Zrozumienie równoważenia dwupłaszczyznowego
Definicja: Czym jest wyważanie dwupłaszczyznowe?
Wyważanie dwupłaszczyznowe jest równoważenie dynamiczne procedura, w której ciężarki korekcyjne są umieszczone w dwóch oddzielnych płaszczyznach wzdłuż długości wirnika, aby wyeliminować zarówno niewyważenie statyczne, jak i brak równowagi pary. Metoda ta jest wymagana w przypadku większości przemysłowych maszyn obrotowych, szczególnie w przypadku wirników, których długość osiowa jest porównywalna ze średnicą lub większa.
Inaczej wyważanie jednopłaszczyznowe, która dotyczy wyłącznie przesunięcia środka masy wirnika, dwupłaszczyznowe wyważanie koryguje zarówno niewyważenie sił translacyjnych, jak i moment (parę), który powoduje chwianie się lub kołysanie wirnika podczas obrotu.
Kiedy wymagane jest wyważanie dwupłaszczyznowe?
Wyważanie dwupłaszczyznowe jest konieczne w następujących sytuacjach:
1. Długie lub smukłe wirniki
Każdy wirnik o stosunku długości do średnicy większym niż około 0,5 do 1,0 wymaga wyważenia dwupłaszczyznowego. Dotyczy to:
- Armatury silników elektrycznych
- Wały pomp i sprężarek
- Wirniki wentylatorów wielostopniowych
- Wały napędowe i sprzęgła
- Wrzeciona i narzędzia obrotowe
- Wirniki turbin
2. Obecność braku równowagi pary
Jeżeli pomiary drgań wykazują znaczny ruch przesunięty w fazie pomiędzy dwoma podporami łożysk (co wskazuje na ruch kołyszący lub przechylający), brak równowagi pary występuje i musi zostać skorygowany poprzez wyważanie dwupłaszczyznowe.
3. Gdy wyważanie jednopłaszczyznowe jest niewystarczające
Jeśli próba wyważanie jednopłaszczyznowe zmniejsza drgania w jednym łożysku, ale zwiększa je w innym, jest to wyraźny sygnał, że konieczne jest wyważanie dwupłaszczyznowe.
4. Wirniki sztywne z rozłożoną masą
Nawet dla sztywne wirniki działając poniżej ich pierwszego prędkość krytyczna, Jeśli masa jest rozłożona na znaczną długość osiową, dwupłaszczyznowe wyważanie zapewnia minimalizację drgań we wszystkich miejscach łożyska.
Procedura wyważania dwupłaszczyznowego
Wyważanie dwupłaszczyznowe jest bardziej złożone niż wyważanie jednopłaszczyznowe, ponieważ korekty w jednej płaszczyźnie wpływają na drgania w obu łożyskach. Procedura wykorzystuje metoda współczynnika wpływu z wieloma ciężarki próbne:
Krok 1: Pomiar początkowy
Uruchom maszynę z prędkością wyważania i zmierz początkowe wektory drgań (amplitudę i faza) w obu położeniach łożysk. Oznacz je jako “Łożysko 1” i “Łożysko 2”. Dane te przedstawiają łączny efekt wszystkich niewyważeń występujących w wirniku.
Krok 2: Zdefiniuj płaszczyzny korekcji
Wybierz dwa płaszczyzny korekcyjne wzdłuż wirnika, gdzie można dodawać lub usuwać obciążniki. Płaszczyzny te powinny być oddalone od siebie tak daleko, jak to praktycznie możliwe i dostępne. Typowe miejsca to okolice obu końców wirnika, kołnierze sprzęgające lub piasty wentylatora.
Krok 3: Próba obciążenia w płaszczyźnie 1
Zatrzymaj maszynę i zamocuj obciążnik próbny pod znanym kątem w pierwszej płaszczyźnie korekcji. Uruchom maszynę i zmierz nowe drgania w obu łożyskach. Rejestrowana jest zmiana drgań w każdym łożysku, spowodowana przez obciążnik próbny w płaszczyźnie 1. W ten sposób wyznaczane są dwa współczynniki wpływu: wpływ płaszczyzny 1 na łożysko 1 i wpływ płaszczyzny 1 na łożysko 2.
Krok 4: Próba obciążenia w płaszczyźnie 2
Zdejmij pierwszy obciążnik próbny i zamocuj kolejny w znanym położeniu w drugiej płaszczyźnie korekcji. Uruchom ponownie maszynę i zmierz drgania w obu łożyskach. Pozwoli to na ustalenie dwóch dodatkowych współczynników wpływu: wpływu Płaszczyzny 2 na Łożysko 1 oraz wpływu Płaszczyzny 2 na Łożysko 2.
Krok 5: Oblicz wagi korekcyjne
Urządzenie wyważające ma teraz cztery współczynniki wpływu, tworzące macierz 2×2, która opisuje reakcję układu wirnika na obciążenia w każdej płaszczyźnie. matematyka wektorowa i odwrócenia macierzy, przyrząd rozwiązuje układ równań jednocześnie, aby obliczyć dokładną masę i kąt wymagane w każdej płaszczyźnie korekcji, aby zminimalizować drgania w obu łożyskach jednocześnie.
