Acasă → Glosar → Echilibrare dinamică
Explicația echilibrării dinamice (echilibrarea pe două planuri)
Un ghid practic pentru corectarea dezechilibrului rotorului în două planuri: când un singur plan nu este suficient, cum funcționează metoda coeficienților de influență, cum se calculează unghiul de corecție și ce toleranțe trebuie vizate. Bazat pe experiența de teren a sutelor de Balanset-1A utilizatori — de la tamburi de tocătoare la un rotor de 24 de tone.
1. Definiție: Ce este echilibrarea dinamică?
Echilibrarea dinamică este o procedură de corectare dezechilibru într-un rotor prin aplicarea unor corecții de masă într-un număr minim de două planuri separate pe toată lungimea sa. Acesta este utilizat atunci când corecția într-un singur plan nu este suficientă, deoarece rotorul poate combina dezechilibru static (forță) și dezechilibrul cuplului.
Instrumentele portabile cu două planuri precum Vibromera Balanset-1A efectuează această procedură pe teren, măsurând vibrația și fază la fiecare lagăr și calculând masele de corecție cu metoda coeficientului de influență.
Mașini și echipamente de echilibrare dinamică
Lucrul pe teren necesită o mașină portabilă de echilibrare dinamică, nu un stand staționar: Balanset-1A este un echilibror dinamic portabil cu două canale și spectru FFT, care corectează dezechilibrul în două planuri la fața locului — în lagărele proprii ale rotorului, incluzând alinierea, precomprimarea lagărelor și efectele fundației. Pentru un exemplu rezolvat, vedeți Echilibrarea arborelui cardanic pe teren.
2. Dezechilibru static vs. dinamic: Diferența cheie
Pentru a înțelege echilibrarea dinamică, este important să se facă distincția între cele două forme principale de dezechilibru.
- Dezechilibru static: centrul de masă al rotorului este decalat față de axa sa de rotație. Se comportă ca un singur “punct greu”: un rotor oprit pe suporturi libere se va rostogoli singur cu partea grea în jos. Poate fi corectat cu o greutate într-un singur plan (echilibrare statică, numit și echilibrare pe un singur plan).
- Dezechilibru dinamic: punctele grele se află la capete diferite și pe părți diferite ale rotorului. În repaus, un asemenea rotor poate părea perfect echilibrat — rotind rotorul cu 90°, cele două puncte grele par să se compenseze reciproc. Dar în rotație, fiecare punct greu trage în direcția sa: cele două mase creează o forță de rotație, sau un “cuplu”, care face ca rotorul oscilează dintr-un capăt în celălalt. Dezechilibrul de cuplu poate numai fie detectat în rotație și poate numai corectat prin plasarea unor greutăți în două planuri diferite, pentru a crea un cuplu opus.
| Dezechilibru static | Dezechilibru dinamic | |
|---|---|---|
| Detectabil în repaus? | Da — rotorul se rostogolește cu partea grea în jos pe reazeme libere | Nu — se manifestă doar în rotație |
| Comportamentul rotorului | Vibrează “în fază” la ambele suporturi | Oscilații: reazemele vibrează cu faze diferite |
| Corecţie | 1 greutate, 1 plan | Greutăți în 2 planuri, calculate împreună |
| Rotoare tipice | Discuri înguste, fulii, rotoare de ventilator înguste | Tamburi de tocătoare, arbori lungi, rotoare de combină, ventilatoare peste 3000 rpm |
3. Un plan sau două? O regulă practică
Regula practică ISO 21940-11: dacă rotorul lățimea este mai mică decât jumătate din diametrul său (raport ~1:2; în practica de teren, asistența recomandă 1:3), corecția pe un singur plan este de obicei suficientă. Rotoarele lungi necesită două planuri, deoarece dezechilibrul la cele două capete ale rotorului se influențează reciproc: o greutate adăugată în planul 1 modifică vibrația la ambele reazeme. Exact de aceea un instrument cu două planuri măsoară ambele canale simultan (senzorii X1 și X2) și calculează ambele greutăți de corecție deodată, în loc să trateze fiecare capăt ca o lucrare separată pe un singur plan.
4. Planuri de corecție și amplasarea senzorilor
Echilibrarea pe două planuri se bazează pe trei elemente:
- Două planuri de corecție (planul 1 și planul 2) unde vor fi montate greutățile de corecție — cât mai departe unul de celălalt de-a lungul rotorului.
- Două puncte de măsurare a vibrațiilor (de obicei carcasele lagărelor) conectate la canalele X1 și X2. Senzorul X1 corespunde planului 1, senzorul X2 planului 2 — nu îi inversați în mijlocul lucrării.
