuje się ciężarki z masy plastycznej lub gliny, ale muszą być one pewnie zamocowane.
Procedura: Jak używać wagi próbnej
Metoda ważenia próbnego opiera się na systematycznej procedurze stanowiącej istotę nowoczesnego wyważania w terenie:
- Początkowy bieg: Maszyna pracuje z normalną prędkością, a początkowy wektor drgań (amplituda i faza) jest rejestrowany. Reprezentuje on drgania wywołane pierwotnym niewyważeniem.
- Załóż ciężarek próbny: Maszyna zostaje zatrzymana, a ciężarek próbny jest bezpiecznie zamocowany w znanym położeniu kątowym (zwykle oznaczonym jako 0° lub odnoszącym się do klawisz (znak) na płaszczyźnie korekcji.
- Jazda próbna: Maszyna zostaje ponownie uruchomiona i pracuje z tą samą prędkością. Nowy wektor drgań jest mierzony i rejestrowany. Drgania te są sumą wektorów pierwotnego niewyważenia i wpływu ciężaru próbnego.
- Oblicz współczynnik wpływu: Urządzenie równoważące wykonuje odejmowanie wektorowe, aby wyizolować efekt wywołany wyłącznie przez ciężarek próbny. Następnie oblicza się współczynnik wpływu jako stosunek zmiany drgań do ciężarka próbnego.
- Oblicz wagę korekcyjną: Wykorzystując współczynnik wpływu, przyrząd oblicza dokładną masę i kąt dla stałego ciężarka korekcyjnego, który zniweluje pierwotne niewyważenie.
- Zainstaluj poprawkę: Następnie usuwa się ciężarek próbny, na stałe instaluje się obliczony ciężarek korekcyjny, a następnie przeprowadza się ostateczną weryfikację, która potwierdza, że drgania zostały zredukowane do akceptowalnego poziomu.
Rozważania praktyczne i najlepsze praktyki
Aby skutecznie wykorzystać ciężarki próbne, należy zwrócić uwagę na kilka praktycznych szczegółów:
- Pozycjonowanie kątowe: Położenie kątowe ciężarka próbnego musi być dokładnie odnotowane. Nawet niewielki błąd kąta może prowadzić do nieprawidłowego obliczenia korekty.
- Ułożenie promieniowe: Jeśli to możliwe, umieść ciężarek próbny w tym samym promieniu, w którym zostanie zainstalowany ciężarek korekcyjny. Uprości to obliczenia i zwiększy dokładność.
- Warunki powtarzalne: Wszystkie próby oraz przebieg początkowy należy przeprowadzać w identycznych warunkach pracy (ta sama prędkość, temperatura, obciążenie), aby uzyskać spójne wyniki.
- Wielokrotne obciążenia próbne: W przypadku złożonego wyważania wielopłaszczyznowego konieczne może być zastosowanie wielu ciężarków próbnych, umieszczonych w różnych płaszczyznach korekcyjnych podczas oddzielnych przebiegów próbnych.
Metoda ciężaru próbnego, choć wymaga dodatkowego cyklu roboczego maszyny, zapewnia dokładność i niezawodność niezbędną przy profesjonalnym wyważaniu i jest standardem branżowym w zakresie wyważania wirników na miejscu.