Kalkulator wyważenia wirnika kruszarki

Kluczowe formuły

Gdzie G to stopień wyważenia (mm/s), ω = 2π×n/60 (rad/s), M to masa wirnika (kg), e_per to dopuszczalne niewyważenie właściwe, U_per to dopuszczalne niewyważenie resztkowe, a F to wypadkowa siła odśrodkowa.

Wybór klasy wyważenia dla kruszarek

Typ kruszarki	Typowa klasa	Typowe obroty na minutę
Udar wału poziomego (HSI)	G16 – G40	500–800
Udar wału pionowego (VSI)	G6.3 – G16	1000–2000
Młyn młotkowy	G16 – G40	1000–1800
Kruszarka szczękowa (koło zamachowe)	G16	200–400
Kruszarka stożkowa	G6.3 – G16	300–600

Tolerancja masy na element

Podczas wymiany młotków lub listew udarowych, zmienność masy poszczególnych elementów bezpośrednio wpływa na niewyważenie wirnika. Każdy element jest umieszczony w określonym promieniu od osi obrotu. Tolerancja masy poszczególnych elementów powinna wynosić:

Gdzie r_element jest promieniem środka ciężkości elementu i N_elementów jest liczbą elementów.

Wpływ na żywotność łożysk

Siła niewyważenia działa jak dodatkowe, promieniowe obciążenie obrotowe łożysk. Podstawowy okres trwałości łożyska (L10) jest bardzo wrażliwy na przyłożone obciążenie:

• Łożyska kulkowe: L10 ∝ (C/P)³
• Łożyska wałeczkowe: L10 ∝ (C/P)^(10/3)

Nawet umiarkowane siły niewyważenia mogą znacząco skrócić żywotność łożysk, jeżeli połączy się je z już dużymi obciążeniami procesowymi w kruszarkach.

Praktyczna procedura wyważania kruszarek

• Krok 1: Zważ wszystkie młotki/listwy udarowe osobno i zapisz masę
• Krok 2: Posortuj elementy według masy i dobierz je w pary o możliwie zbliżonej masie (najcięższy z kolejnym najcięższym itd.)
• Krok 3: Zamontuj dwa elementy każdej dobranej pary na wirniku w położeniach diametralnie przeciwnych (180°), aby masy w przeciwnych położeniach wzajemnie się znosiły
• Krok 4: Sprawdź, czy całkowita różnica mas pomiędzy przeciwległymi pozycjami mieści się w granicach tolerancji dla każdego elementu
• Krok 5: Po montażu uruchom kruszarkę i zmierz drgania na obu łożyskach
• Krok 6: Jeżeli drgania przekraczają dopuszczalne wartości, należy wykonać wyważanie jednopłaszczyznowe w warunkach pracy

Siła odśrodkowa i żywotność łożyska

Siła odśrodkowa wynikająca z niewyważenia dodaje do łożysk obciążenie promieniowe podczas obrotu. Zależność trwałości łożyska L10 wynosi:

• Łożyska kulkowe: L10 = (C/P)³ × 10⁶ / (60 × n)
• Łożyska wałeczkowe: L10 = (C/P)^(10/3) × 10⁶ / (60 × n)

Gdzie C to nośność dynamiczna, P to równoważne obciążenie dynamiczne (wliczając siłę niewyważenia), a n to liczba obrotów na minutę. Nawet niewielka siła niewyważenia może znacznie skrócić żywotność, jeśli dodamy do niej i tak już wysokie obciążenia procesowe kruszarek.

Limity drgań dla kruszarek

Ze względu na naturalną charakterystykę udarową kruszarek, dopuszczalne poziomy drgań są wyższe niż w przypadku maszyn pracujących płynnie:

• Dobry: < 10 mm/s prędkość RMS na obudowach łożysk
• Do przyjęcia: 10–18 mm/s — typowy dla pracujących kruszarek
• Alarm: 18–28 mm/s — zbadaj, sprawdź elementy eksploatacyjne
• Niebezpieczeństwo: > 28 mm/s — wyłącz i sprawdź

Fundamenty i rozważania konstrukcyjne

Fundamenty kruszarki muszą być zaprojektowane tak, aby absorbować siły uderzenia. Masa fundamentu powinna być 3–5 razy większa od masy kruszarki, aby zapewnić odpowiednią izolację drgań. Kluczowe kontrole:

• Śruby kotwiące: Sprawdź moment dokręcania przy każdym większym przeglądzie konserwacyjnym
• Mocowania izolacyjne: Sprawdź izolatory gumowe pod kątem zużycia i prawidłowego ugięcia
• Stan betonu: Sprawdź, czy nie ma pęknięć, zwłaszcza wokół kieszeni na śruby kotwiące
• Integralność zaprawy: Sprawdź, czy nie ma pustych przestrzeni między płytą bazową a fundamentem

Typy kruszarek i rozważania dotyczące równoważenia

• Kruszarka udarowa z poziomym wałem (HSI): Listwy udarowe to główny element podlegający zużyciu. Wymieniaj je w komplecie i waż pojedynczo. Wirnik jest zazwyczaj wyważany do G16.
• Kruszarka udarowa z pionowym wałem (VSI): Wyższe prędkości wymagają lepszego wyważenia (G6.3–G16). Stół ścierny i pierścień kowadła pośrednio wpływają na wyważenie.
• Młyn młotkowy: Wiele młotków na sworzniach obrotowych. Młotki odwracalne muszą być obracane parami. G16–G40 w zależności od prędkości.
• Kruszarka szczękowa: Wyważenie koła zamachowego jest kluczowe. Niewyważenie wału mimośrodowego jest nieodłączną cechą konstrukcyjną, ale musi mieścić się w granicach tolerancji.
• Kruszarka stożkowa: Zużycie płaszcza i misy wpływa na wyważenie. Podczas większych remontów sprawdza się wyważenie głowicy.