1. Wprowadzenie

Wirniki maszyn rolniczych (bębny młócące kombajnów, rozdrabniaczy słomy, kosiarek rotacyjnych itp.) obracają się z dużą prędkością i przenoszą znaczną masę. Nawet niewielkie niewyważenie takich wirników może powodować silne wibracje, wpływające na pracę całej maszyny. Wyważanie wirników jest kluczową częścią serwisowania kombajnów i kosiarek, która decyduje o niezawodności i wydajności sprzętu. Jednak w praktyce aspekt ten często otrzymuje niewystarczającą uwagę. W rezultacie niewyważone jednostki prowadzą do przyspieszonego zużycia części, nieoczekiwanych awarii w szczycie sezonu, a nawet stanowią zagrożenie dla bezpieczeństwa. W tym materiale szczegółowo zbadano, dlaczego wyważanie wirników jest tak konieczne, które jednostki tego wymagają, jakie istnieją metody wyważania i w jaki sposób nowoczesne urządzenie Balanset-1A pomaga rozwiązywać problemy z wibracjami. Prawdziwe przykłady i kalkulacje ekonomiczne pokażą rolnikom i kierownikom gospodarstw, że prawidłowe wyważanie nie jest wydatkiem, ale inwestycją w nieprzerwaną pracę i długą żywotność sprzętu.

2. Czym jest nierównowaga i jakie są jej konsekwencje

Nierównowaga wirnika to nierównomierny rozkład masy względem osi obrotu. Innymi słowy, wirnik ma „ciężką” stronę lub sekcję, która powoduje drgania podczas obracania. Wyróżnia się dwa główne typy nierównowagi: statyczną i dynamiczną.

Nierównowaga statyczna występuje, gdy środek ciężkości wirnika nie pokrywa się z osią obrotu. Na przykład, jeśli wirnik jest swobodnie zawieszony lub zamontowany na poziomych pryzmatach, będzie się obracał z ciężką częścią skierowaną w dół. Aby wyeliminować taką nierównowagę, wystarczy dodać lub usunąć ciężar w jednej płaszczyźnie, aż środek ciężkości zrówna się z osią obrotu.

Nierównowaga dynamiczna jest bardziej złożona: występuje, gdy ciężkie sekcje znajdują się na różnych końcach wirnika. W statyce taki wirnik może wyglądać na zrównoważony (ciężkie punkty na przeciwległych końcach wydają się kompensować się wzajemnie), ale gdy jest obracany, siły odśrodkowe z tych sekcji działają w różnych płaszczyznach, powodując wibracje. Nierównowagi dynamicznej nie można wyeliminować, dodając ciężar w jednym punkcie – wymagane jest zrównoważenie w dwóch płaszczyznach (na każdym końcu wirnika).

Konsekwencje braku równowagi pojawiają się szybko i negatywnie wpływają na sprzęt. Silne drgania z niewyważonego wirnika prowadzą do zwiększonych obciążeń dynamicznych łożysk i mocowań, powodując ich przedwczesne uszkodzenie. Urządzenia, które powinny wytrzymać lata, zużywają się w ciągu kilku miesięcy – na przykład łożyska muszą być wymieniane co 2-3 miesiące.

Niewyważone części obrotowe powodują również zmęczenie metalu w ramie i mocowaniach: pojawiają się pęknięcia, śruby się luzują, a mocowania odkształcają. Nagromadzenie takich ukrytych uszkodzeń może doprowadzić do nagłej poważnej awarii – na przykład zniszczenia obudowy urządzenia lub oderwania się części obrotowej.

Ponadto wibracje zmniejszają wydajność i efektywność maszyny. Część energii jest marnowana na oscylacje, a nie na użyteczną pracę. Szacuje się, że sprzęt może stracić do 30% wydajności, jeśli jego mechanizmy nie są wyważone. Kombajn z wibrującym bębnem młóci i czyści ziarno gorzej, a straty w plonach mogą się zwiększyć. Dla operatora silne wibracje oznaczają zmniejszony komfort i zmęczenie; kabina jest głośna, a małe części grzechoczą.

W niektórych przypadkach brak równowagi staje się również problemem bezpieczeństwa: rozkręcony ciężki fragment (np. nóż siekacza słomy, gdy pęka łącznik) stwarza zagrożenie, a nadmierne drgania mogą utrudniać sterowanie maszyną. Dlatego brak równowagi to nie tylko niewielkie drgania, ale poważny problem prowadzący do zwiększonego zużycia, wypadków, obniżonej wydajności i zagrożeń dla ludzi.

