Echilibrarea concasoarelor: Ghidul profesional pentru controlul dinamic al vibrațiilor
Echilibrarea dinamică de precizie este cea mai eficientă metodă de prevenire a defectării catastrofale a rulmenților și de reducere a costurilor de întreținere industrială. Prin eliminarea forțelor centrifuge parazite, echilibrarea concasorului prelungește durata de viață a echipamentelor de 3-5 ori și reduce costurile de reparație cu până la 80%. Acest ghid detaliază principiile inginerești și procedurile de teren pentru echilibrarea concasoarelor, morilor și mașinilor rotative cu sarcină mare folosind analizorul de vibrații Balanset-1A.
Prezentare tehnică și concluzii cheie
Pe scurt
- Domeniu de aplicare: Industrial echilibrarea concasorului (maxilar, con, impact, ciocan), echilibrare moră (bilă, rolă, măcinare), tocătoare și mixere de mare viteză.
- Problema principală: Verificările statice "cu muchie de cuțit" nu sunt suficiente dezechilibru în cuplu. Rotorii învârtitori generează forțe periodice la o frecvență de rotație de 1×, care accelerează uzura și slăbesc elementele de fixare structurale.
- Soluție tehnică: Echilibrare dinamică in situ pe două planuri (echilibrare în rulmenții originali) utilizând calculul coeficientului de influență.
- Obiective de performanță: Obținerea calității echilibrului ISO 1940 G6.3 și reducerea vibrațiilor sub 4,5 mm/s (ISO 10816).
Echilibrarea concasoarelor: impactul ingineriei asupra fiabilității și costurilor
Fapt cheie
Un dezechilibru de doar 100 g pe un rotor de concasor care se rotește la 1500 rpm creează o forță centrifugă echivalentă cu aproximativ 50 de lovituri de ciocan pe secundă asupra rulmenților. Această forță constantă de lovire degradează rapid integritatea rulmenților și poate duce la defecțiuni catastrofale.
Importanța echilibrării corespunzătoare
Chiar și un mic dezechilibru poate avea efecte dramatice asupra utilajelor grele. De exemplu, doar 100 de grame de dezechilibru pe rotorul unui concasor pot genera o forță de impact echivalentă cu 50 de lovituri de ciocan pe secundă asupra rulmenților. Aceste forțe constante de lovire duc la uzură excesivă. De fapt, neglijarea echilibrului înseamnă că rulmenții pot dura doar 5-10 mii de ore, iar costurile de întreținere pot crește vertiginos (de exemplu, $50-100k pe an pentru reparații). În schimb, o mașină bine echilibrată poate face ca rulmenții să dureze 30-50 de mii de ore și să reducă costurile de reparație cu până la 50-80%. Reducerea vibrațiilor îmbunătățește, de asemenea, eficiența energetică (5-15% mai puțină energie irosită) și minimizează timpii de nefuncționare neplanificați. Pur și simplu, menținerea echilibrului rotorilor prelungește durata de viață a echipamentelor, economisește bani și ajută la prevenirea accidentelor.
Echilibrarea concasorului și echilibrarea morii sunt proceduri de întreținere obligatorii pentru echipamentele rotative grele. Sarcina dinamică din cauza dezechilibrului nu depinde de masa totală a rotorului, ci de dezechilibra (masă și rază echivalente de dezechilibru). O estimare utilă este F ≈ mu · r · ω², unde ω = 2πn/60. La 1000 rpm (ω ≈ 105 rad/s), o dezechilibrare de 1 kg la o rază de 1 m produce aproximativ 11 kN (~1,1 tone metrice-forță). “Câteva tone” de forță periodică ar necesita o dezechilibrare de câțiva kg·m (de exemplu, 10 kg la 0,3 m ≈ 3 kg·m produce ~33 kN ≈ 3,3 tone-forță metrice). Sarcina este periodică la frecvența de rotație (1000 rpm ≈ 16,7 Hz), astfel încât consecințele pot escalada progresiv:
- Etapa inițială: Niveluri crescute de zgomot și vibrații
- Etapa intermediară: Durata de viață a rulmentului scade de la 30.000–50.000 ore la 5.000–10.000 ore.
- Stadiu avansat: Elementele de fixare slăbite, fisuri de oboseală în suduri, deteriorări structurale
- Etapa finală: Defecțiune catastrofală cu riscuri pentru siguranță și timp de nefuncționare prelungit
Pierderile economice cauzate de utilizarea echipamentelor dezechilibrate ajung la 50.000-100.000 € anual numai pentru reparații și piese de schimb, la care se adaugă 10-15 zile de nefuncționare neplanificată și un consum excesiv de energie de 5-15%.
Echilibrare statică vs dinamică: diferențe esențiale
Înțelegerea diferenței dintre echilibrarea statică și cea dinamică este esențială pentru selectarea metodei corecte.
Echilibrare statică
Echilibrare statică corectează deplasarea centrului de masă față de axa de rotație. Este suficient pentru rotoarele de tip disc cu diametrul de 7-10 ori mai mare decât lățimea (L/D < 0,25) și viteze sub 800 rpm. Dezechilibrul static poate fi detectat fără rotație — partea grea se așează în jos pe suporturi cu margini ascuțite.
Echilibrarea dinamică
Echilibrarea dinamică corectează atât dezechilibrul static, cât și dezechilibrul cuplului (momentului). Este obligatoriu pentru toate rotorele alungite cu lățimea mai mare de 30% din diametru. Punctul critic: un rotor echilibrat static poate avea un dezechilibru dinamic semnificativ. Două ciocane dezechilibrate la capetele opuse ale rotorului, la 180° distanță, creează un moment de încovoiere în timpul rotației, în ciuda faptului că echilibrul static este satisfăcător.
De ce echilibrarea statică “pe cuțite” nu este suficientă
O metodă tradițională de verificare a echilibrului este metoda statică “cu muchie ascuțită” – plasarea unui rotor pe șine cu muchie ascuțită cu frecare redusă sau pe suporturi prismatice pentru a vedea dacă un punct greu îl face să se rostogolească. Echilibrarea statică poate corecta un punct greu simplu (dezechilibru static) prin adăugarea sau eliminarea greutății, astfel încât centrul de masă al rotorului să se alinieze cu axa sa. Cu toate acestea, această metodă nu poate detecta sau remedia un dezechilibru “moment” (dinamic).
