Wyjaśnienie dynamicznego wyważania (wyważania dwupłaszczyznowego)

Definicja: Czym jest dynamiczne równoważenie?

Dynamiczne równoważenie jest procedurą korygowania niewyważenia wirnika poprzez wprowadzanie korekt masy w minimalnym zakresie dwa oddzielne samoloty na całej długości. Jest to najbardziej wszechstronna forma równoważenia, ponieważ jednocześnie eliminuje oba rodzaje braku równowagi: niewyważenie statyczne (lub siłowe) oraz brak równowagi paryWirnik, który został wyważony dynamicznie, nie będzie miał tendencji do wibracji ani „kołysania się” pod wpływem ciężaru lub ruchu kołyszącego podczas obrotu.

Nierównowaga statyczna a dynamiczna: kluczowa różnica

Aby zrozumieć dynamiczne równoważenie, kluczowe jest rozróżnienie dwóch form braku równowagi:

• Niewyważenie statyczne: Jest to stan, w którym środek masy wirnika jest przesunięty względem osi obrotu. Działa on jak pojedynczy punkt ciężkości. Można to skorygować za pomocą pojedynczego ciężaru w jednej płaszczyźnie, a nawet wykryć wirnik w stanie spoczynku (statycznie).
• Brak równowagi pary: Dzieje się tak, gdy wirnik ma dwa równe punkty obciążenia na przeciwległych końcach, oddalone od siebie o 180°. Taki stan jest statycznie zrównoważony (nie przetoczy się do punktu obciążenia w stanie spoczynku), ale podczas obrotu dwa punkty obciążenia wytwarzają siłę obrotową, czyli „parę”, która powoduje chybotanie się wirnika. Niewyważenie pary można *tylko* wykryć podczas obrotu wirnika i można je *tylko* skorygować poprzez umieszczenie ciężarków w dwóch różnych płaszczyznach, aby utworzyć przeciwstawną parę.

Dynamiczna niewyważenie, najczęstszą przypadłością w rzeczywistych maszynach, jest połączenie niewyważenia statycznego i sprzężenia zwrotnego. Dlatego jego korekta wymaga regulacji w co najmniej dwóch płaszczyznach, co stanowi istotę wyważania dynamicznego.

Kiedy wymagane jest dynamiczne wyważanie?

Podczas gdy w przypadku wąskich obiektów w kształcie dysku wystarczające jest wyważanie jednopłaszczyznowe (statyczne), w przypadku większości wirników przemysłowych niezbędne jest wyważanie dynamiczne, szczególnie gdy:

• Długość wirnika jest znacząca w porównaniu do jego średnicy. Ogólna zasada mówi, że jeżeli długość jest większa niż połowa średnicy, konieczne jest wyważenie dynamiczne.
• Wirnik pracuje z dużą prędkością. Skutki braku równowagi pary stają się znacznie poważniejsze w miarę wzrostu prędkości obrotowej.
• Masa jest nierównomiernie rozłożona na całej długości wirnika. Elementy takie jak wielostopniowe wirniki pomp lub długie wirniki silników wymagają korekcji dwupłaszczyznowej.
• Wymagana jest wysoka precyzja. Aby spełnić rygorystyczne wymagania dotyczące jakości wyważenia (np. G2.5 lub wyższe), niemal zawsze konieczne jest wyważanie dynamiczne.

Przykładami wirników, które zawsze wymagają dynamicznego wyważania, są wirniki silników, wentylatory przemysłowe, turbiny, sprężarki, długie wały i wały korbowe.

Procedura wyważania dwupłaszczyznowego

Wyważanie dynamiczne wykonuje się na wyważarce lub w terenie za pomocą przenośnego analizatora drgań. Proces ten, zazwyczaj z wykorzystaniem metody współczynnika wpływu, obejmuje:

1. Początkowy bieg: Zmierz drgania początkowe (amplitudę i fazę) w obu miejscach łożysk.
2. Pierwszy przejazd próbny: Dodaj znany ciężarek próbny do pierwszej płaszczyzny korekcji (Płaszczyzna 1) i zmierz nową odpowiedź drgań w obu łożyskach.
3. Drugi przejazd próbny: Zdejmij pierwszy obciążnik próbny i dodaj nowy obciążnik próbny do drugiej płaszczyzny korekcji (płaszczyzna 2). Ponownie zmierz reakcję na drgania w obu łożyskach.
4. Obliczenie: Na podstawie tych trzech przebiegów przyrząd wyważający oblicza cztery „współczynniki wpływu”. Współczynniki te charakteryzują, jak ciężarek w płaszczyźnie 1 wpływa na drgania w obu łożyskach oraz jak ciężarek w płaszczyźnie 2 wpływa na drgania w obu łożyskach. Wykorzystując te informacje, przyrząd rozwiązuje zestaw równań, aby określić dokładny rozmiar i lokalizację ciężarków korekcyjnych potrzebnych w obu płaszczyznach do wyeliminowania początkowego niewyważenia.
5. Korekta i weryfikacja: Zdejmuje się obciążniki próbne, w obu płaszczyznach instaluje się obliczone, trwałe obciążniki korekcyjne, a następnie przeprowadza się ostateczny przebieg w celu potwierdzenia, że drgania zostały zredukowane do określonej tolerancji.

← Powrót do indeksu głównego