Înțelegerea metodei celor patru runde în echilibrarea rotorului
Definiție: Ce este metoda celor patru runde?
The metoda cu patru runde este o procedură sistematică pentru echilibrare pe două planuri care utilizează patru runde distincte de măsurare pentru a stabili un set complet de coeficienți de influență pentru ambele planuri de corecție. Metoda implică măsurarea stării inițiale a rotorului, apoi testarea fiecărui plan de corecție independent cu un greutate de probă, urmată de testarea simultană a ambelor planuri cu greutăți de probă.
Această abordare cuprinzătoare oferă o caracterizare completă a răspunsului dinamic al sistemului rotor-lagăr, permițând calcularea precisă a ponderi de corecție care minimizează vibrații simultan în ambele locații ale rulmentului.
Procedura în patru etape
Metoda constă în exact patru teste secvențiale, fiecare servind unui scop specific:
Rularea 1: Rularea inițială (de bază)
Mașina funcționează la viteza de echilibrare în starea inițială. Măsurători de vibrații (ambele amplitudine și fază) sunt înregistrate în ambele locații ale rulmentului (Rulment 1 și Rulment 2). Aceasta stabilește semnătura vibrației de bază cauzată de vibrația originală dezechilibra.
- Înregistrare: Vibrații la rulmentul 1 = A₁, ∠θ₁
- Înregistrare: Vibrații la rulmentul 2 = A₂, ∠θ₂
Rula 2: Greutate de probă în planul 1
Mașina este oprită și o greutate de probă cunoscută (T₁) este atașată la o poziție unghiulară specificată în Planul de corecție 1. Mașina este repornită și vibrațiile sunt măsurate din nou la ambii rulmenți. Modificarea vibrațiilor arată cum o greutate din Planul 1 afectează ambele locații de măsurare.
- Greutatea de probă T₁ adăugată la Planul 1 la unghiul α₁
- Înregistrare: Vibrații noi la Rulmentul 1 și Rulmentul 2
- Calculați: Efectul lui T₁ asupra rulmentului 1 (efect primar)
- Calculați: Efectul lui T₁ asupra rulmentului 2 (efectul de cuplare încrucișată)
Rula 3: Greutate de probă în planul 2
Greutatea de probă T₁ este îndepărtată și o altă greutate de probă (T₂) este atașată într-o poziție specificată în Planul de corecție 2. Se efectuează o altă măsurătoare. Aceasta dezvăluie modul în care o greutate din Planul 2 afectează ambii rulmenți.
- Greutatea de probă T₁ îndepărtată din Planul 1
- Greutatea de probă T₂ adăugată la Planul 2 la unghiul α₂
- Înregistrare: Vibrații noi la Rulmentul 1 și Rulmentul 2
- Calculați: Efectul lui T₂ asupra rulmentului 1 (efect de cuplare încrucișată)
- Calculați: Efectul lui T₂ asupra rulmentului 2 (efect primar)
Rula 4: Greutăți de probă în ambele planuri
Ambele greutăți de probă sunt instalate simultan (T₁ în Planul 1 și T₂ în Planul 2) și se efectuează o a patra rundă de măsurare. Aceasta oferă date suplimentare care ajută la verificarea liniarității sistemului și poate îmbunătăți precizia calculului, în special atunci când efectele de cuplare încrucișată sunt semnificative.
- Atât T₁, cât și T₂ instalate simultan
- Înregistrare: Răspuns combinat la vibrații la ambii rulmenți
- Verificare: Suma vectorială a efectelor individuale corespunde măsurătorii combinate (validează liniaritatea)
Fundația matematică
Metoda cu patru runde stabilește patru coeficienți de influență care formează o matrice 2×2 care descrie comportamentul complet al sistemului:
Matricea Coeficientului de Influență
- α₁₁: Efectul unei greutăți unitare în Planul 1 asupra vibrațiilor la Rulmentul 1 (efect direct)
- α₁₂: Efectul unei greutăți unitare în Planul 2 asupra vibrațiilor la Rulmentul 1 (cuplaj încrucișat)
- α₂₁: Efectul unei greutăți unitare în Planul 1 asupra vibrațiilor la Rulmentul 2 (cuplaj încrucișat)
- α₂₂: Efectul unei greutăți unitare în Planul 2 asupra vibrațiilor la Rulmentul 2 (efect direct)
Rezolvarea pentru ponderi de corecție
Cu toți cei patru coeficienți cunoscuți, software-ul de echilibrare rezolvă un sistem de două ecuații vectoriale simultane pentru a calcula ponderile de corecție (W₁ pentru Planul 1, W₂ pentru Planul 2) care vor minimiza vibrațiile la ambii rulmenți:
- α₁₁ · W₁ + α₁₂ · W₂ = -V₁ (pentru anularea vibrațiilor la Rulmentul 1)
- α₂₁ · W₁ + α₂₂ · W₂ = -V₂ (pentru anularea vibrațiilor la Rulmentul 2)
Unde V₁ și V₂ sunt vectorii de vibrație inițiali la cei doi rulmenți. Soluția folosește matematică vectorială și inversiunea matricei.
Avantajele metodei cu patru runde
Metoda în patru etape oferă câteva avantaje importante:
1. Caracterizarea completă a sistemului
Prin testarea fiecărui plan independent și apoi a ambelor planuri împreună, metoda caracterizează complet atât efectele directe, cât și efectele de cuplare încrucișată. Acest lucru este esențial atunci când planurile sunt apropiate unul de celălalt sau când rigiditatea lagărului variază semnificativ.
