Echilibrarea dinamică pe teren: Ghid tehnic complet

Echilibrarea dinamică a câmpului

Ghid tehnic complet pentru echilibrarea rotoarelor industriale

Partea I: Fundamentele teoretice și de reglementare ale echilibrării dinamice

Echilibrarea dinamică în câmp este una dintre operațiunile cheie în tehnologia de reglare a vibrațiilor, menită să prelungească durata de viață a echipamentelor industriale și să prevină situațiile de urgență. Utilizarea instrumentelor portabile, cum ar fi Balanset-1A, permite efectuarea acestor operațiuni direct la locul de operare, reducând la minimum timpii de nefuncționare și costurile asociate cu demontarea. Cu toate acestea, o echilibrare reușită necesită nu numai capacitatea de a lucra cu instrumentul, ci și o înțelegere profundă a proceselor fizice care stau la baza vibrațiilor, precum și cunoașterea cadrului de reglementare care reglementează calitatea lucrărilor.

Principiul metodologiei se bazează pe instalarea unor greutăți de probă și calcularea coeficienților de influență a dezechilibrului. Simplu spus, instrumentul măsoară vibrațiile (amplitudinea și faza) unui rotor în rotație, după care utilizatorul adaugă secvențial greutăți de probă mici în planuri specifice pentru a „calibrea” influența masei suplimentare asupra vibrațiilor. Pe baza modificărilor amplitudinii și fazei vibrațiilor, instrumentul calculează automat masa necesară și unghiul de instalare a greutăților corective pentru a elimina dezechilibrul.

Această abordare implementează așa-numita metodă în trei etape pentru echilibrarea pe două planuri: măsurarea inițială și două etape cu greutăți de probă (câte una în fiecare plan). Pentru echilibrarea pe un singur plan, două etape sunt de obicei suficiente - fără greutate și cu o greutate de probă. În instrumentele moderne, toate calculele necesare sunt efectuate automat, simplificând semnificativ procesul și reducând cerințele de calificare a operatorului.

Secțiunea 1.1: Fizica dezechilibrului: Analiză aprofundată

În centrul oricărei vibrații a unui echipament rotativ se află dezechilibrul sau neechilibrul. Dezechilibrul este o condiție în care masa rotorului este distribuită neuniform față de axa sa de rotație. Această distribuție neuniformă duce la apariția forțelor centrifuge, care la rândul lor provoacă vibrații ale suporturilor și ale întregii structuri a mașinii. Consecințele unui dezechilibru nereparat pot fi catastrofale: de la uzura prematură și distrugerea rulmenților până la deteriorarea fundației și a mașinii în sine. Pentru o diagnosticare și eliminare eficientă a dezechilibrului, este necesar să se distingă clar tipurile acestuia.

Tipuri de dezechilibru

Configurație de echilibrare a rotorului cu motor electric pe suporturi, senzori de vibrații, dispozitiv de măsurare, laptop cu afișaj software

Configurație mașină de echilibrat rotoare cu sistem de monitorizare controlat de computer pentru măsurarea forțelor statice și dinamice în vederea detectării dezechilibrelor în componentele rotative ale motorului electric.

Dezechilibru static (un singur plan): Acest tip de dezechilibru este caracterizat prin deplasarea centrului de masă al rotorului paralel cu axa de rotație. Într-o stare statică, un astfel de rotor, instalat pe prisme orizontale, se va roti întotdeauna cu partea grea în jos. Dezechilibrul static este dominant pentru rotoarele subțiri, în formă de disc, unde raportul lungime-diametru (L/D) este mai mic de 0,25, de exemplu, pietrele abrazive sau rotoarele înguste ale ventilatorului. Eliminarea dezechilibrului static este posibilă prin instalarea unei greutăți corective într-un plan de corecție, diametral opus punctului greu.

Dezechilibru de cuplu (moment): Acest tip apare atunci când axa principală de inerție a rotorului intersectează axa de rotație în centrul de masă, dar nu este paralelă cu acesta. Dezechilibrul cuplului poate fi reprezentat ca două mase dezechilibrate egale ca mărime, dar cu direcții opuse, situate în plane diferite. Într-o stare statică, un astfel de rotor este în echilibru, iar dezechilibrul se manifestă doar în timpul rotației sub formă de „balansare” sau „oscilare”. Pentru a-l compensa, este necesară instalarea a cel puțin două greutăți corective în două plane diferite, creând un moment compensator.

Configurarea echilibrării rotorului cu motor electric pe suporturi de rulmenți, senzori de vibrații, cabluri și ecran de laptop pentru analizorul Vibromera

Schema tehnică a unui aparat de testare a rotorului unui motor electric cu înfășurări de cupru montate pe rulmenți de precizie, conectat la un echipament electronic de monitorizare pentru măsurarea dinamicii de rotație.

Dezechilibru dinamic: Acesta este cel mai frecvent tip de dezechilibru în condiții reale, reprezentând o combinație de dezechilibre statice și de cuplu. În acest caz, axa centrală principală de inerție a rotorului nu coincide cu axa de rotație și nu o intersectează în centrul de masă. Pentru a elimina dezechilibrul dinamic, este necesară corecția masei în cel puțin două plane. Instrumentele cu două canale, cum ar fi Balanset-1A, sunt concepute special pentru a rezolva această problemă.

Dezechilibru cvasistatic: Acesta este un caz special de dezechilibru dinamic în care axa principală de inerție intersectează axa de rotație, dar nu la nivelul centrului de masă al rotorului. Aceasta este o distincție subtilă, dar importantă, pentru diagnosticarea sistemelor rotorice complexe.

Rotoare rigide și flexibile: Distincție critică

Unul dintre conceptele fundamentale în echilibrare este distincția dintre rotoarele rigide și cele flexibile. Această distincție determină însăși posibilitatea și metodologia unei echilibrări reușite.

