Zrozumienie płaszczyzny korekcyjnej
A płaszczyzna korekcyjna — zwana również płaszczyzną korekcji — jest dowolną płaszczyzną prostopadłą do wirnik oś wału, gdzie równoważenie można dokonać korekcji. Mówiąc prosto, jest to miejsce wzdłuż wirnika, w którym można dodać masę (przez spawanie, przykręcanie lub klejenie epoksydowe) lub ją usunąć (przez wiercenie, szlifowanie lub frezowanie) w celu zniwelowania niewyważenie stan. Wybór właściwych płaszczyzn korekcji jest jedną z pierwszych i najbardziej decydujących decyzji w każdym procesie wyważania, ponieważ każda ciężarek korekcyjny korekta zalecana przez analizator może zostać wykonana wyłącznie tam, gdzie istnieje dostępna płaszczyzna korekcji.
1. Definicja: Czym jest płaszczyzna korekcyjna?
Płaszczyzna korekcji jest roboczą powierzchnią procesu wyważania. Niewyważenie rozkłada się gdzieś w masie wirnika, ale korekt nie można wprowadzać “w powietrzu” wzdłuż osi — muszą one być naniesione na rzeczywistą, dostępną powierzchnię czołową elementu. Płaszczyzna określa osiowe położenie tej powierzchni; położenie kątowe wokół niej wyznacza faza pomiar wskazując, gdzie znajduje się ciężkie (lub lekkie) miejsce.
Dwa wymagania są bezwzględnie obowiązujące. Płaszczyzna musi być fizycznie dostępny tak aby wiertło, szlifierka lub spawarka mogły do niej dosięgnąć, oraz musi być strong enough zdolna do utrzymania ciężarka korekcyjnego przez cały okres eksploatacji wirnika. Ciężarek, który poluzuje się podczas pracy, staje się nowym — i niebezpiecznym — źródłem niewyważenia.
2. Ile płaszczyzn korekcji jest potrzebnych?
Liczba wymaganych płaszczyzn jest podyktowana rodzajem obecnego niewyważenia oraz tym, czy wirnik zachowuje się jak ciało sztywne, czy giętkie przy prędkości roboczej.
a) Wyważanie jednopłaszczyznowe
Jedna płaszczyzna korekcji wystarcza wyłącznie w przypadku czystego niewyważenie statyczne, gdzie ciężkie miejsce można traktować jako skupione w środku wąskiego, tarczowego wirnika. Korekcja polega na umieszczeniu pojedynczej masy w miejscu odległym o 180° od zmierzonego ciężkiego miejsca. Wyważanie jednopłaszczyznowe jest typowe dla ściernic, kół pasowych z jednym rowkiem i wąskich wentylatorów.
b) Wyważanie dwupłaszczyznowe
Do korekcji wymagane są dwie płaszczyzny niewyważenie dynamiczne — najczęstszy stan w wirnikach przemysłowych, będący kombinacją niewyważenia statycznego i niewyważenie pary. Procedura oblicza osobną masę i kąt dla każdej każdej płaszczyzny, a obie korekty działają łącznie, eliminując zarówno statyczne “drgania”, jak i momentowe “kiwanie.” Wyważanie dwupłaszczyznowe dotyczy większości wirników silników elektrycznych, wirników pomp, wielorowkowych kół pasowych i wałów napędowych.
c) Wyważanie wielopłaszczyznowe
Więcej niż dwie płaszczyzny są wymagane w przypadku elastyczne wirniki, które uginają się przy prędkości roboczej, przez co korekcja wykonana w jednym miejscu może zaburzyć wyważenie w innym. Dodatkowe płaszczyzny równoważą postacie drgań giętnych wirnika w pobliżu jego prędkości roboczej. Wyważanie wielopłaszczyznowe — stosowane w wysokoobrotowych turbinach gazowych, długich wałach maszyn papierniczych i wielostopniowych sprężarkach — jest zadaniem specjalistycznym, wymagającym zazwyczaj modelowania modalnego i kilku przebiegów przy wysokiej prędkości.
3. Praktyczny dobór płaszczyzn korekcyjnych
Przygotowując zlecenie, operator rozważa kilka praktycznych czynników, zanim zdecyduje się na parę płaszczyzn korekcji:
- Dostępność: Czy wiertarka, spawarka lub element mocujący rzeczywiście dotrą do danego miejsca, gdy maszyna jest w stanie zastanym?
- Wytrzymałość materiału: Czy metal jest wystarczająco gruby i nieuszkodzony, by go wiercić lub mocować do niego spawane ciężarki? Nigdy nie stosuje się cienkich łopatek wentylatora — korzysta się z grubszej piasty lub tylnej tarczy.
- Separacja płaszczyzn korekcji: W przypadku wyważania w dwóch płaszczyznach, maksymalizacja odległości osiowej między płaszczyznami zapewnia większą dźwignię przeciwko niewyważenie pary, co zazwyczaj pozwala uzyskać mniejsze i dokładniejsze masy korekcyjne.
- Integralność komponentów: Zastosowana metoda korekcji nie może nigdy naruszać wytrzymałości konstrukcyjnej ani trwałości zmęczeniowej wirnika.
4. Płaszczyzny korekcji przy wyważaniu w miejscu eksploatacji
W przypadku zmontowanej maszyny pracującej we własnych łożyskach płaszczyzny korekcji to dwie dostępne powierzchnie, do których inżynier może dotrzeć bez demontażu — najczęściej są to czoła piasty wentylatora lub widoczne powierzchnie obudowy wirnika. Przenośny, dwukanałowy przyrząd, taki jak Balanset-1A mierzy amplitudę i fazę składowej 1× na każdym łożysku, oblicza współczynniki wpływu z ciężarek próbny przebieg, a następnie wyznacza wymaganą masę i kąt dla każdej wybranej płaszczyzny. Ponieważ płaszczyzny są wyznaczone przez fizyczne możliwości maszyny, precyzyjne ich zdefiniowanie przed pierwszym przebiegiem pomiarowym — wraz z zapisaniem odniesienia kątowego — sprawia, że wynikająca z tego korekcja jest powtarzalna, a zweryfikowane niewyważenie resztkowe meaningful.
5. Podział korekcji między stałe pozycje kątowe
Czasami idealny kąt korekcji wypada tam, gdzie nie ma materiału — na przykład między dwiema łopatkami wentylatora. W takim przypadku pojedynczą wymaganą masę rozkłada się na dwa składniki w najbliższych dostępnych stałych pozycjach kątowych w tej samej płaszczyźnie korekcji, technika znana jako podział korekcji. Dwie częściowe masy dają wektorowo ten sam efekt co jedna masa w niedostępnym kącie. Nie jest to to samo co wyważanie dwupłaszczyznowe: wyważanie dwupłaszczyznowe rozdziela korekcje między dwie osiowy płaszczyzny w celu usunięcia niewyważenia statycznego i momentowego, podczas gdy podział korekcji jest rozkładem wektorowym jednej korekcji w jednej płaszczyźnie, gdy wymagany kąt jest niedostępny. W obu przypadkach geometria płaszczyzn ma takie samo znaczenie jak liczby: dobrze dobrana para dostępnych, odpowiednio oddalonych płaszczyzn utrzymuje korekty na małym poziomie, zapewnia ich pewne zamocowanie i ułatwia weryfikację względem ISO 21940-11 klasa wyważenia.