- A fază referință — o tahometru orientat spre un marcaj reflectorizant — pentru a măsura turația și faza. O marcă pe rotație, lipită pe butuc sau pe arbore (nu pe o paletă), și nu s-a mișcat niciodată între rulări.
Exemple tipice de planuri de corecție și amplasare a senzorilor pentru configurații uzuale de rotor:
5. Procedura de echilibrare pe două planuri
Înainte de prima rulare, asigurați-vă că există într-adevăr ceva de echilibrat — și că măsurătorile pot fi de încredere:
- Fără joc în lagăre (curelele scoase, mișcați rotorul cu o rangă), fără fisuri, toate elementele de fixare strânse.
- Rotor în configurație de lucru: toate paletele/ciocanele/cuțitele montate, rotor curat.
- Senzori dispuși radial pe carcasele lagărelor; marca tahometrului pe butuc; cablurile fixate departe de rotor.
- În Vibrometru : turația se citește corect și este stabilă; amplitudinea se repetă în limita a ~10–20%, iar faza în limita a ~10–20° între rulări.
- Componenta 1× domină spectrul. Dacă domină armonicele 2× sau superioare — remediați mai întâi dezalinierea/jocul.
Echilibrarea pe teren pe două planuri folosește metoda coeficientului de influență — aparatul “învață” răspunsul mașinii dintr-o cunoscută greutate de probă:
-
Run #0 — valoare de bază
Porniți rotorul la turația de echilibrare aleasă, fără mase de probă, și măsurați vibrația inițială (amplitudine și fază) pe ambele canale.
Păstrați aceeași turație pentru fiecare rulare din serie — în limita a ~100 rpm. Dacă turația de lucru se află pe o rezonanță sau vibrația depășește 40–50 mm/s, echilibrați în două etape, începând cu turație redusă.
-
Run #1 — masa de probă în planul 1
Opriți mașina, montați masa de probă în planul 1 la o poziție marcată, porniți din nou și măsurați. Masa de probă trebuie să modifice amplitudinea sau faza cu cel puțin 20–30 % — altfel instrumentul nu are din ce să calculeze (măriți masa). Utilizați calculator pentru greutatea de probă pentru o estimare inițială.
-
Run #2 — masa de probă mutată în planul 2
Mutați masa de probă din planul 1 în planul 2 (mutată, nu adăugată suplimentar!) și măsurați din nou.
-
Calcul
Software-ul calculează masa și unghiul de corecție pentru fiecare plan, rezolvând ambele planuri împreună, astfel încât efectul încrucișat dintre capetele rotorului să fie luat în considerare.
-
Corecţie
Îndepărtați toate masele de probă și montați greutățile de corecție pe aceeași rază ca masă de probă. Sudura este standard pentru tamburi și ventilatoare (alocați ~100 g pentru cusătura de sudură în sine); șuruburile, șaibele de nituit sau colierele de furtun funcționează de asemenea, în funcție de rotor.
-
Verificare și ajustare finală
Efectuați o rulare de control (rulare de verificare finală). O scădere a vibrației de 3–10 ori în 1–2 iterații este normală pentru o mașină sănătoasă mecanic. Programul calculează o greutate suplimentară mică; repetați până când vă încadrați în toleranță.
Când un unghi de corecție calculat cade între două puncte de fixare accesibile (palete, găuri pentru șuruburi), masa necesară poate fi repartizată pe pozițiile disponibile cu calculator pentru descompunerea masei de corecție în două planuri, iar sensibilitatea de bază pe un singur plan poate fi verificată cu calculator al coeficientului de influență.
6. Calcularea unghiului de corecție — cel mai important punct dintre toate
Unghiul de corecție se numără de la poziția masei de probă (0°), în sensul de rotație al rotorului. Nu împotriva rotației, și nu dintr-un punct arbitrar.
Exemplu: greutatea de probă era la “ora 12” și rotorul se rotește în sensul acelor de ceasornic privit din față. Calculul indică 90° → greutatea de corecție merge la “ora 3”. Greșeala clasică este să numeri împotriva sensului de rotație (montare la 360−70 = 290° în loc de 70°) — atunci vibrația crește în loc să scadă.
Pe diagrama polară, software-ul afișează acest lucru vizual: punctul roz este poziția masei de probă (0°), punctul verde este locul unde merge masa de corecție, iar săgeata roșie indică sensul de rotație.
