Nowy zakład przemysłowy przygotowywał się do rozpoczęcia produkcji, a wirnik jego kruszarki młotkowej trzeba było wyważyć, zanim linia przejdzie na pracę ciągłą. Pracę wykonaliśmy na miejscu, we własnych łożyskach kruszarki, przenośną wyważarką Balanset-1A i laptopem. Ta strona pokazuje maszynę, każdy krok wykonany przyrządem i to, co zakład z tego uzyskał.
Maszyna i zadanie
Kruszarka jest młynem młotkowym. Rzędy wahliwych młotów wiszą na sworzniach między stalowymi tarczami, a cały wirnik jest napędzany bezpośrednio przez sprzęgło silnikiem AC-Motoren. Tabliczka znamionowa podaje 55 kW i 2970 rpm przy 50 Hz, więc wirnik obraca się z prędkością prawie 3000 rpm.
Przy takiej prędkości nawet niewielki błąd masy wirnika staje się dużą siłą wirującą działającą na łożyska, ramę i fundament; siła rośnie z kwadratem prędkości. Zakład chciał płynnego rozruchu. Niewyważony wirnik pracuje nieefektywnie, powoduje problemy mechaniczne i może zakłócić produkcję wkrótce po uruchomieniu. Dlatego wirnik wyważono przed startem zakładu, a nie po pierwszej awarii.
Jak użyliśmy Balanset-1A, krok po kroku
Balanset-1A mierzy wirnik we własnych łożyskach przy jego prędkości roboczej. Program prowadzi przez kolejne przebiegi i sam oblicza korekcję; osoba na miejscu montuje czujniki i mocuje ciężarki.
Czujniki i tachometr
Czujniki drgań montuje się na obudowach łożysk, ściśle promieniowo, prostopadle do wału, i na litym metalu, a nie na osłonach czy pokrywach. Pasek taśmy odblaskowej na wale jest odniesieniem fazowym: tachometr laserowy odczytuje go raz na obrót. Od tej chwili nie wolno ruszać ani czujników, ani taśmy, bo program liczy każdy kąt od tego znacznika.
Run 0: drgania początkowe
Kruszarkę uruchamia się z zamontowanymi młotami i rozpędza do prędkości roboczej. Jedno naciśnięcie F7 rejestruje amplitudę, fazę i prędkość drgań przy częstotliwości obrotowej. To jest obraz niewyważenia "przed" korekcją.
Ciężarek próbny i Run 1
Przy zatrzymanej i zablokowanej przed uruchomieniem maszynie ciężarek próbny o znanej masie mocuje się na wirniku na znanym promieniu i zaznacza jego położenie. Masę dobiera się według siły: przy prędkości roboczej jego siła odśrodkowa powinna wynosić około 7 % ciężaru wirnika (rozsądny zakres to 5–10 %).
Wartość dla danej masy wirnika, promienia i prędkości podaje funkcja "First trial weight estimate" w programie lub nasz bezpłatny kalkulator masy próbnej.
Następnie wirnik pracuje ponownie. Jeśli ciężarek próbny zmienia drgania zbyt mało, program nie przyjmuje przebiegu i prosi o cięższy ciężarek.
Obliczenie
Na podstawie różnicy między Run 0 i Run 1 program oblicza współczynniki wpływu i pokazuje korekcję: masę w gramach oraz kąt liczony od położenia ciężarka próbnego w kierunku obrotu. Wykres biegunowy pokazuje, gdzie należy umieścić ciężarek.
Ciężarek korekcyjny
Ciężarek próbny się zdejmuje, a ciężarek korekcyjny mocuje na tym samym promieniu i pod wskazanym kątem. Promień ma znaczenie: obliczona masa obowiązuje tylko na promieniu, na którym znajdował się ciężarek próbny.
Uruchomienie kontrolne
Jeszcze jeden przebieg z tą samą prędkością pokazuje drgania resztkowe i niewyważenie resztkowe. Po ustawieniu tolerancji wg ISO 21940-11 program oznacza wynik kolorem zielonym lub czerwonym. Jeśli potrzebna jest jeszcze niewielka korekcja, od razu oblicza dodatek; nowy przebieg próbny nie jest wymagany.
Kontrole kruszarki z instrukcji Balanset-1A
- Wyważaj tylko z zamontowanymi młotami. Bez nich niewyważenie wraca zaraz po ich zamontowaniu.
- Wahliwe młoty mogą ułożyć się w nowym położeniu między przebiegami. Test stop/start, czyli dwa przebiegi bez żadnych zmian, pokazuje, czy odczyty się powtarzają.
- Wiele harmonicznych przy małej składowej o częstotliwości obrotowej zwykle oznacza problem z napędem, a nie niewyważenie. Przed dodaniem ciężarka sprawdź układ napędowy, w tym sprzęgło.
Wynik
Po korekcji uruchomiliśmy kruszarkę ponownie i sprawdziliśmy ją względem norm eksploatacyjnych. Drgania były znacznie niższe, wirnik spełniał normy, a kruszarka została dopuszczona do pracy ciągłej od pierwszego dnia produkcji.
Co program zapisuje po przebiegu kontrolnym
- Drgania przed i po oraz redukcja w procentach.
- Niewyważenie początkowe i resztkowe w g·mm, sprawdzone względem tolerancji ISO 21940-11: spełnia lub nie spełnia.
- Gotowy raport HTML i zapis archiwalny wirnika, ze współczynnikami wpływu zapisanymi do następnego wyważania.
Co to dało zakładowi
- Kruszarka weszła do produkcji wyważona, zamiast być wyważana po pierwszej awarii łożyska.
- Prace wykonano na miejscu, we własnych łożyskach maszyny: wirnika nie demontowano ani nie wysyłano do warsztatu wyważania.
- Zapis, do którego można wrócić: zapisana sesja jest punktem wyjścia do przyszłych kontroli tego samego wirnika.
O przyrządzie
Balanset-1A to dwukanałowa przenośna wyważarka i analizator drgań. Wyważa wirniki w jednej lub dwóch płaszczyznach we własnych łożyskach, a ten sam zestaw działa jako miernik drgań i analizator widma. Kruszarkę, wentylator, separator czy rozdrabniacz wyważa się tą samą procedurą, co na tej stronie.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko jest inżynierem analizy wibracji oraz założycielem i prezesem firmy Vibromera. Od ponad 15 lat wyważa maszyny wirujące w terenie, a nie na stanowisku badawczym: mulczery, wentylatory przemysłowe, kruszarki, wirówki, wały i wrzeciona. To właśnie z tej pracy wyrosły przyrządy Balanset — zaprojektowano je jako narzędzie, które specjalista może zabrać do maszyny i obsłużyć samodzielnie, na miejscu, a nie jako sprzęt laboratoryjny. Vibromera powstała w 2017 roku, a od 2023 roku ma siedzibę w Porto w Portugalii. Tutaj odbywają się prace rozwojowe, montaż i wsparcie linii Balanset. Flagowym przyrządem jest Balanset-1A, przenośny analizator do wyważania w jednej i w dwóch płaszczyznach oraz do diagnostyki wibracji. Nikolai osobiście uczestniczy we wsparciu klientów, w rozwiązywaniu trudnych przypadków wyważania i w rozwoju oprogramowania. Pracuje z klientami na całym świecie, w każdym języku.