Krok 6: Zainstaluj poprawki i zweryfikuj
Zamontuj na stałe oba obliczone ciężarki korekcyjne i uruchom maszynę w celu ostatecznej weryfikacji. Najlepiej, aby drgania w obu łożyskach zostały zredukowane do akceptowalnego poziomu. W przeciwnym razie można przeprowadzić wyważenie w celu udoskonalenia korekt.
Zrozumienie macierzy współczynników wpływu
Siła wyważania dwupłaszczyznowego tkwi w macierzy współczynników wpływu. Każda płaszczyzna korekcji wpływa na drgania w obu łożyskach, a te efekty sprzężenia krzyżowego muszą być uwzględnione:
- Efekty bezpośrednie: Ciężar w płaszczyźnie 1 ma najsilniejszy wpływ na drgania w pobliskim łożysku 1, a ciężar w płaszczyźnie 2 ma najsilniejszy wpływ na pobliskie łożysko 2.
- Efekty sprzężenia krzyżowego: Jednak ciężar w Płaszczyźnie 1 ma również wpływ na Łożysko 2 (choć zwykle w mniejszym stopniu), a ciężar w Płaszczyźnie 2 ma również wpływ na Łożysko 1.
Obliczenia przyrządu równoważącego uwzględniają wszystkie cztery te efekty jednocześnie, co gwarantuje, że ciężarki korekcyjne współdziałają ze sobą, minimalizując drgania we wszystkich punktach pomiarowych.
Zalety wyważania dwupłaszczyznowego
- Całkowita korekta: Rozwiązuje problem niewyważenia statycznego i sprzęgłowego, zapewniając kompleksowe rozwiązanie w zakresie wyważania dla większości typów wirników.
- Minimalizuje wibracje we wszystkich łożyskach: W przeciwieństwie do wyważania jednopłaszczyznowego, wyważanie dwupłaszczyznowe optymalizuje redukcję drgań w całym układzie wirnika.
- Wydłuża żywotność podzespołów: Dzięki redukcji drgań w obu miejscach łożysk minimalizowane jest zużycie łożysk, uszczelnień i sprzęgieł.
- Standard branżowy: Wyważanie dwupłaszczyznowe to standardowe podejście do większości maszyn przemysłowych, wymagane przez wielu producentów sprzętu i normy branżowe.
- Nadaje się do wirników sztywnych: Skutecznie równoważy sztywne wirniki pracujących poniżej pierwszej prędkości krytycznej, co dotyczy zdecydowanej większości urządzeń przemysłowych.
Porównanie z wyważaniem jednopłaszczyznowym i wielopłaszczyznowym
- w porównaniu z jednopłaszczyznowym: Wyważanie dwupłaszczyznowe jest bardziej złożone i czasochłonne, ale zapewnia lepszą redukcję drgań dla wszystkich typów wirników, oprócz najwęższych wirników tarczowych.
- w porównaniu z wielopłaszczyznowym: Dla elastyczne wirniki Przy prędkościach powyżej prędkości krytycznych mogą być wymagane trzy lub więcej płaszczyzn korekcji. Jednak w przypadku zdecydowanej większości maszyn przemysłowych wyważanie dwupłaszczyznowe jest wystarczające.
Typowe wyzwania i rozwiązania
1. Niedostępne płaszczyzny korekcyjne
Wyzwanie: Czasami idealne położenie płaszczyzny korekcji nie jest dostępne w zmontowanej maszynie.
Rozwiązanie: Wykorzystaj dostępne miejsca, takie jak piasty sprzęgające, łopatki wentylatora lub kołnierze zewnętrzne. Nowoczesne przyrządy pozwalają matematycznie uwzględnić odstępy między płaszczyznami, które nie są optymalne.
2. Niewystarczająca reakcja na masę próbną
Wyzwanie: Jeśli ciężar próbny powoduje niewielką zmianę drgań, współczynniki wpływu będą niedokładne.
Rozwiązanie: Użyj większego ciężarka próbnego lub umieść go w większym promieniu, aby zwiększyć jego skuteczność.
3. Zachowanie układu nieliniowego
Wyzwanie: Niektóre wirniki (szczególnie te z luźnymi elementami, miękką stopą lub pracujące w pobliżu rezonansu) nie reagują liniowo na ciężarki korekcyjne.
Rozwiązanie: W pierwszej kolejności należy zająć się problemami mechanicznymi (dokręcić śruby, skorygować „miękką stopę”), a jeśli to możliwe, należy wyważać pojazd z dala od krytycznych prędkości.
Zastosowania wyważania polowego
Wyważanie dwupłaszczyznowe jest standardową metodą równoważenie pola maszyn przemysłowych. Dzięki przenośnym analizatorom drgań i przyrządom do wyważania, technicy mogą przeprowadzać wyważanie w dwóch płaszczyznach bezpośrednio na miejscu, bez konieczności demontażu lub transportu wirnika do warsztatu wyważającego. Takie podejście oszczędza czas, obniża koszty i zapewnia wyważenie wirnika w rzeczywistych warunkach pracy, uwzględniając takie czynniki jak sztywność łożysk, elastyczność fundamentów i obciążenia procesowe.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 