Într-un moment (sau cuplu) de dezechilibru, există puncte grele egale la capetele opuse ale rotorului, la 180° distanță. În repaus, aceste două greutăți opuse se echilibrează reciproc, astfel încât rotorul nu se poate roti pe un suport cu muchie ascuțită. În condiții statice, acesta pare echilibrat. Dar când rotorul se învârte, cele două mase creează forțe (forțe centrifuge) în direcții opuse la fiecare capăt, formând un moment de torsiune care face ca rotorul să se clatine violent.
Este ca și cum ai avea o balansoară echilibrată care începe brusc să se răsucească atunci când este în mișcare. Niciun reglaj pe un suport static nu va rezolva această problemă, deoarece dezechilibrul apare doar la viteza de rulare.
În termeni simpli, echilibrarea “pe cuțite” remediază doar punctele grele dintr-un singur plan și omite dezechilibrele ascunse din două planuri. De aceea, un rotor poate fi “echilibrat static”, dar poate vibra în timpul funcționării. Pentru a remedia un dezechilibru dinamic, trebuie să echilibrați în cel puțin două planuri (de exemplu, adăugând două greutăți de corecție în poziții diferite de-a lungul rotorului) pentru a contracara forțele de torsiune.
Acest lucru necesită metode de echilibrare dinamică în timp ce rotorul se învârte (sau date din timpul învârtirii), ceea ce suporturile statice nu pot oferi.
Soluții de echilibrare dinamică
Echilibrarea dinamică implică măsurarea vibrațiilor rotorului în timpul rotației și adăugarea de greutăți pentru a contracara atât dezechilibrele statice, cât și cele de cuplu. În mod tradițional, acest lucru se putea realiza prin demontarea rotorului și plasarea acestuia pe o mașină de echilibrare specializată. Într-o mașină de echilibrare, rotorul este rotit, iar instrumentele determină unde trebuie plasate greutățile. Astfel se obține un echilibru precis, dar există și dezavantaje: demontarea mașinii, transportul rotorului la un atelier și zile de nefuncționare.
În schimb, echilibrarea modernă pe teren utilizează echipamente portabile pentru a echilibra rotorul în propriile sale rulmenți (in situ). Un tehnician atașează senzori de vibrații la carcasa mașinii și un tahometru pentru a măsura viteza de rotație și faza. Mașina funcționează la viteza normală, iar echipamentul (cum ar fi Balanset-1A) măsoară cât de mult și în ce direcție vibrează rotorul. Prin efectuarea unui test cu o greutate de încercare, software-ul poate calcula contragreutatea exactă necesară și unghiul în care trebuie plasată. Această metodă a coeficientului de influență (adesea un proces în 3 etape cu greutăți de încercare) calculează automat soluția pentru a obține echilibrul.
În final, se adaugă greutăți (sau se îndepărtează material) pe rotor pentru a anula forțele de dezechilibru.
Abordarea dinamică abordează atât dezechilibrul static, cât și cel dinamic (cuplu), deoarece ține cont de faza de vibrație în diferite puncte. Spre deosebire de metoda statică “cu muchie de cuțit”, echilibrarea dinamică în două planuri poate corecta o oscilație care apare numai la rotire.
Echilibrarea dinamică pe teren este utilă în special pentru echipamentele de mari dimensiuni (de exemplu, rotoare mari de concasare, ventilatoare sau tamburi de moară) care nu pot fi transportate la un atelier. Aceasta reduce la minimum timpul de nefuncționare, deoarece nu este necesară demontarea completă a mașinii – de multe ori, echilibrarea se poate efectua la fața locului în câteva ore, în loc să fie necesare zile întregi de întrerupere a funcționării.
Tipuri de echipamente: Prezentare generală
Echilibrarea concasoarelor, echilibrarea morilor și procedurile conexe se aplică unei game largi de echipamente industriale. Fiecare categorie are cerințe specifice:
Mașini obișnuite care necesită echilibrare
Multe tipuri de echipamente industriale necesită echilibrare periodică. Câteva exemple notabile includ:
Concasoare: Mașinile precum concasorul cu fălci, concasorul conic, concasorul cu impact și concasorul cu ciocane sunt critice, deoarece rotorii lor grei sau piesele mobile pot genera vibrații puternice chiar și în cazul unui dezechilibru minor. De exemplu, concasoarele cu impact necesită adesea reechilibrare periodică din cauza uzurii barelor de lovire și a plăcilor de impact.
Concasoarele cu ciocane și alte concasoare de rocă pot necesita echilibrare ori de câte ori se înlocuiesc ciocanele sau plăcile maxilarului, pentru a se asigura că piesele noi nu produc vibrații. Chiar și roțile volante mari ale concasoarelor cu maxilar trebuie să rămână echilibrate pentru a evita vibrațiile rezonante.
Mori și râșnițe: Echilibrarea morilor cu ciocane, a morilor cu bile, a morilor cu role și a morilor de măcinat este esențială pentru echipamentele de măcinare. Rotorii de mare viteză din morile cu ciocane și tamburii rotativi masivi din morile cu bile trebuie echilibrați astfel încât măcinarea să fie uniformă și rulmenții să nu fie supraîncărcați.
De exemplu, masa rotativă mare a unui mojar cu bile necesită un echilibru atent pentru a preveni solicitarea excesivă a suporturilor sale.
Morile cu role și alte mori de măcinat necesită, de asemenea, echilibrare pentru a evita uzura inegală și vibrațiile.
Mașini de reducere a dimensiunilor: Echipamentele precum pulverizatoare, tocătoare, ciocănitoare, granulator și peletizatoare au toate cuțite, lame sau role rotative. Echilibrarea corespunzătoare a pulverizatorului, tocătoarei, ciocănitoarei, granulatorului și peletizatorului asigură funcționarea fără vibrații excesive a acestor dispozitive de tăiere. Acest lucru este deosebit de important, deoarece bucățile de material sau cuțitele se pot rupe sau uza în timpul funcționării, dezechilibrând brusc rotorul.