3. Które jednostki obrotowe kombajnów i kosiarek wymagają wyważenia

Prawie wszystkie jednostki obrotowe w kombajnach i kosiarkach obrotowych, mające znaczną masę lub prędkość obrotową, wymagają wyważenia. Rozważmy najbardziej krytyczne jednostki:

Bęben młócący kombajnu

To główny wirnik w klasycznym kombajnie zbożowym, odpowiedzialny za młócenie ziarna. Bęben ma zwykle dużą średnicę, waży setki kilogramów i obraca się z dużą prędkością (np. 500–1000 obr./min). Producenci wyważają bęben w fabryce, ale z czasem równowaga może zostać zaburzona z powodu zużycia bijaków, przylegania brudu, wymiany części po naprawie itp. Niewyważony bęben młócący powoduje drgania przenoszone na cały korpus kombajnu, przyspieszając zużycie łożysk i ramy. Szczególnie narażone są klepisko, bijaki bębna i paski napędowe. Regularne dynamiczne wyważanie bębna jest konieczne dla płynnej pracy i długiej żywotności kombajnu (należy zauważyć, że po każdej pracy z bębnem – wymianie bijaków, naprawie wału – wymagane jest ponowne wyważenie).

Systemy bijaków i wirników młócących

W kombajnach, oprócz głównego bębna, występują inne obrotowe jednostki urządzenia młócącego-separatora. W klasycznych kombajnach, za bębnem znajduje się bijak (bęben wyrzucający), który przyspiesza przepływ masy do wytrząsacza słomy – obraca się on również z dużą prędkością i powoduje wibracje, gdy jest niezrównoważony. W kombajnach obrotowych, zamiast bębna, używany jest długi wirnik główny (wirnik osiowy), wykonujący zarówno młócenie, jak i separację. Taki wirnik jest zasadniczo długą śrubą/bębnem, który wymaga krytycznego dynamicznego wyważenia. Każda z tych jednostek (bęben, bijak, wirnik) musi być starannie wyważona, w przeciwnym razie wibracje zmniejszą wydajność młócenia i mogą wyłączyć kosztowne komponenty (wytrząsacze słomy, sita, łożyska itp.).

Siekacz do słomy

Ta jednostka jest zainstalowana na wyjściu z kombajnu i służy do rozdrabniania i rozrzucania słomy. Wirnik rozdrabniacza słomy jest zwykle cylindrycznym wałem z obrotowymi nożami lub młotami. Obraca się bardzo szybko (często 2500–4000 obr./min), aby drobno rozdrabniać słomę. Niewyważenie rozdrabniacza jest jedną z częstych przyczyn drgań w kombajnie, ponieważ noże mogą z czasem stępić się, mieć różną wagę (np. jeśli niektóre są nowe, a inne zużyte), a czasami noże nawet się łamią, co prowadzi do poważnego przekoszenia masy. Ponadto obudowa rozdrabniacza jest stosunkowo cienka i może się odkształcać. Niewyważony rozdrabniacz słomy powoduje zauważalne drżenie tylnej części kombajnu; prowadzi to do pękania mocowań, zniszczenia łożysk, a nawet pęknięcia samej obudowy rozdrabniacza. Rozdrabniacz słomy należy wyważać podczas każdej głównej konserwacji noży. Osobliwością tej jednostki jest to, że ze względu na elastyczność konstrukcyjną (cienka obudowa) należy zwrócić uwagę na brak pęknięć i niezawodne mocowanie wszystkich części podczas wyważania.

Kosiarki rotacyjne i rozdrabniacze

Kategoria kosiarek rotacyjnych obejmuje maszyny rolnicze do koszenia trawy lub rozdrabniania resztek roślinnych, w których obracają się narzędzia tnące. Obejmuje to kosiarki bębnowe i dyskowe do siana, mulczery rotacyjne, kosiarki rozdrabniające (na jednostkach zamontowanych lub holowanych). Każda kosiarka, w której występuje szybko obracający się bęben/wał z nożami, jest podatna na problemy z niewyważeniem. Na przykład rozdrabniacz trawy lub mulczer z masywnym wałem i wieloma obrotowymi nożami (jak rozdrabniacz słomy kombajnu). Podczas wymiany noży lub napotkania ciał obcych wirnik ten łatwo traci równowagę. W rezultacie kosiarka zaczyna wibrować, co jest niebezpieczne dla wału odbioru mocy ciągnika i samej ramy agregatu – w obudowie pojawiają się pęknięcia, a łożyska podporowe ulegają awarii. Wyważenie wirnika kosiarki jest równie ważne, jak wyważenie wirnika kombajnu. Warto zauważyć, że próby wyważenia długiego wału kosiarki „na oko” (statycznie) są zwykle nieskuteczne – wymagane jest wyważenie dynamiczne (patrz sekcja Metody wyważania poniżej). Regularne przeglądy i wyważanie rozdrabniaczy i kosiarek zapobiegają łamaniu się noży, redukują wibracje, dzięki czemu praca ciągnika staje się płynniejsza, a żywotność całego urządzenia zostaje wydłużona.