2. Verificare încorporată
Rula 4 oferă o verificare a linearității sistemului. Dacă efectul combinat al ambelor ponderi de încercare nu corespunde cu suma vectorială a efectelor lor individuale, acest lucru indică un comportament neliniar (slăbiciune, joc al lagărului, probleme ale fundației) care trebuie corectat înainte de a continua.
3. Precizie îmbunătățită
Când efectele de cuplare încrucișată sunt semnificative (un plan afectează puternic celălalt rulment), metoda în patru runde oferă rezultate mai precise decât metodele mai simple în trei runde.
4. Date redundante
Faptul că există patru măsurători pentru patru necunoscute oferă o oarecare redundanță, permițând software-ului să detecteze și, eventual, să compenseze erorile de măsurare.
5. Încredere în rezultate
Abordarea sistematică și verificarea încorporată îi oferă tehnicianului încrederea că corecțiile calculate vor fi eficiente.
Când se utilizează metoda celor patru runde
Metoda cu patru runde este deosebit de potrivită în următoarele situații:
- Cuplare încrucișată semnificativă: Când planurile de corecție sunt apropiate sau când sistemul rotor-lagăr are o rigiditate asimetrică, un plan afectează semnificativ ambele lagăre.
- Cerințe de înaltă precizie: Când este strâns toleranțe de echilibrare trebuie îndeplinite.
- Caracteristici ale sistemului necunoscute: Când se echilibrează o mașină pentru prima dată și comportamentul sistemului nu este bine înțeles.
- Echipamente critice: Utilaje de mare valoare pentru care timpul suplimentar pentru o a patra rundă este justificat de o încredere sporită în rezultat.
- Stabilirea calibrării permanente: Când creați calibrare permanentă date pentru utilizare ulterioară, minuțiozitatea metodei în patru runde asigură coeficienți stocați exacți.
Comparație cu metoda celor trei runde
Metoda în patru etape poate fi comparată cu cea mai simplă metoda cu trei runde:
Metoda cu trei runde
- Execuția 1: Condiția inițială
- Rula 2: Greutate de probă în Planul 1
- Rula 3: Greutate de probă în Planul 2
- Calculați corecțiile direct din trei rulări
Avantajele metodei cu patru runde
- Verificarea liniarității: Rula 4 confirmă că sistemul se comportă liniar
- O mai bună caracterizare a cuplajului încrucișat: Date mai complete atunci când cuplarea încrucișată este puternică
- Detectarea erorilor: Anomaliile sunt mai ușor de identificat
Avantajele metodei cu trei runde
- Economii de timp: O rulare mai puțin reduce timpul de echilibrare cu ~20%
- Precizie suficientă: Pentru multe aplicații, trei rulări oferă rezultate adecvate
- Simplitate: Mai puține date de gestionat și procesat
În practică, metoda în trei etape este mai frecvent utilizată pentru lucrările de echilibrare de rutină, în timp ce metoda în patru etape este rezervată aplicațiilor de înaltă precizie sau situațiilor problematice.
Sfaturi practice de execuție
Pentru executarea cu succes a metodei în patru runde:
Selectarea greutății de probă
- Alegeți greutăți de probă care produc o modificare a vibrațiilor de 25-50% față de valoarea inițială
- Folosiți ponderi de magnitudine similare pentru ambele planuri pentru o calitate consistentă a măsurătorilor
- Asigurați-vă că greutățile sunt fixate în siguranță pentru toate cursele
Consecvența măsurătorilor
- Mențineți condiții de funcționare identice (viteză, temperatură, sarcină) pentru toate cele patru rulări
- Permiteți stabilizarea termică între cicluri, dacă este necesar
- Folosiți aceleași locații ale senzorilor și aceleași variante de montare pentru toate măsurătorile
- Luați mai multe măsurători per rulare și calculați media acestora pentru a reduce zgomotul
Verificări ale calității datelor
- Verificați dacă greutățile de probă produc modificări ale vibrațiilor clar măsurabile (cel puțin 10-15% din nivelul inițial)
- Verificați dacă rezultatele rundei 4 corespund aproximativ cu suma vectorială a efectelor rundelor 2 și 3 (în limita a 10-20%)
- Dacă verificarea liniarității eșuează, investigați problemele mecanice înainte de a continua.
Depanare
Probleme comune cu metoda în patru etape și soluțiile aferente:
Rula 4 nu corespunde răspunsului așteptat
Cauze posibile:
- Comportamentul neliniar al sistemului (joc, ușurință la înălțime, joc la rulment)
- Ponderile de încercare sunt prea mari, ceea ce duce sistemul într-un regim neliniar
- Erori de măsurare sau condiții de funcționare inconsistente
Soluții:
- Verificați și corectați problemele mecanice
- Folosește ponderi de încercare mai mici
- Verificarea calibrării sistemului de măsurare
- Asigurarea unor condiții de operare consecvente pe parcursul tuturor rulărilor
Rezultate slabe ale bilanțului final
Cauze posibile:
- Corecții calculate instalate la unghiuri greșite
- Erori de magnitudine a greutății
- Caracteristicile sistemului s-au modificat între rulările de probă și instalarea corectivă
Soluții:
- Verificați cu atenție instalarea greutății corectoare
- Asigurați stabilitatea mecanică pe tot parcursul procedurii
- Luați în considerare repetarea cu date noi de probă
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 