Echilibrarea regulată asigură funcționarea în siguranță a acestor mașini chiar și în condiții dificile.
Mixere și agitatoare: Chiar și echipamentele de amestecare beneficiază de echilibrare. Echilibrarea mixerului, agitatorului și agitatoarelor se aplică la rotoarele sau paletele rotative din mixerele industriale. Dacă arborele sau rotorul mixerului este chiar și ușor dezechilibrat (de exemplu, din cauza ingredientelor atașate sau a uzurii), acest lucru poate provoca oscilarea întregului mixer. Echilibrarea acestor piese rotative previne vibrațiile care ar putea afecta calitatea produsului și integritatea mașinii.
În toate aceste cazuri, obiectivul este același: un rotor echilibrat se rotește lin, fără a exercita forțe dăunătoare asupra rulmenților sau structurii sale. Echilibrarea concasoarelor și a morilor este deosebit de importantă în industriile grele, dar principiul se extinde la orice echipament rotativ – de la concasoare industriale uriașe până la mixere mici de laborator.
| Tipul echipamentului | Viteza tipică (RPM) | Grad de echilibru (ISO 1940) | Provocarea principală |
|---|---|---|---|
| Concasoare cu fălci | 250–350 | G6.3 | Arbore excentric, balansier |
| Concasoare cu con | 300–500 | G6.3 | Ansamblu excentric, uzură căptușeală |
| Concasoare cu impact | 700–1500 | G6.3 | Uzura barei de suflare, acumularea de material |
| Morile cu ciocane | 600–3600 | G2.5–G6.3 | Ciocane cu oscilație liberă |
| Mori cu bile | 15–25 | G6.3 | Distribuție variabilă a sarcinii |
| Pulverizatoare | 500–750 | G2.5 | Rotor clasificator, ax vertical |
Glosar
- Dezechilibru static: centrul de masă este deplasat față de axa de rotație (problemă într-un singur plan).
- Dezechilibru cuplu (moment): punctele grele egale la capetele opuse ale rotorului creează un moment de balansare; deseori este necesară echilibrarea în două planuri.
- 1× vibrație: componenta de vibrație la viteza de rotație (RPM/60), tipic dominantă pentru dezechilibru.
- Coeficienți de influență: parametrii de răspuns ai sistemului utilizați pentru calcularea ponderilor de corecție din rulările de probă.
- Echilibrare in situ: echilibrarea unui rotor în propriile lagăre pe mașina instalată.
Toleranțe tehnice și specificații de performanță
Obținerea unui echilibru optim necesită respectarea unor toleranțe stricte specifice fiecărui tip de echipament. Aceste specificații sunt esențiale pentru planificarea întreținerii și verificarea calității.
Impactul acumulării de material: caz documentat
Exemplu din lumea reală
Concasor cu impact pentru prelucrarea argilei umede: 15 kg de material aderent au crescut vibrațiile de la 4,0 mm/s la 12,0 mm/s — o amplificare de 3 ori. Curățarea rotorului a restabilit vibrațiile la 4,2 mm/s înainte de corectarea echilibrării. Acest lucru demonstrează importanța crucială a curățării temeinice înainte de orice procedură de echilibrare.
Considerații critice privind viteza pentru echipamentele de amestecare
Viteza de funcționare în raport cu viteza critică determină cerințele de echilibrare și zonele de funcționare sigure:
- Mixere pentru sarcini grele: Funcționează la viteza critică de 65%
- Mixere industriale standard: Funcționează la viteza critică de 70%
- Agitatoare cu palete/turbine: 50–65% viteză critică
- Agitatoare de mare viteză (cu elice, disc): Peste viteza critică
- Zona interzisă: 70–130% viteză critică fără echilibrare dinamică
Funcția "RunDown" a Balanset-1A identifică frecvențele de rezonanță în timpul decelerării, permițând operatorilor să verifice zonele de funcționare sigure și să evite rezonanța catastrofală.
Specificații extinse Balanset-1A
| Parametru | Specificații |
|---|---|
| Domeniul de măsurare a vibrațiilor | 0,05–100 mm/s RMS |
| Interval de frecvență | 5–550 Hz (până la 1000 Hz) |
| Interval de viteză | 150–90.000 rpm |
| Precizia măsurării fazei | ±1° |
| Precizia măsurării amplitudinii | ±5% |
| Sensibilitatea accelerometrului | 100 mV/g |
| Distanța de lucru a tahometrului cu laser | 50–500 mm |
| Forța de fixare magnetică | 60 kgf |
| Greutatea completă a kitului | 4 kg în cutie de protecție |
Zone de vibrații ISO (ISO 10816-3)
| Zonă | Nivelul vibrațiilor (mm/s RMS) | Evaluare |
|---|---|---|
| Zona A | <1.8 | Excelent — echipament nou pus în funcțiune |
| Zona B | 1,8–4,5 | Acceptabil pentru funcționare continuă |
| Zona C | 4,5–11,2 | Acceptabil marginal — corectarea programului |
| Zona D | >11,2 | Inacceptabil — se impun măsuri imediate |
Ținta după echilibrare: Zona A sau B. Majoritatea concasoarelor ar trebui să atingă <4,5 mm/s cu o echilibrare dinamică corespunzătoare pe două planuri, utilizând Balanset-1A.
Echilibrarea concasorului: proceduri detaliate
Echilibrarea concasorului cu fălci
Echilibrarea concasorului cu fălci se referă la ansamblul arborelui excentric și al volantului. Aceste mașini funcționează ca un motor cu un singur cilindru cu mișcare alternativă, generând vibrații normale la frecvența de rotație și la a doua armonică a acesteia. Cu toate acestea, uzura volantului, slăbirea fixării contragreutății și deteriorarea arborelui excentric duc la un dezechilibru patologic.