Inne jednostki

Inne jednostki obrotowe, w których wyważenie poprawia wydajność, obejmują na przykład wentylatory i wirówki w sprzęcie. Kombajn ma wentylator czyszczący ziarno obracający się z dużą prędkością – przyleganie pyłu lub wygięte łopatki powodują niewyważenie, zmniejszając wydajność czyszczenia i niszcząc łożyska wentylatora. Ponadto rozrzutniki plew i słomy (tarczowe lub łopatkowe, zamontowane za rozdrabniaczem) powinny być wyważone – zwykle jest to para tarcz z łopatkami, ich niewyważenie powoduje drgania korpusu kombajnu. W sprzęcie do przetwarzania ziarna – ślimakach, bębnach kruszarek, wirnikach wirówek – wyważenie jest również obowiązkowe, chociaż wykracza poza zakres rozważanego tematu. Główna zasada: każda masywna część obracająca się z dużą prędkością powinna być wyważona. Dotyczy to zarówno nowych części (wyważanie fabryczne), jak i zwłaszcza jednostek po naprawie lub długiej eksploatacji. Ignorowanie wyważenia takiej jednostki prędzej czy później prowadzi do problemów opisanych powyżej.

4. Metody wyważania wirnika

Istnieje kilka podejść do wyważania wirnika, różniących się warunkami wykonania, dokładnością i wymaganym sprzętem. Rozważmy główne metody, ich zalety i wady:

Wyważanie fabryczne

Prawie wszyscy producenci kombajnów i kosiarek wyważają kluczowe jednostki obrotowe w fabryce. Stosowane są specjalistyczne maszyny wyważające, w których montowany jest bęben lub wirnik, a przy pomocy czułych czujników i ciężarków testowych określa się niewyważenie. Następnie do wirnika dodawane są ciężarki wyważające (np. przykręcane są płyty, spawane są podkładki lub wiercone są małe otwory w ciężkich miejscach w celu odciążenia). Wyważanie fabryczne zapewnia, że nowe części spełniają rygorystyczne tolerancje drgań. Zalety: wysoka dokładność, wykorzystanie sprzętu stacjonarnego i kontrola jakości. Wady: niewyważenie może się powtórzyć w trakcie eksploatacji (np. z powodu zużycia lub naprawy), a w terenie nie ma możliwości, aby maszyna fabryczna działała.

Wyważanie statyczne (na miejscu, bez sprzętu)

To najprostsza metoda, często stosowana przez rolników „w staromodny sposób”. Wirnik jest demontowany i umieszczany na pryzmatach lub zawieszany na osi, co pozwala mu na swobodne obracanie się pod wpływem grawitacji. Ciężka strona obraca się w dół, po czym ciężar jest dodawany do przeciwległej strony (lub usuwany z ciężkiej strony, jeśli to możliwe). Powtarza się to, aż wirnik pozostanie w dowolnej pozycji bez spontanicznego obrotu – znak, że środek ciężkości pokrywa się z osią obrotu.

Wyważanie statyczne pozwala na wyważenie tarcz lub krótkich bębnów, w których niewyważenie koncentruje się głównie w jednej płaszczyźnie. Zalety metody: prostota, brak konieczności stosowania drogich urządzeń – wystarczy prowizoryczny stojak. Wady: nie eliminuje nierównowagi dynamicznej (momentu). W przypadku długich wirników (długość znacznie większa od średnicy) wyważanie statyczne jest niewystarczające. Na przykład wał kosiarki rotacyjnej może mieć dwie ciężkie sekcje na przeciwległych końcach; statycznie kompensują się one wzajemnie, a wirnik wydaje się wyważony na pryzmatach, ale przy prędkości roboczej wystąpią silne drgania. Tak więc wyważanie statyczne można stosować tylko do stosunkowo małych i wąskich części (koła pasowe, koła zamachowe), a w przypadku długich wirników maszyn rolniczych jest ono nieskuteczne.

