Zrozumienie wyważania statycznego (wyważania w jednej płaszczyźnie)
Wyważanie statyczne jest najprostszą formą wyważania wirnika równoważenie. Poprawia niewyważenie statyczne — stan, w którym wirnik'Środek masy wirnika jest przesunięty względem jego osi obrotu, tworząc czysty stan niewyważenia statycznego. Ponieważ to niewyważenie ujawnia się pod wpływem samej grawitacji, korekta może być zasadniczo przeprowadzona, gdy wirnik jest w spoczynku: umieść wirnik z czystym niewyważeniem statycznym niewyważenie na powierzchni pozbawionej tarcia, takiej jak krawędź noża, i będzie się toczyć, aż niewyważenie osiądzie na dnie. Korekta dokonywana jest w pojedyncza płaszczyzna — jeden ciężarek korekcyjny umieszczony 180° naprzeciw ciężkiego punktu, aby przywrócić środek masy do środka obrotu. Ta jednopłaszczyznowa prostota jest wielką siłą metody i, jak zobaczymy, także jej definiującym ograniczeniem.
1. Niezrównoważenie statyczne a niezrównoważenie dynamiczne
Niewyważenie statyczne jest również nazywane “niewyważeniem siłowym”, ponieważ wytwarza ono siła odśrodkowa działający promieniowo na zewnątrz od środka obrotu. Co najważniejsze, nie tworzy żadnej “pary” ani ruchu kołyszącego. To odróżnia go od niewyważenie dynamiczne, który łączy w sobie siłę i niewyważenie pary i wymaga korekt w co najmniej dwóch płaszczyznach. Wirnik może być idealnie wyważony statycznie, a mimo to posiadać znaczące niewyważenie pary, które powoduje poważne wibracje, gdy się obraca — dlatego też samo wyważenie statyczne jest odpowiednie tylko dla określonej klasy wirników.
2. Kiedy równoważenie statyczne jest wystarczające?
Wyważanie statyczne jest odpowiednie tylko dla określonej klasy wirników. Jest ono zazwyczaj zarezerwowane dla komponentów, które są bardzo wąskie lub w kształcie dysku, gdzie długość osiowa jest niewielka w porównaniu do średnicy. W przypadku takich wirników niewyważenie pary jest mało prawdopodobne, więc korekta w jednej płaszczyźnie rozwiązuje problem.
Typowe przykłady, w których jednopłaszczyznowe równoważenie statyczne jest często wystarczające, obejmują:
- Ściernice
- Koła i opony samochodowe
- Pojedyncze, wąskie koła wentylatora lub dmuchawy
- Koła zamachowe
- Koła pasowe i koła linowe
W przypadku każdego wirnika o znacznej długości - twornika silnika, pompy wielostopniowej lub długiego wału - samo wyważanie statyczne jest niewystarczające i wyważanie dynamiczne W dwie płaszczyzny jest wymagane. Samo podejście jednopłaszczyznowe opisano dalej w sekcji wyważanie jednopłaszczyznowe.
3. Metody równoważenia statycznego
1. Wyważanie na ostrzu noża
Jest to klasyczna, nieobrotowa metoda. Wirnik jest umieszczany na parze równoległych, równych krawędzi noży o niskim współczynniku tarcia. Toczy się, aż jego najcięższy punkt znajdzie się na dole; tymczasowy ciężar jest następnie dodawany na górze (180° naprzeciwko), aż wirnik spocznie w dowolnej pozycji bez toczenia się. Obciążnik ten jest następnie utrwalany na stałe. Nie wymaga to zasilania ani elektroniki - tylko cierpliwości i prawdziwej, równej pary krawędzi - i pozostaje doskonałym sprawdzianem w terenie dla wąskiego dysku.
2. Wyważarka pionowa
Nowoczesne wyważanie statyczne jest często wykonywane na pionowej wyważarka. Wirnik - na przykład koło zamachowe lub opona - znajduje się na poziomej płycie wspartej na czujnikach siły. Maszyna obraca go z niską prędkością, a czujniki mierzą wielkość i kierunek siły niewyważenia, wyświetlając wymaganą korektę na ekranie. W przypadku kół i opon kalkulator ciężarków do wyważania kół Przekształca ten odczyt na rozmiary mas do przyklipowania lub samoprzylepnych.
3. Jednopłaszczyznowe wyważanie w terenie (Balanset-1A)
Wyważanie statyczne (jednopłaszczyznowe) może być również wykonywane na w pełni zmontowanej maszynie przy użyciu przenośnego systemu wyważania - istota wyważanie w terenie. Z Balanset-1A, tryb “Wyważanie w jednej płaszczyźnie (‘statyczne’)” mierzy prędkość obrotową wirnika (RPM) i wektor 1× wibracja - jego RMS wartość i faza. Na podstawie pomiarów “Run #0” i “Run #1” oprogramowanie automatycznie oblicza masa oraz kąt ustawienia masy korekcyjnej potrzebnej do zmniejszenia niewyważenia wirnika, przy użyciu współczynnik wpływu metoda.
Wyniki równoważenia są zapisywane w archiwum, a po ich zakończeniu wyświetlany jest komunikat raport równoważenia można generować, edytować i drukować we wbudowanym edytorze raportów.
Jak wykonywane jest wyważanie jednopłaszczyznowe w programie Balanset-1A?
- Zainstaluj czujniki i podłącz system. Zainstaluj czujnik wibracji w wybranym punkcie pomiarowym i podłącz go do urządzenia. Zainstaluj czujnik fazy (tachometr), zastosuj taśma odblaskowa na wirniku i podłącz urządzenie do laptopa z systemem Windows.