Simptom caracteristic: vibrația longitudinală depășește semnificativ vibrația verticală. Obiectiv: reducerea vibrației de la 50 mm/s la sub 7,6 mm/s după echilibrarea corectă. Toleranță vibrație orizontală: ±2 mm; verticală: ±1 mm.
Echilibrarea concasorului cu con
Echilibrarea concasorului cu con se concentrează pe ansamblul excentric și conul de concasare. Problemele principale includ uzura inegală a căptușelii, alinierea incorectă a conului (toleranță ≤0,1 mm) și uzura bucșei excentrice. Monitorizarea vibrațiilor arată performanțe acceptabile atunci când deplasarea orizontală este ≤2 mm și cea verticală ≤1 mm. Amplitudinea corpului care depășește 0,5 mm indică o defecțiune gravă care necesită atenție imediată.
Echilibrarea concasorului cu impact
Echilibrarea concasorului cu impact este procedura cea mai frecventă în cariere. Atât concasoarele cu ax orizontal (HSI), cât și concasoarele cu ax vertical (VSI) se bazează pe energia cinetică de impact generată de barele de lovire care lovesc materialul la viteză mare.
Problema uzurii inegale
Barele de suflare se uzează intens și neuniform. Înlocuirea unei singure bare de suflare fără echilibrarea greutății perturbă catastrofal echilibrul. Echilibrarea pe două planuri este esențială pentru rotoarele HSI datorită lungimii lor; echilibrarea statică pe un singur plan lasă un dezechilibru rezidual al cuplului, provocând o încărcare asimetrică a rulmentului.
Considerații de siguranță
Rotoarele au o inerție enormă; ciclurile de pornire-oprire pentru instalarea greutăților de probă consumă mult timp. Capacitatea Balanset-1A de a stoca coeficienții de influență înseamnă că echilibrarea ulterioară (după înlocuirea barei de suflare) necesită o singură măsurătoare fără greutăți de probă.
Specificul VSI
Concasoarele cu impact centrifugal necesită o precizie și mai mare datorită vitezelor de rotație care ating 1500-2000 rpm. Dezechilibrul provine adesea din acumularea de material în interiorul camerelor rotorului. Echilibrarea VSI necesită frecvent sudarea greutăților pe capacele superioare și inferioare ale rotorului. Balanset-1A calculează eficient unghiurile de instalare a greutăților în coordonate polare.
Echilibrarea concasorului cu ciocane
Echilibrarea concasorului cu ciocane este complicată de ciocanele suspendate liber. Dacă un ciocan se blochează pe axul său din cauza coroziunii sau a prafului, acesta nu se extinde complet sub forța centrifugă, deplasând centrul de greutate al rotorului și creând un dezechilibru enorm și variabil.
Metodologie
Înainte de a utiliza Balanset-1A, operatorii trebuie să verifice mișcarea liberă a tuturor ciocanelor și corespondența greutății acestora. Echilibrarea se efectuează pe discurile rotorului, nu pe ciocane. Funcția "Split Weight" (Greutate divizată) permite distribuirea masei calculate între două puncte disponibile (de exemplu, între orificiile știfturilor ciocanelor) atunci când montarea la unghi exact este imposibilă, păstrând vectorul de corecție.
Echilibrarea morii: Cerințe de precizie
Morile necesită cea mai mare precizie de echilibrare datorită ciclurilor de funcționare continue; orice vibrație duce la defectarea din cauza oboselii a transmisiilor și căptușelilor costisitoare.
Echilibrarea morii cu ciocane
Spre deosebire de concasoare, echilibrarea morii cu ciocane se referă la unitățile de mare viteză (până la 3600 rpm) utilizate pentru măcinarea fină a cerealelor, biomasei sau substanțelor chimice. La astfel de viteze, dezechilibrul rezidual admisibil este extrem de mic (ISO 1940 G2.5 sau G6.3). Rotorii morilor cu ciocane funcționează adesea ca ventilatoare; deschiderea carcasei pentru instalarea greutăților poate modifica rezistența aerodinamică. Echilibrarea cu Balanset-1A trebuie efectuată cu carcasa complet asamblată, utilizând porturile de acces sau ținând cont de condițiile modificate.
Echilibrarea morii cu bile
Echilibrarea morii cu bile prezintă provocări unice. Tamburul în sine, cu mișcarea haotică a mediului de măcinare, nu poate fi echilibrat în sensul convențional. Accentul se pune pe trenul de transmisie de mare viteză.
Echilibrarea arborelui pinionului
Arborele de transmisie cu ansambluri de rulmenți și cuplaj este elementul critic. Vibrațiile pe arborele pinionului sunt adesea cauzate nu de dezechilibru, ci de uzura dinților sau de alinierea incorectă. Analiza spectrală a Balanset-1A identifică frecvența de angrenare a roților dințate (GMF). Dacă 1×RPM domină, se efectuează echilibrarea dinamică a cuplajului sau a greutăților montate pe flanșă.
Complexitatea măsurătorilor
Impactul bilelor în interiorul tamburului generează zgomot aleatoriu de joasă frecvență. Setările Balanset-1A trebuie să mărească timpul mediu al semnalului (de exemplu, 10-20 secunde) pentru a obține citiri stabile ale amplitudinii și fazei.
Echilibrarea morii cu role
Echilibrarea morii cu role Se aplică în industria morăritului, a polimerilor și a oțelului. Rolele sunt cilindri lungi și grei, predispuși la îndoire (flexare). Echilibrarea pe două planuri la capete este obligatorie. Balanset-1A măsoară diferența de fază între suporturile din stânga și din dreapta; o diferență de fază de 180° indică un dezechilibru puternic al cuplului. Echilibrarea rolelor in situ ține cont de roțile de transmisie și angrenajele montate pe jurnalele rolelor, care contribuie la dezechilibrul propriu.
Echilibrarea morii de măcinat
Echilibrarea morii de măcinat cuprinde o gamă largă: mașini de măcinat, mori cu bile și mașini de rectificat de precizie. Pentru axele de rectificat fin, dispozitivul suportă metodologia cu trei contragreutăți mobile, obținând o netezime ideală fără sudură sau chit.
