Servicii de echilibrare › Echilibrare în două plane (dinamică)
Echilibrarea în două plane (dinamică) — metodă, fizică și procedură pe teren
Atunci când un rotor este suficient de lat încât dezechilibrul diferă la fiecare capăt, un singur plan de corecție nu este suficient. Echilibrarea dinamică în două plane corectează simultan componentele statică și de cuplu — folosind metoda coeficienților de influență — astfel încât rotorul să funcționeze lin pe toată lungimea sa, nu doar în centru.
Pe scurt: Echilibrarea în două plane (dinamică) este necesară ori de câte ori un rotor prezintă atât dezechilibru static, cât și o componentă de cuplu — ceea ce înseamnă că dezechilibrul este distribuit de-a lungul axei arborelui, mai degrabă decât concentrat la un singur disc. Un senzor de vibrații la fiecare lagăr și un tahometru cu laser pe arbore sunt utilizate pentru a măsura răspunsul rotorului la greutățile de probă plasate pe rând în fiecare plan; Balanset-1A calculează apoi masa și unghiul exact de corecție în ambele plane simultan. Nu este necesară demontarea de pe mașină — întreaga procedură în patru rulări se realizează la turația de funcționare, în propriile lagăre ale rotorului, în mai puțin de o oră pentru majoritatea rotoarelor.
Semne că rotorul dumneavoastră necesită echilibrare în două plane
O corecție într-un singur plan poate liniști un lagăr în timp ce celălalt continuă să vibreze. Dacă observați oricare dintre aceste tipare, tratamentul în două plane este răspunsul corect:
Un singur plan vs. două planuri: când aveți nevoie de două planuri?
Alegerea între unul și două planuri de corecție depinde de geometria rotorului și de natura dezechilibrării sale. Înțelegerea celor trei tipuri de dezechilibrare vă ajută să decideți imediat.
Cele trei tipuri de dezechilibrare
Dezechilibru static — centrul de masă se află în afara axei de rotație, dar axa principală de inerție este paralelă cu aceasta. Un singur plan de corecție este suficient: adăugați masă pe partea grea și rotorul este echilibrat. Rotoare tipice: fulii subțiri, pietre de polizat înguste, discuri de ventilator într-un singur plan.
Dezechilibru de cuplu — centrul de masă se află pe axă, dar axa principală de inerție este înclinată. Rotorul se balansează în loc să oscileze. Aceasta nu poate fi corectată într-un singur plan; sunt necesare două mase egale și opuse la 180° una față de cealaltă, în două planuri separate, pentru a anula momentul de basculare. Rotoare tipice: tamburi cilindrici lungi, armături de motor, ansambluri de arbore.
Dezechilibrare dinamică (combinată) — cazul general: sunt prezente atât componenta statică, cât și cea de cuplu. Corecția necesită două planuri alese arbitrar de-a lungul arborelui. Toate rotoarele reale de producție se încadrează în această categorie.
| Factor | Un singur plan (statică) | Două planuri (dinamică) |
|---|---|---|
| Forma rotorului | Disc subțire; lățimea axială este mult mai mică decât diametrul | Rotor lat; lățime axială comparabilă cu sau mai mare decât diametrul |
| Unbalance type | Doar dezechilibru static | Dezechilibrare de cuplu sau combinată (dinamică) |
| Raportul L/D (lungime axială / diametru) | L/D < 0,5 (aprox.) | L/D ≥ 0.5 (rotor rigid care funcționează sub prima sa viteză critică). Aproape de sau peste o viteză critică, evaluați mai întâi rotorul ca rotor flexibil (ISO 21940-12) — echilibrarea doar în două planuri poate fi insuficientă |
| Număr de senzori | 1 senzor de vibrații + 1 tahometru laser | 2 senzori de vibrații + 1 tahometru laser |
| Număr de rulări de măsurare | 3 rulări (referință + probă + corecție) | 4 rulări (referință + probă planul 1 + probă planul 2 + corecție) |
| Plane de corecție | 1 | 2 |
| Echipament tipic | Impelere înguste de ventilator, fulii, discuri cu o singură treaptă | Tamburi, arbori de transmisie, impelere late, rotoare multietajate, rotoare de motor |
| Referință standard | ISO 21940-11 (rotor rigid într-un plan) | ISO 21940-11 (rotor rigid în două plane) |
Regula generală: dacă vibrația rotorului măsurată la un lagăr se modifică în direcția opusă față de vibrația de la celălalt lagăr atunci când deplasați o greutate de probă, aveți o componentă de cuplu și sunt necesare două planuri.