- Uruchom tryb wyważania pojedynczej płaszczyzny. W głównym oknie operacyjnym wybierz tryb "Jednopłaszczyznowy" i rozpocznij wyważanie. Program otworzy okno archiwum wyważania jednopłaszczyznowego.
- Utwórz rekord archiwum. Wprowadź nazwę wirnika, miejsce instalacji, tolerancje (wibracje i niewyważenie szczątkowe) oraz datę. Oprogramowanie tworzy folder archiwum, w którym zapisywane są wykresy i pliki raportów.
- Ustaw parametry równoważenia w sekcji “Ustawienia równoważenia”.
- Współczynnik wpływu: wybrać "Nowy wirnik" (dwa uruchomienia do kalibracji) lub "Zapisane współcz." (jedno uruchomienie dla tego samego typu maszyny z zapisanymi współczynnikami wpływu).
- Masa obciążnika próbnego: wybierz "Gramy" lub "Procenty". Jeśli planujesz użyć trybu "Zapisane współcz." później, wprowadź wartość ciężarek próbny masa w gramach (zważyć na wadze).
- Metoda mocowania obciążnika: wybierz “Circum” (dowolny kąt na obwodzie) lub “Fixed position” (stałe otwory/ostrza/pozycje; wprowadź liczbę pozycji).
- Promień mocowania obciążnika: wprowadź promień używany do montażu obciążników próbnych i korekcyjnych.
- Pozostaw obciążnik próbny w płaszczyźnie 1: Włącz tę opcję tylko wtedy, gdy nie możesz usunąć obciążnika próbnego podczas procesu.
- Uruchomienie #0 (uruchomienie początkowe, bez obciążnika próbnego). Doprowadź maszynę do stabilnej prędkości i uruchom “Run #0”, aby zmierzyć początkowe wibracje. Oprogramowanie rejestruje prędkość obrotową, wartość RMS i fazę składowej 1× drgań. Zakładka “Wykresy” pokazuje przebieg i widmo.
- Zainstaluj obciążnik próbny. Zatrzymaj maszynę i zainstaluj próbny obciążnik w znanym promieniu. Obciążnik próbny musi znacząco zmieniać amplitudę lub fazę drgań. Powszechnym kryterium jest “reguła 30/30”: obciążnik próbny powinien zmienić amplitudę o około 30% (mniej lub więcej) lub fazę o około 30° lub więcej. Jeśli planujesz użyć trybu “Saved coeff.” później, zainstaluj obciążnik próbny pod tym samym kątem, co znacznik odblaskowy.
- Uruchomienie #1 (zainstalowany obciążnik próbny). Uruchom ponownie urządzenie, poczekaj na ustabilizowanie się prędkości i wykonaj “Run #1”. Oprogramowanie obliczy parametry masy korekcyjnej.
- Zainstalować obciążnik korekcyjny. Zatrzymaj urządzenie, zdejmij obciążnik próbny i zainstaluj ciężarek korekcyjny. Kąt instalacji jest liczony od pozycji ciężarka próbnego w kierunku obrotu wirnika. Zamontuj obciążnik korekcyjny na tym samym promieniu co obciążnik próbny.
- RunTrim (sprawdzenie jakości balansu). Wykonaj “RunTrim”, aby zweryfikować wynik. Jeśli wibracje szczątkowe i/lub niewyważenie resztkowe spełnić tolerancję, wyważanie może zostać zakończone. Jeśli nie, oprogramowanie oblicza dodatkowy ciężar korygujący i wyważanie jest kontynuowane przez kolejne przybliżenia.
Wizualizacja wyników: wykres biegunowy i stałe pozycje
Balanset-1A może wyświetlać masę i kąt ciężarka korekcyjnego w widok współrzędnych biegunowych. Jeśli wybrana jest opcja “Stała pozycja”, program może automatycznie podzielić ciężarek korekcyjny na dwie części i wyświetlić numery pozycji, w których należy zainstalować każdą z nich - udogodnienie powielane przez Kalkulator korekcji łopatek dla wentylatorów i wirników ze stałymi punktami montażowymi.
4. Weryfikacja wyniku względem tolerancji
Wyważanie statyczne jest "zakończone" tylko wtedy, gdy drgania resztkowe i niewyważenie resztkowe mieszczą się w uzgodnionej tolerancji, w którym to miejscu krok RunTrim uzasadnia swoją wartość. Dopuszczalne niewyważenie resztkowe jest zwykle określane na podstawie normy jakości wyważenia. Klasa G w ramach nowoczesnego ISO 21940-11 (która wchłonęła starszą normę ISO 1940-1). Konwersja klasy G i prędkości serwisowej na dopuszczalną wartość w gramomilimetrach - oraz wybór rozsądnego pierwszego ciężarka próbnego - jest szybka dzięki kalkulator niewyważenia resztkowego (ISO 21940-11) i Kalkulator masy próbnej. Rejestrowanie zarówno początkowego, jak i końcowego niewyważenia resztkowego daje uczciwy pomiar skuteczności pracy i stanowi podstawę raportu z wyważania.
5. Ograniczenia
Podstawowym ograniczeniem wyważania statycznego jest jego niezdolność do wykrycia lub skorygowania niewyważenia pary. Zastosowanie wyważania statycznego do wirnika, który w rzeczywistości ma niewyważenie dynamiczne, może czasami pogorszyć sytuację - korygując składową siły, ignorując lub nawet pogarszając składową pary. Z tego powodu w przypadku większości maszyn przemysłowych wyważanie dynamiczne w dwóch płaszczyznach jest standardową i wymaganą praktyką, a wyważanie statyczne najlepiej jest zarezerwować dla wąskich wirników w kształcie tarczy, w przypadku których założenie dotyczące jednej płaszczyzny jest rzeczywiście słuszne.
