Înțelegerea metodei celor trei runde în echilibrarea rotorului

Balansator portabil, analizor de vibrații

Dispozitive

Ebalansator portabil și analizor de vibrații Balanset-1A.

Piese

Senzor optic (tahometru laser).

Kit complet de diagnosticare și echilibrare a vibrațiilor de la Vibromera, inclusiv patru senzori de vibrații cu cabluri, un modul de interfață de semnal, tahometru laser cu suport magnetic, cântar digital, cablu USB și o geantă de transport. Sistemul este conceput pentru echilibrarea rotorului de câmp și monitorizarea stării echipamentelor industriale.

Dispozitive

Ebalansator dinamic "Balanset-1A" OEM.

Definiție: Ce este metoda celor trei runde?

The metoda cu trei runde este cea mai utilizată procedură pentru echilibrare biplanară (dinamică). Acesta determină ponderi de corecție necesar în două planuri de corecție folosind exact trei cicluri de măsurare: o ciclu inițial pentru a stabili valoarea de referință dezechilibra condiție, urmată de două secvențiale greutate de probă rulări (una pentru fiecare plan de corecție).

Această metodă oferă un echilibru optim între precizie și eficiență, necesitând mai puține porniri și opriri ale mașinii decât metoda cu patru runde furnizând în același timp suficiente date pentru a calcula corecțiile eficiente pentru majoritatea factorilor industriali echilibrare aplicații.

Procedura în trei etape: pas cu pas

Procedura urmează o secvență simplă și sistematică:

Rula 1: Măsurarea inițială de referință

Mașina funcționează la viteza de echilibrare în starea sa dezechilibrată, așa cum este găsită. Vibrații măsurătorile sunt efectuate în ambele locații ale rulmentului (desemnate ca Rulment 1 și Rulment 2), înregistrând ambele amplitudine și unghi de fază. Aceste măsurători reprezintă vectorii de vibrații cauzați de distribuția inițială a dezechilibrului.

Măsurare la rulmentul 1: Amplitudine A₁, Fază θ₁
Măsurare la rulmentul 2: Amplitudine A₂, Fază θ₂
Scop: Stabilește condiția de vibrație de bază (O₁ și O₂) care trebuie corectată

Rularea 2: Greutate de probă în planul de corecție 1

Mașina este oprită și o greutate de probă cunoscută (T₁) este atașată temporar într-o poziție unghiulară marcată precis în primul plan de corecție (de obicei lângă Rulmentul 1). Mașina este repornită la aceeași viteză, iar vibrațiile sunt măsurate din nou la ambii rulmenți.

Adăuga: Greutate de probă T₁ la unghiul α₁ în Planul 1
Măsurare la rulmentul 1: Noul vector de vibrații (O₁ + efectul lui T₁)
Măsurare la rulmentul 2: Noul vector de vibrații (O₂ + efectul lui T₁)
Scop: Determină modul în care o greutate din Planul 1 afectează vibrațiile la ambii rulmenți

Instrumentul de echilibrare calculează coeficienți de influență pentru Planul 1 prin scăderea vectorială a măsurătorilor inițiale din aceste noi măsurători.

Execuția 3: Greutate de probă în planul de corecție 2

Prima greutate de probă este îndepărtată, iar o a doua greutate de probă (T₂) este atașată într-o poziție marcată în al doilea plan de corecție (de obicei lângă Rulmentul 2). Se efectuează o altă măsurare, înregistrând din nou vibrațiile la ambii rulmenți.

Elimina: Greutate de probă T₁ din Planul 1
Adăuga: Greutate de probă T₂ la unghiul α₂ în Planul 2
Măsurare la rulmentul 1: Noul vector de vibrații (O₁ + efectul lui T₂)
Măsurare la rulmentul 2: Noul vector de vibrații (O₂ + efectul lui T₂)
Scop: Determină modul în care o greutate din Planul 2 afectează vibrațiile la ambii rulmenți

Instrumentul are acum un set complet de patru coeficienți de influență care descriu modul în care fiecare plan afectează fiecare rulment.

Calcularea ponderilor de corecție

După finalizarea celor trei rulări, software-ul de echilibrare execută matematică vectorială pentru a rezolva ponderile de corecție:

Matricea Coeficientului de Influență

Din cele trei cicluri de măsurare, se determină patru coeficienți:

α₁₁: Cum afectează Planul 1 Direcția 1 (efect principal)
α₁₂: Cum afectează Planul 2 Rulmentul 1 (cuplare încrucișată)
α₂₁: Cum afectează Planul 1 Rulmentul 2 (cuplare încrucișată)
α₂₂: Cum afectează Planul 2 Direcția 2 (efect principal)

Rezolvarea sistemului

Instrumentul rezolvă două ecuații simultane pentru a găsi W₁ (corecție pentru Planul 1) și W₂ (corecție pentru Planul 2):

α₁₁ · W₁ + α₁₂ · W₂ = -O₁ (pentru anularea vibrațiilor la Rulmentul 1)
α₂₁ · W₁ + α₂₂ · W₂ = -O₂ (pentru anularea vibrațiilor la Rulmentul 2)

Soluția oferă atât masa, cât și poziția unghiulară necesare pentru fiecare greutate de corecție.

Pași finali

Eliminați ambele greutăți de încercare
Instalați greutățile de corecție permanente calculate în ambele planuri
Efectuați o verificare pentru a confirma că vibrațiile au fost reduse la niveluri acceptabile
Dacă este necesar, efectuați o echilibrare a reglajelor pentru a regla fin rezultatele.