7. Rezultate și toleranțe: când este lucrarea gata?
Se folosesc două sisteme de evaluare în paralel — nu le confundați: mm/s (viteza de vibrație a mașinii asamblate, ISO 10816/20816) și g·mm (dezechilibru rezidual a rotorului însuși, ISO 1940/21940-11). Instrumentul afișează ambele valori.
| Zonă | Viteza vibrației (RMS) | Evaluare |
|---|---|---|
| A | până la 1,4 mm/s | Excelent — ca o mașină nouă |
| B | 1,4 – 2,8 mm/s | Bun — potrivit pentru funcționare pe termen lung |
| C | 2,8 – 4,5 mm/s | Acceptabil pentru un timp limitat |
| D | peste 4,5 mm/s | Inacceptabil — este necesară o acțiune |
Ajustări de teren: pentru utilajele agricole pe reazeme moi, limitele sunt mai permisive — până la 7–8 mm/s este deja un rezultat bun pentru un tocător; a urmări 0,5 mm/s acolo nu are sens. Fiți atenți la componenta 1×, nu doar vibrația globală: echilibrarea reduce exact acea parte.
Dezechilibrul rezidual este apreciat prin clase G (G16 — rotoare agricole și arbori cardanici, G6.3 — ventilatoare, tamburi și rotoare generale, G2.5 — turbine și mașini-unelte, G1–G0.4 — arbori principali). Valoarea admisă în g·mm per plan pentru masa, turația și clasa rotorului dumneavoastră poate fi verificată cu calculator pentru dezechilibrul rezidual (ISO 21940-11) — același calculator este integrat în software-ul Balanset-1A.
8. Dacă vibrația nu scade
Tabel rapid de diagnosticare pentru cele mai frecvente situații de tipul “s-a înrăutățit / nu converge”:
| Simptom | Cauza probabilă | Ce este de făcut |
|---|---|---|
| După montarea greutății de corecție, vibrația a crescut în loc să scadă | Unghiul de corecție a fost trasat în direcția greșită — împotriva rotației rotorului în loc de a merge în același sens | Marcați din nou unghiul: porniți de la poziția masei de probă (0°) și numărați în sensul de rotație al rotorului |
| La fiecare rulare nouă, programul cere adăugarea din ce în ce mai multă masă | Metoda de corecție este setată în setări pe “eliminare masă”, în timp ce în realitate se adaugă greutăți, astfel încât semnul rezultatului este inversat | Deschideți setările de echilibrare și comutați metoda de corecție pe “adăugare masă” |
| O mică schimbare a turației (50–100 rpm) modifică nivelul vibrației de mai multe ori | Turația de echilibrare se află pe sau aproape de o rezonanță structurală | Înregistrați o diagramă RunDown (decelerare liberă) și alegeți o turație de echilibrare în afara zonelor de rezonanță |
| Răspunsul la greutățile montate nu este proporțional; rezultatele sar de la o iterație la alta | Mașina se comportă neliniar (reazeme moi, structură uzată sau deteriorată) | Montați jumătate — sau o treime — din masa calculată la fiecare iterație și repetați rularea de control |
| Amplitudinea și faza diferă la fiecare rulare, deși nu s-a schimbat nimic | Defecte mecanice (joc în lagăre, fisuri, șuruburi slăbite) sau declanșare falsă a tahometrului | Reparați mai întâi mecanica; asigurați-vă că doar o singură marcă reflectă fasciculul tahometrului |
| Programul afișează o turație de 2–3 ori mai mare decât cea reală | Tahometrul detectează reflexii suplimentare: găuri de fulie, puncte lucioase, muchii de paletă | Mutați marca reflectorizantă pe butuc sau pe arbore; acoperiți sau mați celelalte suprafețe reflectorizante |
| În spectrul FFT, vârful 2× (sau o serie de vârfuri 3×, 5×, 6×) este mai mare decât vârful 1× | Dezalinierea arborelui sau jocul mecanic — acesta nu este dezechilibru | Reparați mai întâi cuplajele, ajustajele și elementele de fixare, și echilibrați abia după aceea |
Arborele complet de diagnosticare — citirea spectrului, căutarea rezonanțelor, cauzele reale din cazurile de asistență — se află în baza de cunoștințe: Vibrația nu scade: găsirea cauzei reale.
