Înțelegerea echilibrării pe un singur plan
Echilibrare pe un singur plan este un echilibrare procedură prin care un rotor dezechilibra se corectează prin adăugarea sau eliminarea de masă într-un singur plan radial, perpendicular pe axa de rotație. Aceasta este metoda potrivită atunci când dezechilibrul este predominant Statică de natură — adică atunci când centrul de masă al rotorului este deplasat față de axa de rotație, dar nu există un cuplu sau un moment semnificativ care să încerce să provoace oscilații ale rotorului de la un capăt la altul. Fiind cea mai simplă și mai economică tehnică de echilibrare, aceasta necesită doar un singur plan de corecție și, de obicei, un singur greutate de probă alerga pentru a finaliza.
1. Definiție: Ce este echilibrarea pe un singur plan?
Fiecare rotor prezintă un anumit dezechilibru, dar geometry Modul în care se manifestă acest dezechilibru dictează modul în care trebuie corectat. Când punctul de greutate poate fi tratat ca fiind situat într-un singur plan — sau când dispersia sa axială redusă nu produce un moment de înclinare semnificativ — o singură corecție restabilește echilibrul. Aceasta este condiția definitorie pentru lucrările în plan unic: dezechilibrul se comportă ca o forță pur radială, nu ca un cuplu de forțe. În cazul în care este prezent un cuplu, rotorul se clatină și nicio corecție singulară nu poate anula ambele capete simultan, ceea ce reprezintă limita care separă planul unic de echilibrare dinamică (pe două planuri).
2. Când se utilizează echilibrarea pe un singur plan
Echilibrarea pe un singur plan este adecvată pentru anumite geometrii ale rotorului și condiții de funcționare.
Rotori de tip disc
Rotorii a căror lungime axială (grosime) este redusă în comparație cu diametrul lor sunt candidații ideali — deseori descriși ca discuri „înguste” sau „subțiri”. Deoarece masa este concentrată practic într-un singur plan, există puțin spațiu pentru formarea unui cuplu. Printre exemple tipice se numără:
- Discuri abrazive
- Lame de ferăstrău circular
- Ventilator sau suflante cu o singură treaptă
- Volante
- Discuri de frână
- Scripete simple
Rotori rigizi sub prima viteză critică
Pentru rotoare rigide cu rezultate mult sub cele din primul viteză critică, echilibrarea într-un singur plan poate fi suficientă chiar și atunci când rotorul are o lungime axială considerabilă, cu condiția ca acesta să nu se îndoaie sau să se deformeze în timpul funcționării. Cuvântul cheie este rigid: arborele trebuie să-și păstreze forma, astfel încât o singură reglare să rămână valabilă pe întreaga plajă de funcționare.
Atunci când se știe că dezechilibrul este static
Dacă dezechilibrul provine dintr-o singură sursă localizată — acumulare de material, o pală lipsă a ventilatorului, o montare excentrică — iar valorile vibrațiilor indică în principal in-phase mișcare la ambele lagăre, starea este statică, iar corecția într-un singur plan este adecvată. Comparând fază La cele două capete se află testul practic: mișcarea în fază indică un dezechilibru static, în timp ce mișcarea în defazaj semnalează prezența unui cuplu.
3. Procedura de echilibrare pe un singur plan
Procedura urmează o buclă simplă și sistematică, bazată pe coeficientul de influență method.
Pasul 1 — Măsurarea inițială
Cu rotorul funcționând la viteza normală, măsurați și înregistrați vectorul de vibrație inițial — atât amplitudine și de fază — la unul sau mai multe puncte de rulment. Aceasta înregistrează vibrația generată de dezechilibrul inițial și devine punctul de referință pentru toate etapele următoare.
Pasul 2 — Atașați o greutate de probă
Opriți mașina și fixați o greutate de testare cunoscută într-o poziție unghiulară convenabilă (de obicei 0°) pe planul de corecție ales. Greutatea trebuie să fie suficient de mare pentru a modifica vizibil vibrația — o regulă generală utilă este să vizați o modificare de aproximativ 25–50% a vectorului de vibrație. Alegerea unei greutăți adecvate încă de la început evită pierderea de timp cu încercări inutile; Calculator de greutate de probă oferă o masă inițială sigură pe baza greutății și vitezei rotorului.
Pasul 3 — Testare
Reporniți utilajul și măsurați noul vector de vibrații în același loc (aceleași locuri). Această valoare reprezintă efectul combinat al dezechilibrului inițial plus greutatea de probă — cele două sumate ca vectori.
Pasul 4 — Calculați coeficientul de corecție
Prin compararea vectorilor inițial și de testare, instrumentul efectuează scăderea vectorială care izolează efectul propriu al greutății de probă și calculează coeficientul de influență — câtă vibrație produce rotorul pe unitate de greutate la un anumit unghi. Pe baza acestui coeficient, se calculează masa exactă și poziția unghiulară a magnetului permanent greutatea de corecție care va anula dezechilibrul inițial. Calculele matematice care stau la baza acestui proces pot fi efectuate cu ajutorul Calculator pentru coeficientul de influență pe un singur plan.