Rotor rigid: Un rotor este considerat rigid dacă frecvența sa de rotație de funcționare este semnificativ mai mică decât prima sa frecvență critică și nu suferă deformări elastice (devieri) semnificative sub acțiunea forțelor centrifuge. Echilibrarea unui astfel de rotor se realizează de obicei cu succes în două plane de corecție. Instrumentele Balanset-1A sunt concepute în principal pentru lucrul cu rotoare rigide.

Rotor flexibil: Un rotor este considerat flexibil dacă funcționează la o frecvență de rotație apropiată de una dintre frecvențele sale critice sau dacă o depășește. În acest caz, deformarea elastică a arborelui devine comparabilă cu deplasarea centrului de masă și contribuie ea însăși semnificativ la vibrația generală.

Încercarea de a echilibra un rotor flexibil folosind metodologia pentru rotoare rigide (în două plane) duce adesea la eșecuri. Instalarea unor greutăți corective poate compensa vibrațiile la viteze mici, sub-rezonante, dar la atingerea vitezei de funcționare, când rotorul se îndoaie, aceleași greutăți pot crește vibrațiile prin excitarea unuia dintre modurile de vibrație la îndoire. Acesta este unul dintre motivele cheie pentru care echilibrarea „nu funcționează”, deși toate acțiunile cu instrumentul sunt efectuate corect. Înainte de a începe lucrul, este extrem de important să se clasifice rotorul prin corelarea vitezei sale de funcționare cu frecvențele critice cunoscute (sau calculate).

Dacă este imposibil să se ocolească rezonanța (de exemplu, dacă mașina are o viteză fixă care coincide cu cea rezonantă), se recomandă modificarea temporară a condițiilor de montare a unității (de exemplu, slăbirea rigidității suportului sau instalarea temporară a unor garnituri elastice) în timpul echilibrării pentru a deplasa rezonanța. După eliminarea dezechilibrului rotorului și revenirea la vibrațiile normale, mașina poate fi readusă la condițiile standard de montare.

Secțiunea 1.2: Cadrul de reglementare: Standarde ISO

Standardele în domeniul echilibrării îndeplinesc mai multe funcții cheie: stabilesc o terminologie tehnică unificată, definesc cerințele de calitate și, important, servesc drept bază pentru compromisul dintre necesitatea tehnică și fezabilitatea economică. Cerințele excesive de calitate pentru echilibrare sunt dezavantajoase, așadar standardele ajută la determinarea măsurii în care este recomandabil să se reducă dezechilibrul. În plus, acestea pot fi utilizate în relațiile contractuale dintre producători și clienți pentru a determina criteriile de acceptare.

ISO 1940-1-2007 (ISO 1940-1): Cerințe de calitate pentru echilibrarea rotoarelor rigide

Software pentru echilibrator portabil Balanset-1A și analizor de vibrații. Calculator de toleranță de echilibru (ISO 1940)

Software pentru echilibrator portabil Balanset-1A și analizor de vibrații. Calculator de toleranță de echilibru (ISO 1940)

Acest standard este documentul fundamental pentru determinarea dezechilibrului rezidual admisibil. Introduce conceptul de grad de calitate a echilibrării (G), care depinde de tipul mașinii și de frecvența de rotație a acesteia.

Grad de calitate G: Fiecare tip de echipament corespunde unui grad specific de calitate care rămâne constant indiferent de viteza de rotație. De exemplu, gradul G6.3 este recomandat pentru concasoare, iar G2.5 pentru armăturile și turbinele motoarelor electrice.

Calculul dezechilibrului rezidual admisibil (Upe): Standardul permite calcularea unei valori specifice admisibile a dezechilibrului care servește drept indicator țintă în timpul echilibrării. Calculul se efectuează în două etape:

  1. Determinarea dezechilibrului specific admisibil (epe) folosind formula:
    epe = (G × 9549) / n
    unde G este gradul de calitate al echilibrării (de exemplu, 2,5), n este frecvența de rotație de funcționare, rpm. Unitatea de măsură pentru epe este g·mm/kg sau μm.
  2. Determinarea dezechilibrului rezidual admisibil (Upe) pentru întregul rotor:
    Upe = epe × M
    unde M este masa rotorului, în kg. Unitatea de măsură pentru Upe este g·mm.

De exemplu, pentru un rotor de motor electric cu o masă de 5 kg, funcționând la 3000 rpm și cu gradul de calitate G2.5, calculul ar fi:

epe = (2,5 × 9549) / 3000 ≈ 7,96 μm (sau g·mm/kg).

Upe = 7,96 × 5 = 39,8 g·mm.

Aceasta înseamnă că, după echilibrare, dezechilibrul rezidual nu trebuie să depășească 39,8 g·mm.

Utilizarea standardului transformă evaluarea subiectivă „vibrațiile sunt încă prea mari” într-un criteriu obiectiv, măsurabil. Dacă raportul final de echilibrare generat de software-ul instrumentului arată că dezechilibrul rezidual se încadrează în toleranța ISO, lucrarea este considerată efectuată cu calitate, ceea ce protejează executantul în situații controversate.

ISO 20806-2007 (ISO 20806): Echilibrul pe loc

Acest standard reglementează direct procesul de echilibrare a câmpului.

Avantaje: Principalul avantaj al echilibrării pe loc este că rotorul este echilibrat în condiții reale de funcționare, pe suporturile sale și sub sarcină. Acest lucru ia în considerare automat proprietățile dinamice ale sistemului de susținere și influența componentelor trenului de arbori conectate, care nu pot fi modelate pe o mașină de echilibrat.

Dezavantaje și limitări: Standardul indică, de asemenea, dezavantaje semnificative care trebuie luate în considerare la planificarea lucrărilor.