Dynamiczne wyważanie na maszynie

Metoda ta polega na wyważaniu wirnika w specjalistycznych warsztatach lub centrach serwisowych, w których znajduje się maszyna wyważająca. Wirnik (np. bęben kombajnu) jest wyjmowany z maszyny i instalowany w maszynie, gdzie jest obracany do określonej prędkości. Czujniki maszyny mierzą drgania i fazę niewyważenia, umożliwiając określenie, ile masy i gdzie dodać (lub usunąć) w celu kompensacji. Wyważanie dynamiczne przeprowadza się w co najmniej dwóch płaszczyznach korekcyjnych (na końcach wirnika) – eliminuje to zarówno niewyważenie statyczne, jak i dynamiczne (moment).

Często stosowana jest metoda próbnego ciężaru: najpierw znany ciężarek jest mocowany w pozycjach testowych, mierzona jest zmiana wibracji, a na podstawie tych zmian program oblicza wymagane masy korekcyjne. Następnie ciężarki są mocowane na wirniku (np. za pomocą śrub lub spawania) w określonych miejscach, a wibracje są ponownie sprawdzane. Zalety: wysoka dokładność dynamicznego wyważania – minimalne drgania resztkowe można osiągnąć zgodnie z normami (GOST, ISO itp.). Specjaliści często diagnozują również stan wirnika jednocześnie – identyfikując bicie wału, krzywiznę, pęknięcia – i mogą natychmiast zająć się tymi problemami przed wyważaniem. Wady: konieczność całkowitego rozmontowania wirnika i dostarczenia go do warsztatu, co nie zawsze jest możliwe w krótkim czasie. W szczytowym okresie zbiorów wyjęcie bębna młócącego lub wału mulczera może być pracochłonne i spowodować przestoje sprzętu na kilka dni. Ponadto wymagana jest obecność w pobliżu serwisu z wyważarką dostosowaną do wymiarów i wagi wirnika.

Wyważanie in situ

Jest to nowoczesne i bardzo wygodne podejście, w którym wirnik jest wyważany bezpośrednio na maszynie bez całkowitego demontażu. Jest ono realizowane przy użyciu przenośnych urządzeń do dynamicznego wyważania. Takie urządzenia (np. Balanset-1A, szczegółowo opisane w następnej sekcji) obejmują czujniki drgań i tachometr, które są przymocowane do obudowy łożyska wirnika, a także jednostkę elektroniczną z komputerem do analizy drgań.

Procedura jest podobna do wyważania w maszynie: wirnik jest obracany przez standardowy napęd maszyny (np. z silnika kombajnu lub WOM ciągnika, jeśli jest to kosiarka), urządzenie mierzy amplitudę i fazę drgań, a następnie za pomocą ciężarków próbnych obliczana jest niewyważenie i wskazywane są lokalizacje ciężarków korygujących. Wyważanie „na miejscu” pozwala dokładnie wyeliminować niewyważenie występujące w rzeczywistych warunkach montażu – wszystko jest brane pod uwagę, w tym złącza sprzęgające, noże, śruby, które również wpływają na wyważenie. Zalety metody: minimalny demontaż, oszczędność czasu – często urządzenie wyważające pozwala na wyważenie np. rozdrabniacza słomy w godzinę lub dwie bezpośrednio na farmie, podczas gdy przewiezienie go do fabryki zajęłoby dni. Duże wirniki, które są trudne do rozmontowania i transportu, można wyważyć. Metoda jest przystępna – wystarczy mieć samo urządzenie lub zaprosić z nim specjalistę. Wady: wymagana jest ostrożność i środki ostrożności (wirniki są wyważane na miejscu, obszar roboczy musi być ogrodzony). Dokładność w pewnym stopniu zależy od kwalifikacji operatora, chociaż nowoczesne urządzenia są dość proste w obsłudze. Ogólnie rzecz biorąc, dynamiczne wyważanie w swoich własnych łożyskach jest dziś uznawane za optymalne rozwiązanie dla dużych maszyn rolniczych – zapewnia wyważanie praktycznie jakości fabrycznej bez przedłużających się przestojów sprzętu.

Porównanie metod

Podsumowując, wyważanie statyczne nadaje się tylko do najprostszych przypadków z wąskimi wirnikami i nie rozwiązuje problemu drgań nawet umiarkowanie szerokich wirników. Wyważanie dynamiczne jest jedynym niezawodnym sposobem na wyeliminowanie wszystkich rodzajów niewyważenia wirników szybkoobrotowych. Wyważanie w warunkach warsztatu serwisowego zapewnia wysoką dokładność, ale wiąże się z przestojem i logistyką. Przenośne wyważanie na miejscu pozwala na szybki powrót sprzętu do eksploatacji i jest wystarczająco dokładne do większości zadań. Najlepszym podejściem dla gospodarstwa jest regularne wyważanie zapobiegawcze: sprawdź i wyważ wirniki, zanim drgania doprowadzą do awarii. Na przykład po wymianie noży w rozdrabniaczu lub naprawie bębna warto natychmiast wyważyć go dynamicznie, nie czekając na pojawienie się silnego bicia. Następnie przyjrzymy się bliżej technologii wyważania na miejscu przy użyciu nowoczesnego urządzenia Balanset-1A.