De ce rotoarele late își pierd echilibrul dinamic — și cât costă acest lucru
Atunci când un rotor este fabricat sau reparat, masa este rareori distribuită simetric de-a lungul axei sale. Eroziunea roade un capăt al unui rotor de pompă mai repede decât celălalt; reparațiile prin sudură adaugă material într-o singură poziție axială; depunerile de produs se acumulează neuniform de-a lungul unui tambur. Rezultatul nu este doar o dezechilibrare statică, ci și o cuplu componentă care creează un moment de basculare. Doar corecția simultană în două plane le elimină pe ambele. Deoarece forța centrifugă crește cu pătratul pătrat turației, un dezechilibru de cuplu modest la 500 RPM devine o forță distructivă la 3.000 RPM.
Ignorarea componentei de cuplu înseamnă că ambele lagăre suportă sarcini dinamice ridicate la fiecare rotație. Oboseala lagărelor se acumulează, etanșările cedează, elementele de fixare se slăbesc, iar fisurile structurale se propagă de la tălpile de montaj spre exterior. Pierderea economică — lagăre, etanșări, producție pierdută, manoperă de urgență — depășește de regulă de multe ori costul unei lucrări corecte în două plane.
De ce reducerea la jumătate a vibrațiilor multiplică durata de viață a rulmenților
Echilibrare în două plane — procedură în teren pas cu pas
Balanset-1A aplică metoda coeficienților de influență. Doi senzori de vibrații și un tahometru laser caracterizează complet rotorul și rezolvă ambele plane de corecție într-o singură sesiune pe teren:
- Montați senzorii. Fixați un accelerometru de vibrații pe fiecare carcasă de lagăr (Planele 1 și 2) și îndreptați tahometrul laser către o bandă reflectorizantă de pe arbore. Nu este necesară nicio demontare — rotorul funcționează în condiții normale de exploatare pe tot parcursul procedurii.
- Măsurați linia de bază. O singură rulare la turația maximă de funcționare înregistrează simultan amplitudinea și unghiul de fază al vibrației în ambele lagăre, oferind vectorii inițiali de 1× RPM care definesc starea inițială de dezechilibru în ambele plane.
- Adăugați o greutate de probă în Planul 1. O masă cunoscută este fixată într-o poziție unghiulară marcată în primul plan de corecție. O a doua rulare surprinde modul în care această greutate influențează vibrația la ambele poziția lagărelor, oferind doi dintre cei patru coeficienți de influență.
- Mutați greutatea de probă în Planul 2. Aceeași masă este repoziționată în al doilea plan de corecție, iar o altă rulare înregistrează influența încrucișată asupra ambilor senzori. Dispozitivul dispune acum de toți cei patru coeficienți de influență necesari pentru sistemul 2×2.
- Lăsați dispozitivul să calculeze. Balanset-1A rezolvă ecuațiile coeficienților de influență în două plane și furnizează simultan masa exactă de corecție și poziția unghiulară pentru fiecare plan — fără calcule manuale.
- Montați corecțiile și verificați. Greutățile de corecție sunt amplasate în pozițiile calculate pe ambele plane. O rulare finală confirmă că dezechilibrul rezidual se încadrează în toleranța ISO 21940-11 pentru gradul G specificat, iar Balanset-1A salvează un raport de echilibrare documentat.
Ce echilibrăm în două plane
- Rotoare late de ventilatoare centrifuge și suflante cu admisie dublă
- Tobe de treierat și de tocat ale combinelor agricole
- Arbori de transmisie și arbori cardanici
- Rotoare de pompe multietajate și pachete de rotoare de compresoare
- Cilindri de mașini de hârtie și cilindri de imprimare / acoperire
- Transportoare elicoidale și melci mai lungi de ~500 mm
- Rotoare de motoare și rotoare de generatoare cu lungime axială semnificativă
- Rotoare de turbocompresoare și rotoare de turbine cu abur (verificarea vibrațiilor pe teren)
- Orice rotor la care corecția într-un singur plan lasă încă un rulment să vibreze
Toleranțe și standarde
ISO 21940-11 (fostul ISO 1940-1) definește clasele de calitate a echilibrării G0.4 până la G4000 pentru rotoare rigide. Pentru rotoarele rigide — cele care funcționează mult sub prima lor viteză critică — un raport lungime axială/diametru de peste aproximativ 0.5 necesită de obicei echilibrare în două planuri. Un rotor care funcționează aproape de sau peste o viteză critică trebuie mai întâi evaluat ca rotor flexibil conform ISO 21940-12: poate necesita echilibrare la mai multe viteze și în mai mult de două planuri, astfel încât echilibrarea obișnuită în două planuri a unui rotor rigid poate fi insuficientă. Dezechilibrul rezidual admisibil pe plan se calculează astfel:
Upe (g·mm) = epe × m / 2, where epe = G × 9549 / n (mm/s × rpm → excentricitate μm), m este masa rotorului în kg, iar factorul 2 împarte toleranța în mod egal între cele două planuri. Rețineți că această împărțire egală este o aproximare practică pentru rotoare aproximativ simetrice cu planuri de corecție aproape de rulmenți — nu o regulă universală ISO de alocare; ISO 21940-11 alocă toleranța diferit pentru configurații asimetrice ale planurilor și rulmenților.