  • Acces limitat: Adesea, accesul la planurile de corecție de pe o mașină asamblată este dificil, limitând posibilitățile de instalare a greutății.
  • Nevoie de teste: Procesul de echilibrare necesită mai multe cicluri de „pornire-oprire” ale mașinii, ceea ce poate fi inacceptabil din punctul de vedere al procesului de producție și al eficienței economice.
  • Dificultăți cu dezechilibru sever: În cazurile unui dezechilibru inițial foarte mare, limitările privind selecția planului și masa corectivă pot să nu permită obținerea calității de echilibrare necesare.

Alte standarde relevante

Pentru exhaustivitate, ar trebui menționate și alte standarde, cum ar fi seria ISO 21940 (care înlocuiește ISO 1940), ISO 8821 (care reglementează luarea în considerare a influenței cheii) și ISO 11342 (pentru rotoare flexibile).

Partea a II-a: Ghid practic pentru echilibrarea cu instrumente Balanset-1A

Succesul echilibrării depinde de temeinicia lucrărilor pregătitoare. Majoritatea defecțiunilor nu sunt legate de funcționarea defectuoasă a instrumentului, ci de ignorarea factorilor care afectează repetabilitatea măsurătorilor. Principiul principal de pregătire este de a exclude toate celelalte surse posibile de vibrații, astfel încât instrumentul să măsoare doar efectul dezechilibrului.

Secțiunea 2.1: Fundamentele succesului: Diagnosticare pre-echilibrare și pregătirea mașinii

Înainte de conectarea instrumentului, este necesar să se efectueze diagnosticarea și pregătirea completă a mecanismului.

Pasul 1: Diagnosticarea primară a vibrațiilor (Este într-adevăr un dezechilibru?)

Înainte de echilibrare, este util să efectuați o măsurare preliminară a vibrațiilor în modul vibrometru. Software-ul Balanset-1A are un mod „Vibration Meter” (butonul F5) unde puteți măsura vibrațiile generale și separat componenta la frecvența de rotație (1×) înainte de a instala greutăți. O astfel de diagnosticare ajută la înțelegerea naturii vibrațiilor: dacă amplitudinea armonicei principale de rotație este apropiată de vibrația generală, atunci sursa dominantă de vibrații este cel mai probabil dezechilibrul rotorului, iar echilibrarea este eficientă. De asemenea, citirile de fază și vibrații de la o măsurare la alta ar trebui să fie stabile și să nu se modifice cu mai mult de 5-10%.

Folosiți instrumentul în modul vibrometru sau analizor de spectru (FFT) pentru evaluarea preliminară a stării mașinii.

Semn clasic de dezechilibru: Spectrul de vibrații ar trebui să fie dominat de un vârf la frecvența de rotație a rotorului (vârf la frecvența de 1x RPM). Amplitudinea acestei componente în direcții orizontale și verticale ar trebui să fie comparabilă, iar amplitudinile altor armonice ar trebui să fie semnificativ mai mici.

Semne ale altor defecte: Dacă spectrul conține vârfuri semnificative la alte frecvențe (de exemplu, 2x, 3x RPM) sau la frecvențe care nu sunt multiple, acest lucru indică prezența altor probleme care trebuie eliminate înainte de echilibrare. De exemplu, un vârf la 2x RPM indică adesea o nealiniere a arborelui.

Pasul 2: Inspecție mecanică completă (listă de verificare)

Rotor: Curățați temeinic toate suprafețele rotorului (palele ventilatorului, ciocanele concasoare etc.) de murdărie, rugină și produs lipit. Chiar și o cantitate mică de murdărie pe o rază mare creează un dezechilibru semnificativ. Verificați dacă nu există elemente rupte sau lipsă (pale, ciocane), piese slăbite.

Rulmenți: Verificați ansamblurile rulmenților pentru joc excesiv, zgomote parazite și supraîncălzire. Rulmenții uzați cu joc mare nu vor permite obținerea unor citiri stabile și vor face imposibilă echilibrarea. Este necesar să verificați potrivirea fusurilor rotorului cu carcasele rulmenților și jocurile.

Fundație și cadru: Asigurați-vă că unitatea este instalată pe o fundație rigidă. Verificați strângerea șuruburilor de ancorare, absența fisurilor în cadru. Prezența unei „picioare moi” (când un suport nu se potrivește cu fundația) sau rigiditatea insuficientă a structurii de susținere va duce la absorbția energiei vibrațiilor și la citiri instabile și imprevizibile.

Conduce: Pentru transmisiile cu curea, verificați tensiunea și starea curelei. Pentru conexiunile cuplajului - alinierea arborelui. Nealinierea poate crea vibrații la o frecvență de 2x RPM, ceea ce va distorsiona măsurătorile la frecvența de rotație.

Siguranță: Asigurați prezența și funcționarea tuturor dispozitivelor de protecție. Zona de lucru trebuie să fie lipsită de obiecte străine și persoane.

Secțiunea 2.2: Configurarea și configurarea instrumentului

Instalarea corectă a senzorilor este cheia obținerii unor date precise și fiabile.

Instalare hardware

Senzori de vibrații (accelerometre):

  • Conectați cablurile senzorilor la conectorii corespunzători ai instrumentului (de exemplu, X1 și X2 pentru Balanset-1A).
  • Instalați senzorii pe carcasele rulmenților cât mai aproape de rotor.
  • Practică cheie: Pentru a obține un semnal maxim (sensibilitate maximă), senzorii trebuie instalați în direcția în care vibrațiile sunt maxime. Pentru majoritatea mașinilor poziționate orizontal, aceasta este direcția orizontală, deoarece rigiditatea fundației în acest plan este de obicei mai mică. Folosiți o bază magnetică puternică sau un suport filetat pentru a asigura un contact rigid. Un senzor fixat necorespunzător este una dintre principalele cauze ale obținerii de date incorecte.

Senzor de fază (tahometru laser):

  • Conectați senzorul la intrarea specială (X3 pentru Balanset-1A).
  • Atașați o bucată mică de bandă reflectorizantă pe ax sau pe altă parte rotativă a rotorului. Banda trebuie să fie curată și să ofere un contrast bun.
  • Instalați tahometrul pe suportul său magnetic astfel încât fasciculul laser să lovească stabil marcajul pe întreaga durată a rotației. Asigurați-vă că instrumentul indică o valoare stabilă a numărului de rotații pe minut (RPM).