5. Wyważanie przy użyciu urządzenia Balanset-1A

Balanset-1A to przenośny wibrometr-wyważarka specjalnie zaprojektowany do dynamicznego wyważania wirników bezpośrednio w miejscu ich pracy. Urządzenie umożliwia wyważanie w jednej płaszczyźnie (statyczne), jak również w dwóch płaszczyznach (pełna dynamika) dla szerokiej gamy typów urządzeń. Składa się z zestawu czujników i modułu elektronicznego podłączonego do laptopa: zestaw zawiera dwa czujniki drgań (akcelerometry) do pomiaru drgań wirnika, czujnik tachometru optycznego do odczytu obrotów i położenia kątowego, blok interfejsu (analizator drgań) i oprogramowanie. Cały zestaw waży kilka kilogramów i jest umieszczony w małej walizce, co ułatwia transport bezpośrednio z gospodarstwa do gospodarstwa. Nawet inżynier bez głębokiej wiedzy z zakresu diagnostyki drgań może używać Balanset-1A: urządzenie i oprogramowanie automatyzują proces pomiaru i obliczeń, zapewniając użytkownikowi jasne wskazówki. Główną filozofią takiego urządzenia jest to, że wyważanie wirników powinno być możliwe do wykonania na miejscu przez personel gospodarstwa bez długiego szkolenia i nadmiernych kosztów.

Proces wyważania przy użyciu Balanset-1A przebiega następująco. Najpierw przygotowuje się wirnik: bezpieczeństwo jest najważniejsze – wirnik oczyszcza się z brudu i słomy, sprawdza się, czy wszystkie noże lub młotki są nienaruszone i obracają się swobodnie (szczególnie w rozdrabniaczu słomy, gdzie zablokowany nóż może okresowo powodować niewyważenie), a wszelkie obce elementy mocujące są usuwane (na przykład rozsiewacze, jeśli przeszkadzają). Następnie czujniki drgań są instalowane na obudowie w pobliżu podpór wirnika – zwykle prostopadle do osi obrotu, na każdym końcu obudowy, gdzie znajdują się łożyska. Do wirnika jest przymocowany mały odblaskowy znak (np. na kole pasowym), a naprzeciwko niego na statywie magnetycznym umieszcza się czujnik optyczny (tachometr). Wszystkie czujniki są podłączone do bloku Balanset-1A, który jest następnie podłączony do laptopa z programem wyważającym. Następnie operator ustawia parametry w programie: wybiera tryb wyważania (zwykle dwupłaszczyznowy dla długich wirników) i wprowadza charakterystykę ciężaru próbnego (jego masę i promień instalacji). Teraz można uruchomić wirnik – albo uruchamiając silnik kombajnu przy wymaganej prędkości młocarni, albo włączając WOM ciągnika dla kosiarki, albo używając silnika elektrycznego, jeśli wirnik jest wyjęty i zamontowany na nieruchomych podporach. Podczas pierwszego uruchomienia urządzenie mierzy początkowy poziom drgań: amplitudę (w mm/s) i fazę niewyważenia przy każdym czujniku. Wartości te są zapisywane jako linia bazowa.

Następnym krokiem jest instalacja ciężarków próbnych. Po zatrzymaniu obrotów wirnika operator mocuje wstępnie przygotowany mały ciężar (np. metalową płytkę lub kilka podkładek) na wirniku w pierwszej płaszczyźnie – bliżej jednego końca wirnika, gdzie zainstalowany jest czujnik numer 1. Następnie wirnik jest ponownie obracany do prędkości roboczej, a urządzenie rejestruje nowe parametry drgań. Jeśli zmiana amplitudy i fazy jest wystarczająco znacząca (zwykle wymagana jest co najmniej zmiana 20% dla dokładnych obliczeń), proces jest kontynuowany.

Następnie ciężarek próbny jest usuwany i ponownie umieszczany w drugiej płaszczyźnie – na drugim końcu wirnika – i powtarzany jest przebieg z pomiarem.