Echilibrarea pulverizatorului
Echilibrarea pulverizatorului, în special pentru morile de cărbune din centralele electrice, este esențială. Multe pulverizatoare au configurații verticale; senzorii de vibrații (axele X și Y) sunt montați pe ansamblul lagărului superior al motorului sau al cutiei de viteze. Secțiunea superioară găzduiește un separator rotativ (clasificator dinamic); dezechilibrul acestuia provoacă vibrații severe ale structurii superioare. Balanset-1A echilibrează acest ansamblu prin porturi de service, prevenind distrugerea transmisiei și îmbunătățind finețea măcinării.
Echipamente de reducere a dimensiunilor Echilibrare
Echilibrarea tocătorului
Echilibrarea tocătorului se adresează rotoarelor masive cu viteză redusă (300–500 rpm) care prelucrează deșeuri metalice sau anvelope. Accelerometrele Balanset-1A au o sensibilitate excelentă la frecvențe joase (de la 5 Hz), gestionând cu siguranță astfel de mașini. Datorită sarcinilor de impact extreme, greutățile de încercare și de corecție trebuie sudate în siguranță; magneții sau banda adezivă sunt inacceptabile chiar și pentru testare.
Echilibrarea tocătorului
Echilibrarea tocătorului În silvicultură se disting două tipuri de mașini. Tocătoarele cu disc prezintă provocări, deoarece discul acționează ca un giroscop, problemele principale fiind vibrațiile axiale (oscilația în formă de "8"). Senzorii sunt montați radial și axial (de-a lungul axei arborelui) pentru a monitoriza excentricitatea discului. Greutățile se instalează pe suprafața posterioară a discului sau în buzunare speciale de echilibrare.
Tocătoarele cu tambur necesită echilibrare clasică în două planuri datorită lungimii rotorului. Toate cuțitele trebuie întreținute ca un set — ascuțirea sau înlocuirea unui cuțit perturbă echilibrul. Toleranța grosimii cuțitului: 0,13–0,25 mm. Cuțitele tocite produc mai degrabă o acțiune de tocare decât de tăiere, generând vibrații excesive și fisuri de oboseală în suduri. Intervalul recomandat de ascuțire: la fiecare 6–8 ore de funcționare.
Echilibrarea granulatorului
Echilibrarea granulatorului pentru reciclarea plasticului implică cuțite montate pe rotor (distanță de 1–3 mm față de cuțitele fixe). La apariția vibrațiilor, verificați mai întâi starea cuțitelor și montarea acestora. Dacă vibrațiile persistă, este necesară echilibrarea profesională a rotorului. Instalarea mașinii pe tampoane de amortizare a vibrațiilor reduce transmisia fundației.
Echilibrarea peletizorului
Echilibrarea peletizorului acoperă matrița inelară și rolele de presare. Excentricitatea feței matriței nu trebuie să depășească 0,3 mm (verificare cu indicator cu cadran). Distanța dintre rolă și matriță: minimum 0,2–0,3 mm. Inelele de prindere deteriorate sunt cauza principală a ruperii matriței și a vibrațiilor puternice.
Echipamente de amestecare și agitare Echilibrare
Echilibrarea mixerului
Echilibrarea mixerului pentru pompele de clasă industrială respectă standardul API 610, care impune o precizie G2.5 conform ISO 1940. Raportul optim între diametrul rotorului și cel al rezervorului (D/T): 1/3. Mixerele pentru sarcini grele funcționează la viteza critică de 65%; mixerele industriale standard la 70%. Este interzisă funcționarea în intervalul de viteză critică 70–130% fără echilibrare dinamică.
Echilibrarea agitatorului
Echilibrarea agitatorului în procesarea chimică se utilizează arbori lungi în recipiente adânci. Agitatoarele cu palete și turbine funcționează la o viteză critică de 50–65%; tipurile de mare viteză (elice, disc) funcționează peste viteza critică. Echilibrarea dinamică permite funcționarea în siguranță la o viteză critică de 70%. Arborii lungi utilizează suporturi intermediare (rulmenți de stabilizare).
Echilibrarea agitatorului
Echilibrarea agitatorului se adresează dispersoarelor de mare viteză (dizolvatoare). Dezechilibrul provoacă contactul lamei cu peretele vasului. Echilibrarea precisă a arborelui și a lamei cu Balanset-1A prelungește durata de viață a garniturii mecanice, prevenind scurgerea produsului.
Echilibrarea câmpului cu Balanset-1A
The Balanset-1A Sistemul portabil de echilibrare permite corectarea la fața locului fără demontarea mașinii, eliminând timpul de transport, reducând timpul de nefuncționare și permițând verificarea rezultatelor în condiții reale de funcționare.
Cum echilibrează Balanset-1A concasoarele și multe altele
Balanset-1A este un echilibrator dinamic portabil cu două canale și un analizor de vibrații conceput special în acest scop. Acesta permite inginerilor și echipelor de întreținere să efectueze echilibrarea de precizie la fața locului pentru o gamă largă de echipamente. Balanset-1A este dotat cu două senzori de vibrații accelerometrice și un tahometru laser, plus un software care rulează pe un PC. Iată cum funcționează și de ce este eficient:
Echilibrare în două planuri in situ
Balanset-1A poate efectua echilibrarea pe un singur plan sau pe două planuri pe mașina propriu-zisă, în rulmenții normali ai acesteia. Acest lucru înseamnă că puteți echilibra rotorul unui concasor fără a-l demonta, economisind astfel foarte mult timp. Prin utilizarea a două planuri, acesta corectează atât dezechilibrul static, cât și cel dinamic al rotorului. De exemplu, dacă greutatea excentrică a unui concasor conic provoacă vibrații, capacitatea pe două planuri a Balanset-1A va identifica modul în care se poate contrabalansa în pozițiile corecte — ceva ce metodele pe un singur plan nu pot face.