Dacă senzorul „ratează” marcajul sau, dimpotrivă, emite impulsuri suplimentare, trebuie să corectați fie lățimea/culoarea marcajului, fie sensibilitatea/unghiul senzorului. De exemplu, dacă există elemente strălucitoare pe rotor, acestea pot fi acoperite cu bandă mată, astfel încât să nu reflecte laserul. Când lucrați în aer liber sau în încăperi puternic iluminate, dacă este posibil, protejați senzorul de lumina directă, deoarece lumina puternică poate crea interferențe pentru senzorul de fază.

Configurare software (Balanset-1A)

  • Lansați software-ul (ca administrator) și conectați modulul de interfață USB.
  • Accesați modulul de echilibrare. Creați o nouă înregistrare pentru unitatea care urmează să fie echilibrată, introducând numele acesteia, masa și alte date disponibile.
  • Selectați tipul de echilibrare: pe 1 plan (static) pentru rotoare înguste sau pe 2 planuri (dinamic) pentru majoritatea celorlalte cazuri.
  • Definiți planurile de corecție: alegeți locuri pe rotor unde greutățile corective pot fi instalate în siguranță și fiabil (de exemplu, discul posterior al rotorului ventilatorului, canelurile speciale de pe arbore).

Secțiunea 2.3: Procedura de echilibrare: Ghid pas cu pas

Procedura se bazează pe metoda coeficientului de influență, prin care instrumentul „învață” cum reacționează rotorul la instalarea unei mase cunoscute. Instrumentele Balanset-1A automatizează acest proces.

O astfel de abordare implementează așa-numita metodă în trei runde pentru echilibrarea pe două planuri: măsurare inițială și două runde cu greutăți de probă (câte una în fiecare plan).

Rularea 0: Măsurarea inițială

  • Porniți mașina și aduceți-o la o viteză de funcționare stabilă. Este extrem de important ca viteza de rotație să fie aceeași în toate rulările ulterioare.
  • În program, începeți măsurarea. Instrumentul va înregistra valorile inițiale ale amplitudinii vibrațiilor și ale fazei (așa-numitul vector inițial „O”).
Configurație de echilibrare a rotorului motorului electric cu senzori de vibrații X1, X2 pe suporturi cu rulmenți, laptop pentru analiza datelor pe suport.

Aparat industrial de testare a motoarelor cu rotor bobinat în cupru montat pe rulmenți de precizie, dotat cu sistem de monitorizare controlat de computer pentru analiza și diagnosticarea performanței electrice.

Interfață software de echilibrare biplanară Vibromera care prezintă date despre vibrații, spectrul de frecvență și câmpurile de măsurare a masei de probă

Interfață software pentru echilibrarea dinamică pe două planuri care afișează date de analiză a vibrațiilor cu forme de undă în domeniul timpului și diagrame ale spectrului de frecvență pentru diagnosticarea mașinilor rotative.

Rula 1: Greutate de probă în planul 1

  • Oprește mașina.
  • Selectarea greutății de probă: Aceasta este cea mai importantă etapă, în funcție de operator. Masa greutății de probă trebuie să fie suficientă pentru a provoca o modificare vizibilă a parametrilor de vibrație (o modificare a amplitudinii de cel puțin 20-30% SAU o modificare de fază de cel puțin 20-30 de grade). Dacă modificarea este prea mică, precizia calculului va fi scăzută. Acest lucru se întâmplă deoarece semnalul util slab de la greutatea de probă se „îneacă” în zgomotul sistemului (joc al rulmentului, turbulențe ale fluxului), ceea ce duce la un calcul incorect al coeficientului de influență.
  • Instalarea greutății de probă: Atașați în siguranță greutatea de probă cântărită (mt) la o rază cunoscută (r) în planul 1. Montarea trebuie să reziste forței centrifuge. Înregistrați poziția unghiulară a greutății față de marcajul de fază.
  • Porniți mașina la aceeași viteză stabilă.
  • Efectuați a doua măsurare. Instrumentul va înregistra noul vector de vibrație („O+T”).
  • Opriți mașina și ÎNDEPĂRTAȚI greutatea de probă (cu excepția cazului în care programul specifică altfel).
Configurație de echilibrare a rotorului motorului electric cu senzori de vibrații X1 și X2, analizor portabil, cabluri de conectare și laptop.

Redare 3D a configurației de testare a rotorului unui motor electric cu înfășurări de cupru montate pe un echipament de echilibrare de precizie, conectate la senzori de diagnosticare și la un laptop pentru analiza performanței.

Interfață software de echilibrare a rotorului biplan Vibromera care prezintă date despre vibrații, spectrul de frecvență și rulări de probă în masă.

Interfață software de echilibrare dinamică pe două planuri care prezintă analiza vibrațiilor cu forme de undă în domeniul timpului și spectru de frecvență pentru echilibrarea mașinilor rotative la ~2960 RPM.

Rula 2: Greutate de probă în planul 2 (pentru echilibrarea pe 2 planuri)

  • Repetați exact procedura de la pasul 2, dar de data aceasta instalați greutatea de probă în planul 2.
  • Porniți, măsurați, opriți și ÎNDEPĂRTAȚI greutatea de probă.
Configurație de echilibrare a rotorului motorului electric cu senzori de vibrații X1, X2, dispozitiv de măsurare, laptop și cadru pentru mașină de echilibrat.

Aparat industrial de testare a motoarelor cu înfășurări din cupru montate pe suporturi, dotat cu diagnosticare controlată prin laptop pentru analizarea performanței și eficienței motoarelor electrice.

Interfață software pentru echilibrarea rotorului pe două planuri care prezintă măsurători ale vibrațiilor, masele de corecție și datele privind dezechilibrul rezidual.