9. Echilibrarea pe două planuri cu Balanset-1A
Balanset-1A este un sistem de echilibrare cu două canale, bazat pe PC, conceput pentru echilibrarea rotorului într-un plan sau în două planuri, atât pe teren cât și în producție. În modul cu două planuri, măsoară turația rotorului și vectorul vibrația 1× (valoarea RMS și faza) pe ambele canale simultan și calculează parametrii greutăților de corecție pentru ambele planuri deodată — inclusiv diagrama polară, jurnalul rulărilor și dezechilibrul rezidual obținut față de toleranța ISO aleasă.
| Parametru | Balanset-1A |
|---|---|
| Canale | 2 canale de vibrație + canal de tahometru laser |
| Viteza vibrației (RMS) | 0,02 – 80 mm/s |
| Interval de frecvență | 5 – 550 Hz (spectru FFT până la 1000 Hz) |
| Interval de viteză | 100 – 100.000 rpm |
| Precizia fazei | ±1° |
| Planuri de echilibrare | 1 sau 2 |
| Masa rotorului | Nelimitat de metodă (record real — un rotor de 24.000 kg) |
| Cerințe PC | Windows 7/8/10/11, USB; orice laptop de birou |
| Software | Achiziție unică, actualizări gratuite, fără abonament |
Software: configurare pe două planuri și vizualizare rezultate
Echilibrați singur rotoarele — la fața locului, în lagărele proprii
Balanset-1A Set complet — €1,975, totul inclus: unitate de măsurare, 2 senzori, tahometru laser, suport magnetic, cântar, software cu actualizări gratuite pe viață. Utilizat în întreaga lume la tocătoare, ventilatoare, concasoare, arbori cardanici și arbori principali — cu asistență gratuită prin e-mail bazată pe sute de lucrări reale de echilibrare.
10. Video: Balanset-1A în acțiune
O scurtă prezentare a echilibrării pe teren cu Balanset-1A — de la instalarea senzorilor până la rularea finală de ajustare. Mai multe videoclipuri, inclusiv exemple specifice pentru mașini, se găsesc pe Canalul YouTube Vibromera.
11. Întrebări frecvente
Trebuie să cunosc masa rotorului pentru a-l echilibra?
Nu. Calculul greutății de corecție necesită doar masa masei de probă și raza sa de montare. Masa rotorului este folosită doar pentru estimarea masei de probă și pentru calculatorul de toleranță ISO 1940 (clasa G).
Care este dimensiunea sau masa maximă a rotorului pentru echilibrarea pe două planuri?
Metoda coeficienților de influență nu limitează masa rotorului — instrumentul măsoară răspunsul reazemelor, nu rotorul în sine. Recordul real cu Balanset-1A este un rotor defibrator de 24.000 kg dintr-o fabrică de zahăr, echilibrat la 0,47 mm/s.
În ce interval de turație funcționează?
Formal de la 100 rpm; în practică, echilibrarea sub ~300 rpm este dificilă (semnal slab al senzorului la frecvențe joase). Domeniul superior ajunge la zeci de mii de rpm — arborii principali de mare viteză sunt echilibrați la clasele G1–G0.4.
Pot echilibra un rotor fără a-l scoate din mașină?
Da — acesta este scopul principal al echilibrării dinamice pe teren: rotorul este echilibrat în lagărele proprii, în condiții reale de funcționare. Măsurătorile durează de obicei 15–30 de minute, plus timpul necesar montării greutăților.
Cum știu dacă un singur plan este suficient?
Regulă practică (ISO 21940-11): dacă lățimea rotorului este mai mică decât jumătate din diametrul său (în practică — o treime), un singur plan este de obicei suficient. Rotoarele lungi — tamburi, arbori, rotoare late — necesită două planuri, deoarece cele două capete se influențează reciproc.
De ce a crescut vibrația după ce am montat greutatea calculată?
Patru cauze tipice: unghiul de corecție a fost trasat împotriva sensului de rotație al rotorului; metoda de corecție era setată în setări pe “eliminare masă”, în timp ce în realitate se adăugau greutăți; turația de echilibrare este aproape de o rezonanță; sau întreaga masă calculată a fost montată dintr-o dată pe o mașină neliniară (montați mai întâi jumătate). Dacă niciuna dintre acestea nu se aplică, căutați un defect mecanic: joc în lagăre, fisuri, piese slăbite.
Există un abonament software sau o calibrare anuală?
Nu. Software-ul Balanset-1A este o achiziție unică, cu actualizări gratuite și instalări nelimitate, iar instrumentul nu necesită calibrare anuală — coeficienții de calibrare din fabrică sunt livrați cu fiecare set.
Echilibrează arbori cardanici (de transmisie)?
Da — un arbore cardanic obișnuit se echilibrează în două planuri; greutățile se fixează comod cu coliere de furtun asigurate cu adeziv de blocare a filetului (0,5 mm/s valoare finală într-un caz real). Arborii cu reazeme intermediare care necesită 3–4 planuri sunt domeniul Balanset-4. O articulație cardanică uzată trebuie înlocuită mai întâi — echilibrarea nu remediază jocul.