Gamă largă de echipamente
Acest dispozitiv este versatil – este proiectat pentru echilibrarea pe teren a echipamentelor rotative, inclusiv concasoare, ventilatoare, tocătoare, melci, arbori, centrifuge, turbine și multe altele. În practică, un singur Balanset-1A poate deservi o flotă largă de echipamente (concasoare, mori, tocătoare, mixere etc.), reducând timpul de nefuncționare și dependența de serviciile externe de echilibrare.
Software ușor de utilizat
Nu este necesar să fiți un expert în vibrații pentru a utiliza Balanset-1A. Software-ul său ghidează utilizatorul printr-o procedură pas cu pas și calculează automat greutățile și unghiurile de corecție necesare. După testarea unei greutăți de probă, acesta oferă soluția de echilibrare în mod clar, astfel încât tehnicienii să poată deveni competenți cu o pregătire minimă.
Rezultate fiabile
În ciuda portabilității sale, Balanset-1A oferă o calitate profesională a echilibrării. Măsoară cu precizie vibrațiile și faza și calculează corecțiile necesare pentru a îndeplini standardele de calitate ale echilibrării (ISO 1940). În practică, poate produce rezultate comparabile cu cele ale analizatoarelor mult mai scumpe, atunci când condițiile de măsurare sunt stabile și procedura este urmată corect.
Caracteristici ale analizei vibrațiilor
Pe lângă echilibrare, Balanset-1A funcționează și ca analizor de vibrații și poate afișa forme de undă și spectre FFT. Acest lucru ajută la diagnosticarea dacă vibrațiile sunt cauzate de dezechilibru sau de alte probleme (dezaliniere, slăbire, rezonanță), sprijinind decizii de întreținere mai precise. În modul de echilibrare, accentul se pune pe componenta de rotație 1× pentru a izola dezechilibrul.
Avantajele Balanset-1A față de metodele tradiționale
Utilizarea Balanset-1A pentru echilibrarea dinamică oferă mai multe avantaje cheie în comparație cu metodele mai vechi sau cu apelarea la servicii externe:
Fără demontare și timp de nefuncționare minim: Echilibrarea tradițională presupunea adesea demontarea rotorului și transportarea acestuia la un atelier, proces care dura câteva zile. Cu Balanset-1A, echilibrarea se realizează la fața locului, în câteva ore.
Nu este necesar să demontați rotorul concasorului sau arborele morii; pur și simplu atașați senzorii și efectuați procedura de echilibrare la fața locului. Această abordare in situ poate reduce durata lucrării de la 3-7 zile la 2-4 ore, ceea ce înseamnă că producția poate fi reluată în aceeași zi.
Economii de costuri: Prin efectuarea lucrărilor la nivel intern, companiile evită costurile ridicate ale contractorilor specializați și pierderile cauzate de perioadele lungi de nefuncționare. Dispozitivul Balanset-1A în sine este relativ accesibil – aproximativ câteva mii de euro – și oferă “80% din capacitățile analizatoarelor scumpe la doar ~20% din costul acestora”.”
Utilizatorii pot realiza echilibrarea singuri, fără ajutorul specialiștilor terți, iar dispozitivul se poate amortiza după câteva operațiuni de echilibrare. Mai mult, prevenirea unei singure defecțiuni majore poate justifica investiția.
Abordează toate tipurile de dezechilibre: Spre deosebire de echilibrarea statică pe muchiile cuțitelor, capacitatea dinamică pe două planuri a Balanset-1A remediază atât punctele statice grele, cât și dezechilibrul cuplului dinamic într-un singur proces.
Aceasta înseamnă că, chiar dacă un rotor prezintă acea oscilație dificilă (dezechilibru de moment), Balanset-1A o poate detecta și poate ghida plasarea a două greutăți de corecție pentru a anula cuplul. Este o soluție completă pentru scenarii comune de dezechilibru.
Versatilitate pentru multe mașini: O unitate Balanset-1A poate fi utilizată pe aproape orice piesă rotativă din orice industrie. Este cu adevărat universală – același kit poate echilibra astăzi un ventilator, mâine un concasor de pietre și poimâine un pulverizator.
În contextul nostru, acest lucru este ideal pentru operațiuni care implică mai multe tipuri de echipamente (concasare, măcinare, amestecare etc.), deoarece nu este nevoie de instrumente de echilibrare separate pentru fiecare dintre acestea. De la concasoare și măcinătoare la tocătoare, mixere, arbori și turbine, dispozitivul se adaptează la o gamă largă de rotoare.
Ușurința utilizării și siguranța: Software-ul ghidat și configurarea simplă a hardware-ului Balanset-1A înseamnă că nu aveți nevoie de un doctorat în vibrații pentru a efectua o echilibrare. Procesul este sigur și repetabil – reduceți treptat vibrațiile cu ajustări calculate ale greutății, în loc să procedați prin încercări și erori. Acest lucru reduce șansa de eroare umană. Și prin eliminarea vibrațiilor excesive, îmbunătățiți și siguranța în instalație (mai puține cazuri de mașini care se destramă sau creează resturi zburătoare).
Prin eliminarea vibrațiilor excesive, sporiți și siguranța în cadrul instalației (mai puține cazuri în care mașinile se destramă sau creează resturi care zboară).
Diagnosticare rapidă: Cu ajutorul modului de analiză a vibrațiilor, Balanset-1A poate fi utilizat și pentru a diagnostica rapid dacă problema principală este dezechilibrul sau dacă există și alți factori care contribuie la aceasta (cum ar fi un arbore îndoit sau rezonanța). Această capacitate de diagnosticare și corectare all-in-one înseamnă că problemele sunt identificate și rezolvate mai rapid decât în cazul în care se așteaptă intervenția unei echipe externe. În multe cazuri, ciclul de diagnosticare și corectare la fața locului poate fi finalizat în mai puțin de o oră.
În multe cazuri, ciclul de diagnosticare + corectare poate fi finalizat în cadrul aceleiași ferestre de întreținere.