Interfață pentru o mașină de echilibrare dinamică pe două planuri care prezintă rezultatele analizei vibrațiilor și calculele de corecție a masei pentru echipamentele rotative, cu citiri ale dezechilibrului rezidual.

Calculul și instalarea greutăților corective

  • Pe baza modificărilor vectoriale înregistrate în timpul rulărilor de probă, programul va calcula automat masa și unghiul de instalare al greutății corective pentru fiecare plan.
  • Unghiul de instalare se măsoară de obicei de la locația greutății de probă în direcția de rotație a rotorului.
  • Atașați în siguranță greutăți corective permanente. Când utilizați sudarea, rețineți că și sudura în sine are o masă. Când utilizați șuruburi, trebuie luată în considerare masa acestora.
Configurație de echilibrare a rotorului cu motor electric pe stand de testare, senzori de vibrații X1 și X2 montați, cabluri către analizorul de laptop.

Model 3D al unei bobine electromagnetice mari sau al unui stator de motor montat pe un aparat de testare, cu înfășurări de cupru și echipamente de monitorizare pentru analiza electrică și evaluarea performanței.

Interfață software pentru echilibrarea rotorului pe două planuri care afișează date despre vibrații, masele de corecție și rezultatele dezechilibrului rezidual.

Interfață software pentru mașină de echilibrare dinamică care afișează rezultatele echilibrării pe două planuri cu mase de corecție de 0,290 g și 0,270 g la unghiuri specifice pentru a elimina vibrațiile.

Afișaj software pentru echilibrarea rotorului pe două planuri, care prezintă grafice polare pentru planul 1 și 2 cu mase și unghiuri de corecție.

Analiză dinamică de echilibrare pe două planuri care prezintă grafice polare pentru corecția rotorului. Interfața afișează cerințele de adăugare de masă (0,290 g la 206° pentru Planul 1, 0,270 g la 9° pentru Planul 2) pentru a minimiza vibrațiile și a realiza echilibrul mecanic în mașinile rotative.

Rula 3: Măsurare de verificare și echilibrare fină

  • Porniți din nou mașina.
  • Efectuați o măsurătoare de control pentru a evalua nivelul vibrațiilor reziduale.
  • Comparați valoarea obținută cu toleranța calculată conform ISO 1940-1.
  • Dacă vibrațiile depășesc în continuare toleranța, instrumentul, utilizând coeficienți de influență deja cunoscuți, va calcula o mică corecție „fină” (de ajustare). Instalați această greutate suplimentară și verificați din nou. De obicei, unul sau două cicluri de echilibrare fină sunt suficiente.
  • După finalizare, salvați raportul și coeficienții de influență pentru o posibilă utilizare ulterioară pe mașini similare.
Configurație de echilibrare a rotorului motorului cu senzori de vibrații, dispozitiv de măsurare, laptop și suporturi de echilibrare etichetate X1/X2.

Redare 3D a unui ansamblu de rotor de motor electric pe un echipament de testare, cu înfășurări din cupru cu indicatori de diagnosticare verzi și dispozitive de măsurare conectate pentru analiza controlului calității.

Interfață software de echilibrare a rotorului biplan Vibromera care prezintă măsurători ale vibrațiilor, masele de corecție și datele privind dezechilibrul rezidual.

Interfață software de echilibrare dinamică pe două planuri care prezintă rezultatele măsurătorilor vibrațiilor și calculele de corecție pentru mașinile rotative, afișând masele de probă, unghiurile și valorile dezechilibrului rezidual.

Partea a III-a: Rezolvarea și depanarea avansată a problemelor

Această secțiune este dedicată celor mai complexe aspecte ale echilibrării câmpului - situații în care procedura standard nu produce rezultate.

Echilibrarea dinamică implică rotirea unor piese masive, așadar respectarea procedurilor de siguranță este extrem de importantă. Mai jos sunt principalele măsuri de siguranță la echilibrarea rotoarelor:

Măsuri de siguranță

Prevenirea pornirii accidentale (Blocare/Etichetare): Înainte de începerea lucrului, este necesar să scoateți de sub tensiune și să deconectați acționarea rotorului. Semne de avertizare sunt atașate pe dispozitivele de pornire, astfel încât nimeni să nu pornească mașina din greșeală. Principalul risc este pornirea bruscă a rotorului în timpul instalării greutății sau senzorului. Prin urmare, înainte de a instala greutăți de încercare sau corective, arborele trebuie oprit în mod fiabil, iar pornirea acestuia trebuie să fie imposibilă fără știrea dumneavoastră. De exemplu, deconectați întrerupătorul automat al motorului și agățați un încuietor cu o etichetă sau scoateți siguranțele. Numai după ce vă asigurați că rotorul nu va porni spontan se poate efectua instalarea greutății.

Echipament individual de protecție: Când lucrați cu piese rotative, utilizați echipament individual de protecție adecvat. Ochelarii de protecție sau vizierele de protecție sunt obligatorii pentru a proteja împotriva posibilei ejectări a pieselor mici sau a greutăților. Mănuși - după caz (acestea vor proteja mâinile în timpul instalării greutății, dar în timpul măsurătorilor este mai bine să lucrați fără haine largi și mănuși care se pot agăța de piesele rotative). Îmbrăcămintea trebuie să fie strâmtă, fără margini largi. Părul lung trebuie ascuns sub o acoperământ pentru cap. Utilizarea dopurilor de urechi sau a căștilor - atunci când lucrați cu mașini zgomotoase (echilibrarea ventilatoarelor mari, de exemplu, poate fi însoțită de zgomot puternic). Dacă se folosește sudarea pentru fixarea greutății - purtați suplimentar o mască de sudură, mănuși de sudură, îndepărtați materialele inflamabile.