W rezultacie program otrzymuje dane o wpływie znanego ciężaru na niewyważenie w każdej płaszczyźnie. Algorytm urządzenia analizuje trzy zestawy danych (bez ciężaru, z ciężarem na płaszczyźnie A, z ciężarem na płaszczyźnie B) i oblicza optymalne parametry wyważania. Operator otrzymuje zalecenia na ekranie: jaką masę ciężarka korekcyjnego należy dodać w każdej płaszczyźnie i pod jakim kątem względem punktu instalacji ciężarka próbnego.

Rys. 7.37. Wyniki obliczeń ciężarków korekcyjnych – pozycja swobodna.
Wykres biegunowy

Na przykład można obliczyć, że 169 gramów należy dodać do lewego końca wirnika pod kątem 194°, a 250 gramów do prawego końca pod kątem 358° od punktu instalacji ciężarka próbnego.

Następnie instalowane są ciężarki korekcyjne: urządzenie sugeruje, gdzie dokładnie przymocować ciężarki. Zazwyczaj przykręca się lub przyspawa metalowe płytki/podkładki o wymaganym ciężarze. Jeśli wirnik ma specjalne śruby lub perforowane kołnierze na krawędziach, ciężarek jest do nich przymocowany (wiele kombajnów ma pierwotnie otwory na końcach bębna w celu wyważenia). W warunkach polowych często stosuje się zestaw stalowych podkładek o różnych średnicach jako wygodne ciężarki, które można przykręcić do śrub mocujących noże lub innych elementów wirnika.

Po zainstalowaniu obliczonych ciężarków przeprowadza się próbę: wirnik ponownie obraca się do prędkości roboczej i dokonuje się odczytów drgań. Jeśli wyważanie zostanie wykonane prawidłowo, poziom drgań gwałtownie spada i mieści się w dopuszczalnych granicach (zwykle prędkość drgań spada do kilku mm/s). Urządzenie może na przykład pokazać, że drgania resztkowe wynoszą 1–2 mm/s – doskonały wynik dla maszyn rolniczych. Jeśli drgania nadal przekraczają dopuszczalny limit, program może zalecić dodanie dodatkowych małych ciężarków – są one dodawane i sprawdzane ponownie, aż do uzyskania zadowalającego wyniku.

W przypadku silnie niewyważonych wirników stosuje się niekiedy wyważanie wieloetapowe: najpierw wyważanie przy zmniejszonej prędkości, następnie powtarzanie procedury przy wyższej prędkości itd. aż do osiągnięcia prędkości roboczej. Jest to konieczne, jeśli niebezpieczne jest natychmiastowe obracanie wirnika przy dużym niewyważeniu – krok po kroku główne drgania są usuwane, a następnie przy pełnej prędkości obrotowej doprowadzane są do idealnego stanu.

W praktyce stosowanie Balanset-1A pomogło już wielu gospodarstwom poradzić sobie ze złożonymi wibracjami. Na przykład właściciele rozdrabniaczy wirnikowych często próbowali wyważyć wirnik domowymi metodami, umieszczając wirnik na pryzmach (wyważanie statyczne), ale bezskutecznie – wibracje pozostały. Za pomocą przenośnego urządzenia udało się całkowicie wyeliminować wibracje: po zamontowaniu obciążników korekcyjnych praca rozdrabniacza stała się płynna, a buczenie i drgania, które utrudniały kierowcy ciągnika pracę przez długi czas, zniknęły. Podobna sytuacja ma miejsce w przypadku kombajnów: jeśli po wymianie noży w rozdrabniaczu słomy pojawi się nierównowaga, rolnik nie musi demontować całego rozdrabniacza, ale może go wyważyć bezpośrednio na kombajnie w ciągu kilku godzin. Prawdziwym przykładem jest wyważanie rozdrabniacza w kombajnie Claas: po sezonie jeden z młotków został zgubiony, a wirnik zaczął silnie wibrować. Urządzenie wykazało prędkość wibracji około 15–17 mm/s (co jest zauważalne na ramie). Zamocowanie dwóch zestawów podkładek o łącznej masie około 90 gramów na przeciwległych końcach wirnika pozwoliło na zmniejszenie wibracji do wartości poniżej 2 mm/s. Kombajn kontynuował pracę bez ryzyka uszkodzenia łożysk rozdrabniacza. Na poniższym rysunku na zielono zaznaczono zamontowane podkładki wyważające na wirniku rozdrabniacza słomy po takim zabiegu. Są one przykręcone do końców wirnika przeciwległych do dawnego „ciężkiego” miejsca. Dzięki temu obrót wirnika stał się równomierny.