Specificații tehnice
| Parametru | Valoare |
|---|---|
| Domeniul de măsurare a vibrațiilor | 0,05–100 mm/s RMS |
| Interval de frecvență | 5–550 Hz (până la 1000 Hz) |
| Interval de viteză | 150–90.000 rpm |
| Precizia fazei | ±1° |
| Precizia amplitudinii | ±5% |
| Canale | 2 (măsurare simultană) |
| Greutate | 4 kg (kit complet în cutie) |
Avantaje față de metodele tradiționale
| Parametru | Metoda tradițională (magazin) | Echilibrarea câmpului (Balanset-1A) |
|---|---|---|
| Timp total | 3–7 zile | 2–4 ore |
| Demontare necesară | Da | Nu |
| Costul tipic pe lucrare | 5.000–15.000 EUR | 500–1.500 EUR |
| Conturi pentru montarea efectivă | Nu | Da |
| Precizie realizabilă | G2.5–G6.3 | G2.5–G6.3 |
Procedura de echilibrare pas cu pas
Succesul în echilibrare este pregătirea 80%. Urmați acest algoritm dovedit:
Pregătire
- Curățați rotorul de murdărie, rugină, materiale aderente — contaminarea denaturează rezultatele
- Inspectați rulmenții (joc, zgomot, căldură) — echilibrarea nu poate corecta defectele rulmenților.
- Verificați fixarea sigură a fundației și verificați dispozitivele de protecție.
- Pentru concasoarele cu ciocane: verificați mișcarea liberă a ciocanelor și echilibrarea greutății.
Instalarea senzorilor
- Montați senzorii de vibrații pe carcasele rulmenților perpendiculare pe axa de rotație (la o distanță de maximum 25 cm de rulment).
- Conectați-vă la intrările X1 și X2
- Montați tahometrul laser astfel încât raza să lovească banda reflectorizantă de pe rotor.
- Conectați-vă la intrarea X3 și verificați stabilitatea citirii RPM.
Măsurarea inițială
- Lansați software-ul: F7 — Echilibrare → F3 — Echilibrare pe două planuri
- Introduceți parametrii rotorului
- Apăsați F9 pentru a măsura vibrația inițială.
- Înregistrați amplitudinea și faza la ambele puncte de măsurare
Teste de funcționare
- Opriți mașina și instalați greutatea de încercare în Planul 1 (masa ar trebui să modifice amplitudinea sau faza cu 20–30%)
- Alergați și măsurați
- Mutați greutatea pe planul 2 și repetați măsurarea.
- Software-ul calculează coeficienții de influență
Instalarea greutății de corecție
- Software-ul afișează masa și unghiul de corecție pentru ambele planuri pe diagrama polară.
- Instalați greutăți permanente (sudare, fixare cu șuruburi, prindere cu cleme)
- Utilizați funcția "Split Weight" (Împărțire greutate) dacă montarea la un unghi exact este imposibilă.
Verificare
- Măsurați vibrațiile reziduale
- Țintă: Zona A sau B conform ISO 10816 (<2,8 mm/s pentru majoritatea concasoarelor)
- Salvați coeficienții de influență (F8) pentru echilibrarea viitoare fără rulări de probă
- Generați raportul (F9)
Justificare economică și rentabilitatea investiției
Investiția în echipamente portabile de echilibrare se amortizează în 3-4 luni de utilizare intensivă.
| Articol | Valoare |
|---|---|
| Costul echipamentului Balanset-1A | 1.751–1.975 EUR |
| Serviciu de echilibrare cu un singur contractant | €1,500 |
| Frecvența tipică anuală de echilibrare | 4 ori pe an |
| Economii anuale din contractul de service | €6,000 |
| Economii prin prelungirea duratei de viață a rulmenților | 10.000–30.000 €/an |
| Economii prin reducerea timpilor de nefuncționare | 50.000–150.000 EUR/an |
| Economii totale anuale | 66.000–186.000 EUR |
| Perioada de recuperare a investiției | 3–4 luni |
Fizica duratei de viață a rulmenților
Durata de viață a rulmentului L₁₀ este invers proporțională cu cubul sarcinii (P): L₁₀ = (C/P)³. Reducerea sarcinii vibraționale cu 50% crește durata de viață calculată a rulmentului de 8 ori. Pentru ansamblurile supuse unor sarcini mari, cum ar fi arborii concasoarelor cu ciocane sau jurnalele morilor cu role, acest lucru se traduce în ani în loc de luni.
Depanarea problemelor frecvente
Problemă: Citiri instabile sau "flotante"
Cauze posibile: slăbiciune mecanică, rulmenți uzați, funcționare în apropierea rezonanței, viteză instabilă, acumulare de material.
Soluție: Strângeți șuruburile fundației, verificați dacă rulmenții au joc, verificați rigiditatea montării, asigurați-vă că turația este constantă în timpul măsurării, curățați bine rotorul.
Problemă: Nu se poate atinge toleranța necesară
Cauze posibile: alte defecte prezente (dezechilibru, arbore îndoit, deteriorarea rulmentului), comportament neliniar al sistemului, rezonanță.
Soluție: Efectuați testul de coast-down pentru a identifica rezonanțele, efectuați diagnostice complete, corectați defectele asociate înainte de a încerca din nou echilibrarea.
Problemă: Concasor cu ciocane — ciocanele se blochează pe știfturi
Cauza: coroziune sau praf care împiedică mișcarea liberă a ciocanului.
Soluție: Curățați și lubrifiați toate știfturile ciocanului înainte de echilibrare. Verificați mișcarea liberă a fiecărui ciocan. Înlocuiți știfturile blocate.
Problemă: Concasor cu impact — acumularea de material
Cauza: material umed sau lipicios care aderă în interiorul camerelor rotorului (caz documentat: 15 kg de argilă au crescut vibrațiile de la 4 la 12 mm/s).
Soluție: Curățați bine interiorul rotorului înainte de echilibrare. Luați în considerare aplicarea unor acoperiri antiaderente pentru camerele rotorului.
Întrebări frecvente
Cât de des trebuie efectuată echilibrarea concasorului?