Zona periculoasă din jurul mașinii: Limitați accesul persoanelor neautorizate la zona de echilibrare. În timpul testelor de funcționare, în jurul unității se instalează bariere sau cel puțin benzi de avertizare. Raza zonei periculoase este de cel puțin 3-5 metri și chiar mai mult pentru rotoarele mari. Nimeni nu trebuie să se afle pe linia pieselor în rotație sau în apropierea planului de rotație al rotorului în timpul accelerării acestuia. Fiți pregătiți pentru situații de urgență: operatorul trebuie să aibă pregătit un buton de oprire de urgență sau să fie în apropierea întrerupătorului de alimentare pentru a deconecta imediat unitatea în caz de zgomot parazit, vibrații peste nivelurile admise sau ejecție de greutate.

Fixare fiabilă a greutății: Când atașați greutăți de încercare sau greutăți corective permanente, acordați o atenție deosebită fixării acestora. Greutățile de încercare temporare sunt adesea atașate cu un șurub la o gaură existentă sau lipite cu bandă adezivă rezistentă/bandă dublu adezivă (pentru greutăți mici și viteze mici) sau sudate prin puncte în câteva puncte (dacă este sigur și materialul permite). Greutățile corective permanente trebuie fixate în mod fiabil și pe termen lung: de regulă, acestea sunt sudate, înșurubate cu șuruburi/bolturi sau se efectuează găurire în metal (îndepărtare de masă) în locurile necesare. Este absolut interzis să lăsați o greutate fixată necorespunzător pe rotor (de exemplu, cu un magnet fără suport sau adeziv slab) în timpul rotirii - o greutate ejectată devine un proiectil periculos. Calculați întotdeauna forța centrifugă: chiar și un șurub de 10 grame la 3000 rpm creează o forță de ejecție mare, așa că accesoriul trebuie să reziste la supraîncărcări cu o marjă mare. După fiecare oprire, verificați dacă accesoriul greutății de încercare s-a slăbit înainte de a porni din nou rotorul.

Siguranța electrică a echipamentelor: Instrumentul Balanset-1A este de obicei alimentat de la portul USB al unui laptop, ceea ce este sigur. Dar dacă laptopul este conectat la o rețea de 220V printr-un adaptor, trebuie respectate măsurile generale de siguranță electrică - utilizați o priză cu împământare funcțională, nu treceți cablurile prin zone umede sau fierbinți, protejați echipamentul de umiditate. Este interzisă dezasamblarea sau repararea instrumentului Balanset sau a sursei sale de alimentare în timp ce este conectat la rețea. Toate conexiunile senzorilor se fac numai cu instrumentul deconectat de la curent (USB deconectat sau laptopul scos de la alimentare). Dacă există o tensiune instabilă sau interferențe electrice puternice la locul de muncă, este recomandabil să alimentați laptopul de la o sursă autonomă (UPS, baterie) pentru a evita interferențele cu semnalele sau oprirea instrumentului.

Luarea în considerare a caracteristicilor rotorului: Unele rotoare pot necesita precauții suplimentare. De exemplu, la echilibrarea rotoarelor de mare viteză, asigurați-vă că acestea nu depășesc viteza admisă (nu „fug”). Pentru aceasta, se pot utiliza limitări tahometrice sau se poate verifica în prealabil frecvența de rotație. Rotoarele lungi și flexibile pot trece prin viteze critice în timpul rotirii - fiți pregătiți să reduceți rapid turațiile la vibrații excesive. Dacă echilibrarea se efectuează pe o unitate cu fluid de lucru (de exemplu, pompă, sistem hidraulic) - asigurați-vă că în timpul echilibrării nu va exista alimentare cu fluid sau alte modificări de sarcină.

Documentație și comunicare: Conform normelor de securitate a muncii, este de dorit să existe instrucțiuni pentru desfășurarea în siguranță a lucrărilor de echilibrare specifice întreprinderii dumneavoastră. Acestea ar trebui să prescrie toate măsurile enumerate și, eventual, altele suplimentare (de exemplu, cerințe pentru prezența unui al doilea observator, inspecția sculelor înainte de lucru etc.). Familiarizați întreaga echipă implicată în lucru cu aceste instrucțiuni. Înainte de a începe experimentele, efectuați o scurtă informare: cine face ce, când să semnalizați o oprire, ce semne convenționale să dați. Acest lucru este deosebit de important dacă o persoană se află la panoul de control și alta la echipamentul de măsurare.

Respectarea măsurilor enumerate va reduce la minimum riscurile în timpul echilibrării. Rețineți că siguranța este mai presus de viteza de echilibrare. Este mai bine să petreceți mai mult timp pregătirii și controlului decât să permiteți un accident. În practica de echilibrare, există cazuri cunoscute în care ignorarea regulilor (de exemplu, fixarea slabă a greutății) a dus la accidente și răniri. Prin urmare, abordați procesul în mod responsabil: echilibrarea nu este doar o operațiune tehnică, ci și o operațiune potențial periculoasă care necesită disciplină și atenție.

Secțiunea 3.1: Diagnosticarea și depășirea instabilității măsurătorilor (citiri „plutitoare”)

Simptom: În timpul măsurătorilor repetate în condiții identice, citirile de amplitudine și/sau fază se modifică semnificativ („flotare”, „salt”). Acest lucru face imposibil calculul corecției.

Cauza de bază: Instrumentul nu funcționează defectuos. Acesta raportează cu precizie că răspunsul vibrațional al sistemului este instabil și imprevizibil. Sarcina specialistului este de a găsi și elimina sursa acestei instabilități.