Zalety wyważania przy użyciu Balanset-1A

Prędkość i mobilność: Urządzenie można przewieźć bezpośrednio na pole lub do hangaru, eliminując potrzebę transportu ciężkich jednostek do warsztatu. Nawet duży bęben można wyważyć w jego własnych łożyskach na kombajnie. W sezonie zbiorów jest to szczególnie cenne – minimalizując przestoje sprzętu.
Dokładność i kompletność wyważenia: Dzięki analizie dwupłaszczyznowej eliminuje się nierównowagę dynamiczną, której nie można osiągnąć „na oko”. Wyniki są porównywalne ze standardami fabrycznymi: drgania są redukowane do poziomu, w którym szkodliwe skutki dla podzespołów znikają. Urządzenie wskazuje dokładną lokalizację i wagę ładunku, eliminując domysły.
Dostępność dla personelu: Nowoczesne urządzenia nie wymagają głębokiego, specjalistycznego szkolenia. Interfejs oprogramowania Balanset-1A jest intuicyjny, a obliczenia są zautomatyzowane. Specjalista od gospodarstw rolnych, po krótkim szkoleniu, może samodzielnie wykonywać bilansowanie, bez angażowania organizacji zewnętrznych.
Wszechstronność: Ten sam zestaw Balanset-1A nadaje się do wielu zadań: od wyważania rozdrabniacza słomy i wentylatora kombajnu po wirnik rozdrabniacza drewna lub silnik elektryczny. Jest to opłacalny zakup dla dużego przedsiębiorstwa rolnego z różnorodnym sprzętem.

6. Korzyści ekonomiczne wynikające z równoważenia

Regularne wyważanie wirnika to inwestycja, która zwraca się w krótkim czasie poprzez redukcję kosztów i zwiększenie wydajności. Rozważmy główne korzyści ekonomiczne:

Zmniejszenie kosztów napraw i konserwacji. Jak zauważono, niewyważenie znacznie skraca żywotność łożysk i innych części. Jeśli wirnik jest niewyważony, farma musi często wymieniać łożyska, wałki, paski itp. Te bezpośrednie koszty są znaczne: na przykład zestaw łożysk do dużego bębna plus praca wymienna mogą kosztować setki dolarów lub euro, a jeśli są wykonywane co kilka miesięcy, sumują się do znacznej kwoty w ciągu sezonu. Wyważanie eliminuje przyczynę źródłową – wibracje – wydłużając tym samym żywotność podzespołów. Łożyska wytrzymają lata, rama nie pęknie, a noże nie złamią się pod wpływem obciążeń udarowych. Oszczędności na częściach zamiennych są oczywiste. Ponadto wyważanie często identyfikuje i rozwiązuje potencjalne problemy (pęknięcia, luźne mocowania), zapobiegając poważnym wypadkom. Terminowe wyważanie może zapobiec poważnej awarii, która kosztowałaby setki tysięcy rubli.
Minimalizacja przestojów i zachowanie zbiorów. Awaria kombajnu w szczycie żniw może prowadzić do strat plonów, utraconych okazji z powodu opóźnionych zbiorów i kosztów pilnych napraw. Niewyważony wirnik to ukryte zagrożenie, które może uderzyć w najmniej odpowiednim momencie (np. łożysko młocarni ulegnie awarii, a kombajn zatrzyma się). Dzięki terminowemu serwisowaniu i wyważaniu zespołów wirnika rolnicy unikają awaryjnych przestojów. Sprzęt działa niezawodnie w najbardziej krytycznych okresach. Nawet jeśli korzystasz z mobilnej usługi wyważania (która kosztuje pewną kwotę), jest to nieporównywalnie tańsze niż utrzymywanie zapasowego kombajnu lub utrata części zbiorów z powodu awarii.
Większa wydajność pracy i oszczędność paliwa. Zrównoważone mechanizmy działają płynniej i przy mniejszym obciążeniu. Oznacza to, że energia silnika jest maksymalnie wykorzystywana do użytecznej pracy – młócenia, cięcia, rozdrabniania – zamiast tłumienia drgań i hałasu. W całym gospodarstwie ma to zauważalny efekt: zmniejszone zużycie paliwa i energii na tonę przetworzonego ziarna lub paszy. Dokładne liczby są trudne do osiągnięcia bez pomiarów, ale nawet oszczędność paliwa 2–5% dla dużych kombajnów i ciągników w ciągu sezonu daje dziesiątki litrów, oszczędzając pieniądze. Ponadto operator może pracować z pełną optymalną prędkością bez obawy o uszkodzenie maszyny, kończąc pracę szybciej. Pośrednio, wyważenie wpływa również na jakość pracy: płynnie działający kombajn lepiej młóci i czyści ziarno, uszkadza mniej ziaren i traci mniej, co jest również korzystne ekonomicznie (większy plon handlowy).
Wydłużenie żywotności sprzętu. Wibracje są wrogiem numer jeden maszyn, stopniowo „zabijając” maszynę. Kombajn lub kosiarka bez nadmiernych wibracji wytrzyma dłużej niż standardowy okres eksploatacji, opóźniając potrzebę kosztownych aktualizacji floty. Zakup nowego kombajnu to ogromna inwestycja kapitałowa i logiczne jest maksymalne wykorzystanie tego, co już zostało zakupione. Wyważanie to stosunkowo niedroga czynność, która znacznie wydłuża żywotność wirników, a tym samym całego sprzętu. Nawet przestarzałe maszyny, przy odpowiedniej pielęgnacji, można z powodzeniem obsługiwać, zachowując ich funkcjonalność.
Skorzystaj z posiadania sprzętu wyważającego. Dla dużych gospodarstw rolnych i przedsiębiorstw usługowych ekonomicznie opłacalne jest nabycie własnej przenośnej wyważarki, takiej jak Balanset-1A. Jej koszt jest porównywalny z ceną zestawu opon ciągnika, a stale przynosi korzyści. Po zaoszczędzeniu kilku łożysk i zapobiegnięciu wypadkom urządzenie w pełni się zwraca. Poza tym to tylko oszczędności i niezależność: nie trzeba wzywać drogich zewnętrznych specjalistów, wszystkie prace są wykonywane niezależnie i zaplanowane. Dla mniejszych rolników istnieje możliwość współpracy: wspólny zakup urządzenia dla kilku gospodarstw lub przyciągnięcie mobilnych zespołów z takim sprzętem, jaki jest potrzebny.

