Zrozumienie wyważania polowego (wyważania in-situ)

Definicja: Czym jest wyważanie pola?

Równoważenie pola, znany również jako wyważanie na miejscu, to proces korygowania niewyważenia wirnika podczas jego pracy w łożyskach i konstrukcji wsporczej, z normalną prędkością roboczą lub zbliżoną do niej. W przeciwieństwie do wyważania w warsztacie, gdzie wirnik jest wyjmowany i umieszczany na specjalistycznej wyważarce, wyważanie w terenie odbywa się na miejscu, przy w pełni zmontowanej maszynie.

Proces ten zwykle polega na użyciu przenośnego analizatora drgań do pomiaru amplitudy i fazy drgań 1X (prędkości biegu), przymocowaniu ciężarka próbnego o znanej masie, ponownym zmierzeniu nowej odpowiedzi na drgania, a następnie wykorzystaniu tych informacji do obliczenia wymaganego ciężarka korekcyjnego i jego kątowego położenia.

Dlaczego wyważanie pola jest konieczne?

Chociaż wyważanie w warsztacie jest bardzo precyzyjne, nie uwzględnia ono wszystkich czynników wpływających na równowagę maszyny w jej środowisku pracy. Wyważanie w terenie jest konieczne, gdy niewyważenie jest spowodowane przez cały zespół maszyny lub można je skorygować tylko poprzez uwzględnienie tego czynnika. Najczęstsze przyczyny to:

• Niewyważenie zespołu: Końcowe niewyważenie maszyny to suma niewyważenia wszystkich jej obracających się elementów (np. wirnika, wału, sprzęgła, koła pasowego). Wyważanie polowe koryguje niewyważenie całego zespołu jednocześnie.
• Efekty operacyjne: Niewyważenie może być spowodowane czynnikami występującymi wyłącznie w normalnych warunkach pracy, takimi jak odkształcenia termiczne wirnika, siły aerodynamiczne lub hydrauliczne. Nie da się ich odtworzyć na wyważarce warsztatowej.
• Nagromadzenie lub zużycie materiału: W przypadku maszyn takich jak wentylatory, dmuchawy i wirówki, nierównomierne gromadzenie się produktu lub nierównomierne zużycie może z czasem prowadzić do utraty równowagi. Wyważenie w terenie to jedyny praktyczny sposób na skorygowanie tego problemu bez konieczności gruntownego remontu.
• Niepraktyczność usunięcia: W przypadku bardzo dużych maszyn, takich jak duże wentylatory przemysłowe czy turbiny, demontaż wirnika w celu wyważenia w warsztacie jest niezwykle kosztowny i czasochłonny. Wyważanie w warunkach polowych jest znacznie bardziej ekonomicznym i szybszym rozwiązaniem.

Proces równoważenia pola (metoda współczynników wpływu)

Najpopularniejszą metodą wyważania pola jest metoda współczynnika wpływu, który przebiega według logicznego, krok po kroku procesu:

1. Początkowy bieg: Maszyna pracuje z normalną prędkością roboczą, a początkowa amplituda i faza drgań 1X („wektor niewyważenia”) są mierzone i rejestrowane.
2. Próbne rozmieszczenie ciężarków: Zatrzymuje się maszynę, a następnie do wirnika mocuje się ciężarek próbny o znanej masie pod znanym kątem.
3. Jazda próbna: Maszyna jest ponownie uruchamiana z tą samą prędkością. Nowa amplituda i faza drgań („wektor odpowiedzi”) są mierzone i rejestrowane.
4. Obliczenie: Zmiana wektora drgań spowodowana obciążeniem próbnym jest wykorzystywana do obliczenia „współczynnika wpływu”. Współczynnik ten opisuje, o ile drgania w punkcie pomiaru zmieniają się dla danej wartości niewyważenia w miejscu korekcji. Analizator wykorzystuje następnie ten współczynnik i początkowy wektor niewyważenia do obliczenia dokładnej masy i kąta wymaganego obciążenia korekcyjnego.
5. Umieszczenie ciężarków korekcyjnych: Maszyna zostaje zatrzymana, ciężarek próbny zostaje usunięty, a obliczony ciężarek ostatecznej korekty zostaje trwale przymocowany pod określonym kątem.
6. Przebieg weryfikacyjny: Maszyna jest uruchamiana po raz ostatni w celu sprawdzenia, czy wibracje zostały zredukowane do akceptowalnego poziomu, zgodnie z normami, takimi jak: ISO 20816-1.

Kluczowe zagadnienia i zabezpieczenia

Wyważanie pola wymaga umiejętności i starannego planowania. Jak określono w normach takich jak ISO 21940-13, bezpieczeństwo jest najważniejsze.

• Bezpieczeństwo: Obciążniki próbne i korekcyjne muszą być solidnie zamocowane, aby wytrzymać siły odśrodkowe przy prędkości roboczej. Dostęp do maszyny musi być kontrolowany podczas pracy.
• Wymagania wstępne: Przed próbą wyważenia sprawdź inne potencjalne przyczyny wysokich wibracji 1X, takie jak: niewspółosiowośćNależy wykluczyć rezonans lub luzy.
• Oprzyrządowanie: Do przeprowadzenia tego procesu potrzebny jest analizator drgań zdolny do pomiaru amplitudy i fazy, a także czujnik odniesienia fazy (tachometr).

← Powrót do indeksu głównego