Avantajele metodei cu trei runde

Metoda cu trei runde a devenit standardul industrial pentru echilibrarea pe două planuri datorită mai multor avantaje cheie:

1. Eficiență optimă

Trei rulări reprezintă minimul necesar pentru a stabili patru coeficienți de influență (o condiție inițială plus o rulare de probă per plan). Acest lucru minimizează timpul de nefuncționare al mașinii, oferind în același timp o caracterizare completă a sistemului.

2. Fiabilitate dovedită

Decenii de experiență pe teren demonstrează că trei rulări oferă suficiente date pentru o echilibrare fiabilă în marea majoritate a aplicațiilor industriale.

3. Economii de timp și costuri

Comparativ cu metoda cu patru rulări, eliminarea unei rulări de probă reduce timpul de echilibrare cu aproximativ 20%, ceea ce se traduce prin reducerea timpilor de nefuncționare și a costurilor cu forța de muncă.

4. Execuție mai simplă

Mai puține rulări înseamnă o gestionare mai redusă a ponderilor de încercare, mai puține oportunități de erori și o gestionare mai simplă a datelor.

5. Adecvat pentru majoritatea aplicațiilor

Pentru utilaje industriale tipice cu efecte moderate de cuplare încrucișată și acceptabile toleranțe de echilibrare, trei runde dau în mod constant rezultate de succes.

Când se utilizează metoda celor trei runde

Metoda în trei etape este potrivită pentru:

Echilibrare industrială de rutină: Motoare, ventilatoare, pompe, suflante - majoritatea echipamentelor rotative
Cerințe moderate de precizie: Grade de calitate a echilibrului de la G 2.5 la G 16
Aplicații de echilibrare pe teren: Echilibrare in situ unde minimizarea timpilor de nefuncționare este importantă
Sisteme mecanice stabile: Echipamente cu stare mecanică bună și răspuns liniar
Geometrii standard ale rotorului: Rotoare rigide cu raporturi tipice lungime-diametru

Limitări și când nu se utilizează

Metoda în trei etape poate fi inadecvată în anumite situații:

Când este preferată metoda cu patru runde

Cerințe de înaltă precizie: Toleranțe foarte strânse (G 0,4 până la G 1,0) unde verificarea suplimentară a liniarității este valoroasă
Cuplare încrucișată puternică: Când planurile de corecție sunt foarte apropiate sau rigiditatea este puternic asimetrică
Caracteristici ale sistemului necunoscute: Prima echilibrare a echipamentelor neobișnuite sau personalizate
Mașini cu probleme: Echipamente care prezintă semne de comportament neliniar sau probleme mecanice

Când un singur plan ar putea fi suficient

Rotoare înguste, de tip disc, unde dezechilibrul dinamic este minim
Când doar o locație a rulmentului prezintă vibrații semnificative

Comparație cu alte metode

Metoda cu trei runde vs. cea cu patru runde

Aspect	Trei alergări	Patru alergări
Număr de runde	3 (inițial + 2 încercări)	4 (inițial + 2 încercări + combinat)
Timp necesar	Mai scurt	~20% mai lung
Verificarea liniarității	Nu	Da (Runarea 4 verifică)
Aplicații tipice	Muncă industrială de rutină	Echipamente critice de înaltă precizie
Precizie	Bun	Excelent
Complexitate	Inferior	Superior

Metoda cu trei runde vs. metoda cu un singur plan

Metoda în trei etape este fundamental diferită de echilibrare pe un singur plan, care folosește doar două rulări (inițială plus o încercare), dar poate corecta doar un plan și nu poate aborda dezechilibrul cuplului.

Cele mai bune practici pentru succesul metodei în trei etape

Selectarea greutății de probă

Alegeți greutăți de probă care produc o modificare a amplitudinii vibrațiilor de 25-50%
Prea mic: Raport semnal-zgomot slab și erori de calcul
Prea mare: Risc de răspuns neliniar sau niveluri de vibrații nesigure
Folosiți dimensiuni similare pentru ambele planuri pentru a menține o calitate consistentă a măsurătorilor

Consecvență operațională

Mențineți exact aceeași viteză pentru toate cele trei curse
Se permite stabilizarea termică între cicluri, dacă este necesar
Asigurarea unor condiții de proces consistente (debit, presiune, temperatură)
Folosiți locații identice pentru senzori și metode de montare identice

Calitatea datelor

Faceți mai multe măsurători per rulare și mediați-le
Verificați dacă măsurătorile de fază sunt consistente și fiabile
Verificați dacă ponderile de probă produc modificări clar măsurabile
Căutați anomalii care ar putea indica erori de măsurare

Precizie de instalare

Marcați și verificați cu atenție pozițiile unghiulare ale greutății de probă
Asigurați-vă că greutățile de probă sunt fixate în siguranță și nu se vor mișca în timpul alergărilor
Instalați greutățile corectoare finale cu aceeași grijă și precizie
Verificați de două ori masele și unghiurile înainte de rularea finală

Depanarea problemelor comune

Rezultate slabe după corecție

Cauze posibile:

Greutăți de corecție instalate la unghiuri greșite sau cu mase greșite
Condițiile de operare s-au modificat între perioadele de probă și instalarea corectivă
Probleme mecanice (slăbiciune, nealiniere) nerezolvate înainte de echilibrare
Răspunsul sistemului neliniar

Ponderările de încercare produc un răspuns mic

Soluții:

Folosiți greutăți de probă mai mari sau plasați-le la o rază mai mare
Verificați montarea senzorului și calitatea semnalului
Verificați dacă viteza de operare este corectă
Luați în considerare dacă sistemul are o amortizare foarte mare sau o sensibilitate de răspuns foarte scăzută

Măsurători inconsistente