Algoritm de diagnostic sistematic:

  • Slăbire mecanică: Aceasta este cea mai frecventă cauză. Verificați strângerea șuruburilor de montare a carcasei rulmentului, a șuruburilor de ancorare a cadrului. Verificați dacă există fisuri în fundație sau cadru. Eliminați „piciorul moale”.
  • Defecte ale rulmenților: Jocul intern excesiv al rulmenților sau uzura carcasei rulmentului permite arborelui să se miște haotic în interiorul suportului, ducând la citiri instabile.
  • Instabilitate legată de proces:
    • Aerodinamic (ventilatoare): Fluxul de aer turbulent, separarea fluxului de la palete pot provoca efecte de forță aleatorie asupra rotorului.
    • Hidraulice (pompe): Cavitația - formarea și colapsul bulelor de vapori în lichid - creează șocuri hidraulice puternice și aleatorii. Aceste șocuri maschează complet semnalul periodic provenit de la dezechilibru și fac imposibilă echilibrarea.
    • Mișcare internă a masei (concasoare, mori): În timpul funcționării, materialul se poate mișca și redistribui în interiorul rotorului, acționând ca un „dezechilibru mobil”.
  • Rezonanţă: Dacă viteza de funcționare este foarte apropiată de frecvența naturală a structurii, chiar și variații minore ale vitezei (50-100 rpm) provoacă modificări uriașe ale amplitudinii și fazei vibrațiilor. Echilibrarea în zona de rezonanță este imposibilă. Este necesar să se efectueze un test de decelerare liberă (la oprirea mașinii) pentru a determina vârfurile de rezonanță și a alege o viteză de echilibrare care să fie diferită de acestea.
  • Efecte termice: Pe măsură ce mașina se încălzește, dilatarea termică poate provoca îndoirea arborelui sau modificări ale alinierii, ducând la o „derivație” a valorii citite. Este necesar să se aștepte până când mașina atinge un regim termic stabil și să se efectueze toate măsurătorile la această temperatură.
  • Influența echipamentelor vecine: Vibrațiile puternice provenite de la mașinile aflate în operare în vecinătate pot fi transmise prin podea și pot distorsiona măsurătorile. Dacă este posibil, izolați unitatea care este echilibrată sau opriți sursa de interferență.

Secțiunea 3.2: Când echilibrarea nu ajută: Identificarea defectelor radiculare

Simptom: Procedura de echilibrare a fost efectuată, valorile sunt stabile, dar vibrațiile finale rămân ridicate. Sau echilibrarea într-un plan agravează vibrațiile în celălalt.

Cauza de bază: Vibrațiile crescute nu sunt cauzate de un simplu dezechilibru. Operatorul încearcă să rezolve o problemă geometrică sau de defecțiune a unei componente cu ajutorul metodei de corecție a masei. O încercare de echilibrare nereușită, în acest caz, este un test de diagnostic reușit care dovedește că problema nu este un dezechilibru.

Utilizarea analizorului de spectru pentru diagnostic diferențial:

  • Dealinierea arborelui: Semnul principal - vârf de vibrații ridicate la o frecvență de 2x RPM, adesea însoțit de un vârf semnificativ la 1x RPM. Vibrațiile axiale ridicate sunt, de asemenea, caracteristice. Încercările de a „echilibra” nealinierea sunt sortite eșecului. Soluție - efectuați o aliniere calitativă a arborelui.
  • Defecte ale rulmenților: Se manifestă ca vibrații de înaltă frecvență în spectru la frecvențe caracteristice „de susținere” (BPFO, BPFI, BSF, FTF) care nu sunt multipli ai frecvenței de rotație. Funcția FFT din instrumentele Balanset ajută la detectarea acestor vârfuri.
  • Arcul arborelui: Se manifestă ca un vârf ridicat la 1x RPM (similar cu dezechilibrul), dar adesea însoțit de o componentă vizibilă la 2x RPM și vibrații axiale ridicate, făcând imaginea similară cu o combinație de dezechilibru și nealiniere.
  • Probleme electrice (motoare electrice): Asimetria câmpului magnetic (de exemplu, din cauza defectelor barei rotorului sau a excentricității întrefierului) poate provoca vibrații la o frecvență dublă față de cea de alimentare (100 Hz pentru o rețea de 50 Hz). Această vibrație nu este eliminată prin echilibrare mecanică.

Un exemplu de relație cauză-efect complexă este cavitația într-o pompă. Presiunea scăzută la intrare duce la fierberea lichidului și la formarea de bule de vapori. Prăbușirea ulterioară a acestora pe rotor provoacă două efecte: 1) uzura erozivă a palelor, care în timp modifică efectiv echilibrul rotorului; 2) șocuri hidraulice aleatorii puternice care creează „zgomot” vibrațional de bandă largă, mascand complet semnalul util din dezechilibru și făcând citirile instabile. Soluția nu este echilibrarea, ci eliminarea cauzei hidraulice: verificarea și curățarea conductei de aspirație, asigurând o marjă de cavitație (NPSH) suficientă.

Erori frecvente de echilibrare și sfaturi de prevenire

Atunci când efectuează echilibrarea rotorului, în special în condiții de teren, începătorii întâlnesc adesea erori tipice. Mai jos sunt prezentate greșeli frecvente și recomandări despre cum să le evitați:

Echilibrarea unui rotor defect sau murdar: Una dintre cele mai frecvente greșeli este încercarea de a echilibra un rotor care are și alte probleme: rulmenți uzați, joc, fisuri, murdărie aderentă etc. Drept urmare, dezechilibrul poate să nu fie principala cauză a vibrațiilor, iar după încercări îndelungate, vibrațiile rămân ridicate. Sfat: verificați întotdeauna starea mecanismului înainte de echilibrare.

Greutate de probă prea mică: O greșeală frecventă este instalarea unei greutăți de probă cu o masă insuficientă. Drept urmare, influența acesteia este atenuată de zgomotul de măsurare: faza se schimbă abia, amplitudinea se modifică doar cu câteva procente, iar calculul greutății corective devine inexact. Sfat: urmați regula de modificare a vibrațiilor 20-30%. Uneori este mai bine să faceți mai multe încercări cu greutăți de probă diferite (păstrând opțiunea cu cea mai mare succes) - instrumentul permite acest lucru, veți suprascrie rezultatul Rulei 1. De asemenea, rețineți: utilizarea unei greutăți de probă prea mari este, de asemenea, nedorită, deoarece poate supraîncărca suporturile. Selectați o greutate de probă cu o masă astfel încât, la instalare, amplitudinea vibrației de 1× se modifică cu cel puțin un sfert față de cea originală. Dacă după prima rulare de probă observați că modificările sunt mici, măriți cu îndrăzneală masa greutății de probă și repetați măsurarea.

