Zrozumienie niewyważenia quasi-statycznego
1. Definicja: Czym jest niewyważenie quasi-statyczne?
Nierównowaga quasi-statyczna jest specyficznym i mniej powszechnym typem niewyważenie dynamiczneDzieje się tak, gdy główna oś bezwładności wirnika przecina oś obrotu wału, ale nie przecina środka ciężkości wirnika.
Mówiąc prościej, jest to stan, który ma oba niewyważenie statyczne oraz brak równowagi pary, ale położenie kątowe statycznego niewyważenia jest dokładnie 90 stopni od płaszczyzny, na której znajduje się para niewyważona. To specyficzne ustawienie nadaje jej unikalne cechy.
Podobnie jak w przypadku innych form niewyważenia dynamicznego, można je w pełni zmierzyć i skorygować tylko wtedy, gdy wirnik się obraca. Wymaga to korekcji w co najmniej dwóch płaszczyznach.
2. Związek z innymi typami niewyważenia
Aby zrozumieć niewyważenie quasi-statyczne, warto umieścić je w kontekście:
- Niewyważenie statyczne: Czyste przesunięcie środka ciężkości. Generuje siły, które są w fazie w łożyskach.
- Brak równowagi pary: Czysty efekt „chybotania”. Generuje siły przesunięte w fazie o 180 stopni w łożyskach.
- Dynamiczna niewyważenie: Przypadek ogólny, który jest kombinacją nierównowagi statycznej i sprzężenia przy dowolnym losowym kącie fazowym względem siebie.
- Nierównowaga quasi-statyczna: Szczególny przypadek braku równowagi dynamicznej, w którym elementy statyczne i sprzężone są fizycznie zablokowane przy 90-stopniowym odstępie faz.
3. Przykład praktyczny: wirnik zwisowy
Klasycznym podręcznikowym przykładem maszyny wykazującej niewyważenie quasi-statyczne jest wirnik wiszący, w którym niewyważenie znajduje się w jednej płaszczyźnie, daleko od środka ciężkości maszyny. Rozważmy duży wentylator przemysłowy z ciężkim zestawem łopatek zamontowanych na końcu długiego wału.
Jeżeli na wentylatorze występuje pojedynczy punkt ciężkości (czyste niewyważenie statyczne na samej tarczy wentylatora), sposób, w jaki siła ta jest przenoszona na oba łożyska, jest różny:
- Łożysko znajdujące się bliżej wentylatora będzie narażone na dużą siłę drgań.
- Łożysko znajdujące się dalej od wentylatora również będzie narażone na działanie siły, ale ponieważ niewyważenie jest „przewieszone”, siła ta powoduje ruch obrotowy nad pobliskim łożyskiem.
Rezultatem jest złożony ruch w łożyskach, łączący w sobie zarówno element drgający (statyczny), jak i kołyszący (para). Ponieważ pochodzą one z jednego źródła, elementy te są ze sobą ściśle powiązane, tworząc stan quasi-statyczny.
4. Korekta
Mimo że ma ona konkretną definicję, korekta niewyważenia quasi-statycznego jest taka sama jak w przypadku każdego ogólnego niewyważenia dynamicznego. Procedura wyważania obejmuje:
- Pomiar drgań amplituda oraz faza w 1X prędkość biegu w dwóch miejscach łożyskowania.
- Obliczanie wymaganych ciężarków korekcyjnych i ich kątowego rozmieszczenia dla dwóch wybranych płaszczyzn korekcyjnych.
- Umieszczenie ciężarków w celu przeciwdziałania zarówno statycznym, jak i parzystym składnikom braku równowagi.
Mimo że analityk może na podstawie odczytów fazowych określić stan jako quasi-statyczny, praktyczny proces równoważenia pozostaje taki sam, jak w przypadku dowolnego zadania równoważenia dwupłaszczyznowego.