Înțelegerea echilibrării pe un singur plan
Definiție: Ce este echilibrarea pe un singur plan?
Echilibrare pe un singur plan este un echilibrare procedură în care dezechilibrul rotorului este corectat prin adăugarea sau eliminarea de masă într-un singur plan radial perpendicular pe axa de rotație. Această metodă este potrivită atunci când dezechilibrul este predominant static în natură - ceea ce înseamnă că centrul de masă al rotorului este decalat față de axa de rotație, dar nu există un cuplu sau un moment semnificativ care să provoace oscilația rotorului.
Echilibrarea pe un singur plan este cea mai simplă și mai economică metodă de echilibrare, necesitând doar un singur plan de corecție și de obicei doar unul greutate de probă alerga pentru a finaliza.
Când se utilizează echilibrarea pe un singur plan
Echilibrarea pe un singur plan este potrivită pentru anumite tipuri de rotoare și condiții de funcționare:
1. Rotoare de tip disc
Rotoarele a căror lungime axială (grosime) este mică în comparație cu diametrul sunt candidați ideali. Acestea sunt adesea numite rotoare “înguste” sau “subțiri”. Exemplele includ:
- Discuri abrazive
- Lame de ferăstrău circular
- Ventilator sau suflante cu o singură treaptă
- Volante
- Discuri de frână
- Scripete simple
2. Rotoare rigide care funcționează sub prima viteză critică
Pentru rotoare rigide care funcționează mult sub nivelul inițial viteză critică, echilibrarea într-un singur plan poate fi suficientă chiar dacă rotorul are o anumită lungime axială. Important este ca rotorul să nu sufere îndoiri sau flexări semnificative în timpul funcționării.
3. Când se știe că dezechilibrul este static
Dacă dezechilibrul este cauzat de o singură sursă localizată - cum ar fi acumularea de material, lipsă a palei ventilatorului sau un montaj excentric - și măsurătorile vibrațiilor arată o mișcare predominant în fază în toate locațiile rulmentului, echilibrarea într-un singur plan este adecvată.
Procedura de echilibrare pe un singur plan
Procedura urmează o abordare simplă și sistematică utilizând metoda coeficientului de influență:
Pasul 1: Măsurarea inițială
Cu rotorul funcționând la viteza sa normală, măsurați și înregistrați vectorul inițial de vibrație (amplitudine și fază) în una sau mai multe locații ale rulmentului. Aceasta reprezintă vibrația cauzată de vibrația inițială dezechilibra.
Pasul 2: Atașați greutatea de probă
Opriți mașina și atașați un dispozitiv cunoscut greutate de probă la o poziție unghiulară convenabilă (de obicei 0°) pe planul de corecție ales. Greutatea de probă trebuie să aibă o magnitudine suficientă pentru a produce o modificare vizibilă a vibrației - de obicei 25-50% din nivelul inițial de vibrație.
Pasul 3: Funcționare de probă
Reporniți mașina și măsurați noul vector de vibrații în aceeași locație (locații). Această măsurătoare reprezintă efectul combinat al dezechilibrului inițial plus greutatea de probă.
Pasul 4: Calculați ponderea de corecție
Instrumentul de echilibrare funcționează adunarea vectorială și calculează coeficientul de influență. Apoi calculează masa exactă și poziția unghiulară pentru punctul permanent greutatea de corecție care va reduce la minimum vibrațiile.
Pasul 5: Instalați corecția și verificați
Îndepărtați greutatea de probă, instalați permanent greutatea de corecție calculată (prin adăugarea sau eliminarea masei în locația specificată) și porniți mașina pentru a verifica dacă vibrațiile au fost reduse la un nivel acceptabil. Dacă este necesar, se poate efectua o echilibrare a reglajelor pentru a regla fin rezultatul.
Avantajele echilibrării pe un singur plan
- Simplitate: Necesită un singur plan de corecție, ceea ce face mai ușoară implementarea și înțelegerea.
- Viteză: Procedura necesită de obicei doar două sau trei rulări (inițială, de probă și de verificare), economisind timp și reducând timpul de nefuncționare a mașinii.
- Eficient din punct de vedere al costurilor: Mai puține măsurători și calcule mai simple înseamnă costuri mai mici cu forța de muncă și echipamente de echilibrare mai puțin costisitoare.
- Accesibilitate: Multe locații de pe rotor pot fi accesibile pentru adăugarea de greutăți de corecție, oferind flexibilitate în locul în care sunt plasate greutățile.
Limitări și când nu se utilizează echilibrarea pe un singur plan
Echilibrarea pe un singur plan are limitări importante care trebuie înțelese:
1. Nu se poate corecta dezechilibrul cuplului
Dacă rotorul are o deformare semnificativă dezechilibrul cuplului—unde există forțe de dezechilibru la capetele opuse ale rotorului, dar în poziții unghiulare opuse—echilibrarea într-un singur plan nu va fi eficientă. Această condiție necesită echilibrare dinamică cu corecții în cel puțin două planuri.
2. Nu este potrivit pentru rotoare lungi
Rotoarele cu un raport lungime-diametru mai mare de aproximativ 0,5 până la 1,0 necesită de obicei echilibrare pe două planuri. Exemplele includ armăturile motoarelor, arborii pompelor și rotoarele lungi ale ventilatoarelor.
3. Este posibil să nu reducă vibrațiile la toți rulmenții
O corecție pe un singur plan optimizată pentru o locație a rulmentului poate să nu reducă în mod adecvat vibrațiile în alte locații ale rulmentului, în special dacă rotorul este lung sau funcționează aproape de o viteză critică.
4. Ineficient pentru rotoarele flexibile
Rotoarele care funcționează peste prima lor viteză critică sunt supuse la îndoire și necesită tehnici de echilibrare multiplan care țin cont de formele modurilor rotorului.
Relația cu echilibrarea statică
Echilibrarea pe un singur plan este strâns legată de echilibrare statică. De fapt, echilibrarea pe un singur plan efectuată pe o mașină rotativă este, în esență, o măsurare dinamică a dezechilibrului static. Echilibrarea statică poate fi efectuată cu rotorul în repaus (pe muchii de cuțit sau role), în timp ce echilibrarea pe un singur plan se efectuează cu rotorul în rotație, permițând o măsurare mai precisă în condiții reale de funcționare.
Aplicații și industrii tipice
Echilibrarea pe un singur plan este utilizată pe scară largă în multe industrii pentru tipurile de rotoare adecvate:
- Prelucrarea lemnului și a metalelor: Lame de ferăstrău circular, pietre de șlefuit, discuri de tăiere
- HVAC: Ventilatoare și suflante centrifuge monoetajate
- Echipamente agricole: Componente pentru combine de recoltat, scripeți simpli
- Auto: Volante, discuri de frână, scripeți simpli
- Manipularea materialelor: Role transportoare, role de ghidare
Pentru aceste aplicații, echilibrarea pe un singur plan oferă un echilibru optim între eficacitate, simplitate și cost, ceea ce o face o tehnică fundamentală în domeniul echilibrării rotoarelor.