Rotoarele de ventilatoare se echilibrează în mod obișnuit la G6.3 sau G2.5 pe ISO 14694; arborii de precizie ai mașinilor-unelte și echipamentele turbo de mare viteză vizează G1.0 sau mai fin. Folosiți calculator de dezechilibru rezidual pentru a afla toleranța admisibilă pentru gradul dumneavoastră G, masa rotorului și turația de funcționare înainte de a începe lucrarea.
Balanset-1A — trusa dvs. completă de echilibrare pe teren
Echilibrarea dinamică în două plane a oricărui rotor rigid — ventilatoare, tobe, arbori de transmisie, ansambluri de pompe multietajate — se realizează cu un singur instrument portabil: Balanset-1A. Este un echilibror dinamic și analizor de vibrații cu două canale care echilibrează rotoare în propriile rulmenți, la viteza de funcționare, folosind metoda coeficienților de influență — un plan în trei rulări, două plane în patru. Software-ul calculează masa și unghiul exact de corecție pentru ambele plane și salvează un raport.
Ce conține kitul complet
1.975 € · Kit complet, în stoc, factură cu TVA
- Unitate de măsurare a interfeței (USB, 2 canale)
- Două accelerometre de vibrații (cablu de 4 m, 10 m opțional)
- Tahometru laser / senzor optic de fază (50–500 mm)
- Suport magnetic pentru senzor
- Cântar digital pentru greutăți de probă și corecție
- Software de echilibrare și analiză Windows
- Valiză de transport din plastic
Kit complet
Unitate - 2 senzori - tahometru laser - suport magnetic - cântar digital - software - cutie de transport. Tot ce este necesar pentru a începe echilibrarea din cutie.
Set OEM
Unitate - 2 senzori - tahometru laser - software. Pentru integratorii care au deja un stand, un cântar și o carcasă sau care integrează unitatea într-o mașină de echilibrat.
| Parametru | Valoare |
|---|---|
| Canale de măsurare | 2 (echilibrare pe un singur plan & pe două) |
| Intervalul vitezei de vibrație | 0.2–80 mm/s RMS |
| Interval de frecvență | 5–1000 Hz (≤10% eroare de amplitudine peste 550 Hz) |
| Precizia măsurării | ±5% din scala completă |
| Metodă | Coeficient de influență cu 3 runde (1 sau 2 planuri) |
| Analiză | Amplitudine și fază la 1×, spectru FFT și formă de undă, rapoarte salvate |
| Laptop | Nu este inclus (Windows PC, disponibil la cerere) |
Cazuri reale de echilibrare în două plane
Toba combinei (2 plane)
Ambele plane de corecție echilibrate într-o singură sesiune pe teren, pe o combină agricolă de recoltat.
Arbore de transmisie (2 plane)
Echilibrare dinamică a unui arbore de transmisie lung, cu greutate de corecție la fiecare flanșă de capăt.
Impeler lat de exhaustor
Corecție în două plane pe rotorul unui exhaustor industrial lat, echilibrat la fața locului.
Echilibrare în două plane — de pe teren
Configurație cu coeficienți de influență
Doi senzori și un tahometru cu laser poziționați pentru a caracteriza simultan ambele plane de corecție.
Echilibrat la locul de montaj
Rotorul rămâne în propriii rulmenți și este corectat la turația de funcționare — fără a fi necesară demontarea.
Ambele plane rezolvate
Masa și unghiul de corecție calculate simultan pentru Planul 1 și Planul 2 într-o singură sesiune.
Rezultat verificat
Rularea finală confirmă că dezechilibrul rezidual se încadrează în toleranța ISO 21940-11 la ambele plane.
Calculatoare gratuite pentru echilibrarea în două plane
Întrebări frecvente despre echilibrarea în două plane
Când este suficientă echilibrarea într-un singur plan?
Cum funcționează metoda coeficienților de influență pentru două plane?
Câte rulări de măsurare necesită o lucrare în două plane?
Trebuie să demontez rotorul de pe mașină?
Ce treaptă de calitate a echilibrării ar trebui să vizez pentru rotorul meu?
Poate echipa noastră de mentenanță să efectueze echilibrarea în două plane cu Balanset-1A?
Învățați teoria
Rezolvați ambele plane într-o singură vizită — la turația de regim, fără demontare
Balanset-1A vă ghidează prin întreaga procedură în două plane bazată pe coeficienții de influență: referință, probă în Planul 1, probă în Planul 2, corecție și verificare — totul la turația de regim, în lagărele proprii ale rotorului. Dezechilibrare reziduală documentată conform ISO 21940-11, ISO 14694 și API 610. Gata de expediere.