Mówiąc prościej, równoważenie eliminuje ukryte straty pieniężne. Zainwestowane w nie środki zwracają się poprzez: obniżone koszty napraw, brak wymuszonych przestojów, bardziej wydajną pracę i długowieczność sprzętu. Jest to szczególnie ważne w warunkach, w których rentowność agrobiznesu zależy od jasnego harmonogramu prac polowych i optymalizacji kosztów.

7. Wnioski

Wyważanie wirników kombajnów i kosiarek jest warunkiem koniecznym niezawodnej i bezpiecznej pracy maszyn rolniczych. W całym artykule widzieliśmy, że niewyważenie, czy to statyczne, czy dynamiczne, prowadzi do poważnych negatywnych konsekwencji: od poważnego zużycia łożysk i części po wypadki i zmniejszone plony. Regularne wyważanie kluczowych jednostek (bębnów młócących, rozdrabniaczy słomy, wirników kosiarek itp.) pomaga uniknąć tych problemów. Istnieją różne metody – od prostego wyważania statycznego po wysoce precyzyjne wyważanie dynamiczne. Najlepsze wyniki uzyskuje się dzięki wyważaniu dynamicznemu, a nowoczesny sprzęt, taki jak Balanset-1A, sprawia, że jest ono dostępne bezpośrednio w polu, bez długich przestojów. Wniosek jest prosty: oszczędzając czas na wyważaniu, tracimy znacznie więcej na naprawach i przestojach.

Dlatego zaleca się uwzględnienie kontroli wyważenia w regularnym harmonogramie konserwacji sprzętu. Na przykład przed sezonem zbiorów sprawdź wyważenie bębna i rozdrabniacza; przygotowując kosiarkę do siana, upewnij się, że nie ma drgań wirnika itp. Jeśli zauważysz oznaki niewyważenia (wibracje, hałas, nierównomierne zużycie noży, częste awarie łożysk), nie zwlekaj – przeprowadź diagnostykę drgań i wyważanie. Regularne wyważanie wirnika w pełni się opłaca: sprzęt działa płynnie i wydajnie, rzadziej się psuje, dłużej wytrzymuje, a operator pracuje w bardziej komfortowych warunkach. Rolnicy i przedsiębiorstwa agrobiznesowe powinni przyjąć metody wyważania – niezależnie od tego, czy jest to ich własne urządzenie, czy usługi specjalistyczne – a wtedy drgania zmienią się z wroga w czynnik kontrolowany. Utrzymując wyważenie wirników, kładziesz podwaliny pod długą i udaną eksploatację swojego parku maszynowego.

Urządzenia

1. Wprowadzenie

2. Czym jest nierównowaga i jakie są jej konsekwencje