Pentru concasoarele cu impact și cu ciocane: la fiecare 500–1000 de ore de funcționare sau după înlocuirea pieselor uzate. Pentru concasoarele cu fălci și conice: la fiecare 3–6 luni sau când vibrațiile cresc. Monitorizarea continuă a vibrațiilor permite programarea în funcție de stare.
Personalul intern poate efectua echilibrarea?
Da. Cu Balanset-1A și o scurtă instruire (de obicei o zi), tehnicienii de întreținere fără experiență anterioară în echilibrare obțin rezultate profesionale. Software-ul ghidează utilizatorii pas cu pas prin procedură.
Ce grad de calitate al echilibrului este necesar?
Majoritatea concasoarelor și morilor: G6,3 conform ISO 1940-1. Echipamente de mare viteză (mori cu ciocane peste 1500 rpm, pulverizatoare): G2,5. Axe de rectificare de precizie: G1,0 sau mai bine.
Echilibrarea elimină toate vibrațiile?
Nu. Echilibrarea elimină vibrațiile cauzate numai de asimetria masei. Vibrațiile cauzate de alinierea incorectă, defectele rulmenților, slăbirea, rezonanța, problemele de angrenare a roților dințate sau forțele aerodinamice necesită măsuri corective separate. Analiza completă a vibrațiilor identifică cauzele principale.
De ce este necesară echilibrarea pe două planuri?
Rotoarele lungi (L/D > 0,25) dezvoltă atât dezechilibru static, cât și cuplu (moment). Echilibrarea pe un singur plan nu poate corecta dezechilibrul cuplului, ceea ce creează o mișcare de balansare care deteriorează rulmenții. Echilibrarea dinamică pe două planuri este singura soluție completă.
Coeficienții de influență stocați pot fi reutilizați?
Da, pentru configurații identice ale rotorului. După caracterizarea inițială, echilibrarea ulterioară (de exemplu, după înlocuirea barei de suflare sau a ciocanului) necesită o singură măsurătoare. Această caracteristică reduce considerabil timpul de echilibrare pentru întreținerea de rutină.
Care este nivelul de vibrație țintă după echilibrare?
ISO 10816-3 definește zonele: Zona A (excelentă) 11,2 mm/s. Țintă: Zona A sau B pentru funcționare continuă.
Începeți să economisiți la reparații chiar astăzi
Achiziționați Balanset-1A, instruiți-vă echipa și implementați întreținerea bazată pe stare. Asistență tehnică profesională disponibilă prin WhatsApp.
Rezultate practice: studii de caz documentate
- Fibrizor pentru trestie de zahăr (24 tone, 747 rpm): Vibrațiile au fost reduse de la 3,2 la 0,47 mm/s — o îmbunătățire de 6,8 ori
- Concasor în Spania: Vibrație inițială >100 mm/s (nivel de urgență), post-echilibrare 16–18 mm/s — mașina funcționează "ca nouă"
- Concasor industrial: Vibrații de la 21,5 la 1,51 mm/s — îmbunătățire de 14 ori
- Ventilator montat pe acoperiș (-6 °C temperatura ambiantă): De la 6,8 la <1,8 mm/s
- Ventilația centrelor comerciale: Reducerea zgomotului cu 5–7 dB, economii de energie, durată de viață prelungită
Concluzie
Pe scurt, indiferent dacă este vorba de concasoare cu fălci, concasoare conice, concasoare cu impact, concasoare cu ciocane sau alte mașini rotative, cum ar fi mori, tocătoare, mixere și mașini de măcinat, menținerea echilibrului echipamentului este esențială. Aceasta duce la o funcționare mai lină, componente mai durabile, economii de energie și condiții de lucru mai sigure. Metodele statice tradiționale, cum ar fi echilibrarea “pe cuțite”, au limitări – ele nu pot remedia anumite tipuri de dezechilibre care se manifestă numai atunci când mașina este în funcțiune. Din fericire, instrumentele moderne de echilibrare dinamică oferă o soluție.
Echilibratorul portabil Balanset-1A ilustrează progresul înregistrat în acest domeniu. Acesta oferă echilibrare profesională pe două planuri direct la locul de muncă, permițând echipelor de întreținere să corecteze rapid dezechilibrele din rotoarele concasoarelor și din multe alte aplicații. Prin utilizarea de software și senzori inteligenți, acesta elimină incertitudinea din procesul de echilibrare și asigură rezolvarea chiar și a dezechilibrelor complexe. Rezultatul este o mașinărie care funcționează fără probleme, așa cum este prevăzut, fără forțele distructive cauzate de vibrații.
Pentru o gamă largă de industrii – de la minerit și cariere (concasoare și mori) până la producție și agricultură (ventilatoare, tocătoare, mixere) – investiția în echipamente de echilibrare adecvate, precum Balanset-1A, poate fi un factor decisiv. Acesta protejează utilajele “din interior”, prevenind deteriorarea înainte ca aceasta să apară. În termeni practici, asta înseamnă mai puține defecțiuni, costuri de întreținere mai mici și o producție mai fiabilă.
Din punct de vedere practic al întreținerii, Balanset-1A ocupă o nișă utilă între echipamentele de laborator costisitoare și serviciile furnizate de terți: permite echilibrarea in situ în rulmenții proprii ai mașinii, la viteza și sarcina reale de funcționare. Acest lucru este important deoarece echilibrarea în laborator pe suporturi ideale nu poate reflecta pe deplin condițiile specifice de instalare la fața locului. În plus, coeficienții de influență stocați permit repetarea echilibrării după înlocuirea barei de lovire sau a ciocanului într-o singură operațiune, fără greutăți de încercare.
Pentru majoritatea echipamentelor de concasare și măcinare, un obiectiv tipic este gradul de calitate al echilibrului G6.3 conform ISO 1940, corespunzător unei vibrații sub 4,5 mm/s conform ISO 10816. Atingerea acestui nivel cu Balanset‑1A este o sarcină realistă și reproductibilă pentru personalul calificat după o instruire minimă, cu condiția ca mașina să fie în stare bună din punct de vedere mecanic și măsurătorile să fie stabile.
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 
0 Comentarii