Pasul 5 — Instalați corecția și verificați
Îndepărtați greutatea de probă, montați definitiv greutatea de corecție calculată — fie prin adăugarea de masă, fie prin reducerea acesteia (prin găurire sau șlefuire) în locul indicat — și porniți mașina pentru a vă asigura că vibrațiile au scăzut la un nivel acceptabil. Dacă mai persistă o ușoară vibrație, echilibrul de aranjare ajustează rezultatul, iar rezultatul final dezechilibru rezidual poate fi verificat în raport cu un ISO 21940-11 balance grade.
4. Echilibrarea pe un singur plan în teren
Deși echilibrarea pe un singur plan poate fi realizată pe un echipament specializat mașină de echilibrat, adevărata sa forță constă în faptul că poate fi pusă în practică in situ, cu rotorul funcționând în propriile rulmenți la viteza de funcționare. Un instrument portabil cu două canale, cum ar fi Balanset-1A măsoară amplitudinea și faza de 1× înainte și după montarea greutății de testare, calculează coeficientul de influență și indică masa și unghiul exacte necesare pentru corecție — apoi verifică dezechilibrul rezidual odată ce greutatea a fost montată. Sistemul său optic cu laser tahometru, declanșat de o fâșie de bandă reflectorizantă, furnizează referința de fază pe o rotație de care depinde calculul. Deoarece rotorul este măsurat în condiții reale de funcționare — viteză reală, poziție reală, temperatură reală — echilibrarea câmpului surprinde starea reală de funcționare pe care o mașină de echilibrare nu o poate reproduce în totalitate.
5. Avantajele echilibrării pe un singur plan
- Simplitate: este implicat un singur plan de corecție, ceea ce face ca sarcina să fie mai ușor de planificat, de executat și de înțeles.
- Viteză: Procedura necesită, de obicei, doar două sau trei cicluri (inițial, de probă, de verificare), economisind timp și reducând perioadele de inactivitate ale mașinii.
- Raportul cost-eficacitate: Un număr mai mic de măsurători și calcule mai simple înseamnă costuri mai mici cu forța de muncă și echipamente mai puțin sofisticate.
- Accesibilitate: pe un rotor de tip disc există numeroase puncte în care se pot adăuga sau elimina greutăți, oferind flexibilitate în ceea ce privește locul în care se aplică corecția.
6. Limitări și situații în care nu trebuie utilizat
Simplitatea metodei implică anumite limite concrete care trebuie respectate.
Nu se poate remedia dezechilibrul cuplului
Dacă rotorul are o deformare semnificativă dezechilibrul cuplului — puncte de greutate egale situate la capetele opuse, dar în poziții unghiulare opuse — o corecție într-un singur plan nu o poate anula. Cuplul nu produce nicio forță radială netă asupra căreia să acționeze planul unic, dar totuși determină oscilarea rotorului. Acest caz necesită echilibrare biplanară (dinamică).
Nu este potrivit pentru rotoare lungi
Rotorii cu un raport lungime-diametru mai mare de aproximativ 0,5–1,0 necesită, în general, echilibrare pe două planuri. Inducătorii motoarelor, arborii pompelor și rotoarele lungi ale ventilatoarelor se încadrează în această categorie, deoarece lungimea lor axială permite apariția unui cuplu.
Este posibil ca vibrațiile să nu se reducă la fiecare rulment
O corecție într-un singur plan, optimizată pentru un singur rulment, poate lăsa vibrațiile la un alt rulment practic neschimbate, mai ales în cazul unui rotor mai lung sau al unuia care funcționează aproape de viteza critică.
Ineficient pentru rotoarele flexibile
Rotorii care funcționează la viteze mai mari decât prima lor viteză critică se deformează în timpul rotației; schimbarea forme de mod require echilibrare multiplan tehnici pe care lucrul într-un singur plan nu le poate oferi.
7. Legătura cu echilibrarea statică
Echilibrarea pe un singur plan este strâns legată de echilibrare statică; de fapt, echilibrarea într-un singur plan efectuată pe o mașină rotativă este o măsurarea dinamică a dezechilibrului static. Echilibrarea statică clasică localizează punctul de greutate cu rotorul în repaus — așezat pe muchii ascuțite sau role și lăsând gravitația să-l rotească până la punctul de greutate — în timp ce echilibrarea într-un singur plan măsoară același dezechilibru static în timp ce rotorul se rotește. Metoda cu rotorul în rotație este mai precisă, deoarece detectează dezechilibrul în condiții reale de funcționare și cuantifică atât magnitudinea, cât și unghiul acestuia, nu doar direcția.
8. Aplicații și sectoare tipice
Echilibrarea pe un singur plan se utilizează oriunde geometria rotorului permite acest lucru:
- Prelucrarea lemnului și a metalelor: Lame de ferăstrău circular, pietre de șlefuit, discuri de tăiere
- Sisteme de încălzire, ventilație și aer condiționat: ventilatoare și suflante centrifuge cu o singură treaptă.
- Echipamente agricole: componente pentru combine agricole, scripeți simpli.
- Auto: volante, discuri de frână, scripeți simpli.
- Manipularea materialelor: role de transport, role de ghidare.
În cazul acestor aplicații, echilibrarea pe un singur plan asigură un echilibru optim între eficiență, simplitate și costuri, motiv pentru care rămâne una dintre tehnicile fundamentale în echilibrarea rotorului.