Nerespectarea constanței regimului și a efectelor de rezonanță: Dacă în timpul echilibrării între diferite rulări rotorul s-a rotit la viteze semnificativ diferite sau în timpul măsurării viteza a „plutit”, rezultatele vor fi incorecte. De asemenea, dacă viteza este apropiată de frecvența de rezonanță a sistemului, răspunsul la vibrații poate fi imprevizibil (defazaje mari, împrăștiere a amplitudinii). Greșeala constă în ignorarea acestor factori. Sfat: mențineți întotdeauna o viteză de rotație stabilă și identică în timpul tuturor măsurătorilor. Dacă sistemul de acționare are un regulator, setați rotații fixe (de exemplu, exact 1500 rpm pentru toate măsurătorile). Evitați trecerea prin viteze critice ale structurii. Dacă observați că de la o rulare la alta faza „sare” și amplitudinea nu se repetă în aceleași condiții - suspectați rezonanța. Într-un astfel de caz, încercați să reduceți sau să creșteți viteza cu 10-15% și repetați măsurătorile sau modificați rigiditatea instalării mașinii pentru a amortiza rezonanța. Sarcina este de a scoate regimul de măsurare din zona de rezonanță, altfel echilibrarea este lipsită de sens.

Erori de fază și marcaj: Uneori, utilizatorul se încurcă în măsurătorile unghiulare. De exemplu, indică incorect de unde să calculeze unghiul de instalare a greutății. Drept urmare, greutatea este instalată în locul în care instrumentul a calculat-o. Sfat: monitorizați cu atenție determinarea unghiului. În Balanset-1A, unghiul corectiv al greutății este de obicei măsurat din poziția greutății de probă în direcția de rotație. Adică, dacă instrumentul a arătat, să zicem, „Planul 1: 45°”, aceasta înseamnă - din punctul în care se afla greutatea de probă, măsurați 45° în direcția de rotație. De exemplu, acele ceasului se rotesc „în sensul acelor de ceasornic”, iar rotorul se rotește „în sensul acelor de ceasornic”, deci 90 de grade vor fi acolo unde este ora 3 pe cadran. Unele instrumente (sau programe) pot măsura faza de la marcaj sau în direcția opusă - citiți întotdeauna instrucțiunile specifice dispozitivului. Pentru a evita confuzia, puteți marca direct pe rotor: marcați poziția greutății de probă ca 0°, apoi indicați direcția de rotație cu o săgeată și, folosind un raportor sau un șablon de hârtie, măsurați unghiul pentru greutatea permanentă.

Atenție: în timpul echilibrării, tahometrul nu poate fi mișcat. Acesta trebuie întotdeauna îndreptat spre același punct pe circumferință. Dacă marcajul de fază a fost deplasat sau senzorul de fază a fost reinstalat, întreaga imagine de fază va fi perturbată.

Prindere incorectă sau pierdere a greutăților: Se întâmplă ca în grabă greutatea să fie înșurubată prost, iar la următoarea pornire să cadă sau să se deplaseze. Atunci toate măsurătorile acestei rulări sunt inutile și, cel mai important - este periculos. Sau o altă greșeală - uitarea de a scoate greutatea de probă atunci când metodologia necesită scoaterea ei și, ca urmare, instrumentul crede că nu este acolo, dar a rămas pe rotor (sau invers - programul se aștepta să o lase, dar ați scos-o). Sfat: urmați cu strictețe metodologia aleasă - dacă este necesară scoaterea greutății de probă înainte de a instala a doua, scoateți-o și nu uitați de ea. Folosiți o listă de verificare: „greutatea de probă 1 scoasă, greutatea de probă 2 scoasă” - înainte de calcul, asigurați-vă că nu există mase suplimentare pe rotor. Când atașați greutăți, verificați întotdeauna fiabilitatea acestora. Mai bine petreceți 5 minute în plus pentru găurire sau strângerea șuruburilor decât să căutați mai târziu piesa ejectată. Nu stați niciodată în planul posibilei ejecții a greutății în timpul rotirii - aceasta este o regulă de siguranță și, de asemenea, în caz de eroare.

Neutilizarea capacităților instrumentului: Unii operatori ignoră, fără să știe, funcții utile ale Balanset-1A. De exemplu, nu salvează coeficienții de influență pentru rotoare similare, nu utilizează grafice de decelerare în roată liberă și modul spectru dacă instrumentul le oferă. Sfat: familiarizați-vă cu manualul instrumentului și utilizați toate opțiunile sale. Balanset-1A poate construi grafice ale modificărilor de vibrații în timpul decelerației în roată liberă (util pentru detectarea rezonanței), poate efectua analize spectrale (ajută la asigurarea predominării armonicei 1×) și chiar poate măsura vibrațiile relative ale arborelui prin senzori fără contact, dacă aceștia sunt conectați. Aceste funcții pot oferi informații valoroase. În plus, coeficienții de influență salvați vor permite echilibrarea unui rotor similar data viitoare, fără greutăți de probă - o singură rulare va fi suficientă, economisind timp.

Pe scurt, fiecare greșeală este mai ușor de prevenit decât de corectat. O atenție deosebită la pregătire, respectarea temeinică a metodologiei de măsurare, utilizarea unor mijloace de fixare fiabile și aplicarea logicii instrumentului sunt cheile unei echilibrări reușite și rapide. Dacă ceva nu merge bine - nu ezitați să întrerupeți procesul, analizați situația (eventual cu ajutorul diagnosticării vibrațiilor) și abia apoi continuați. Echilibrarea este un proces iterativ care necesită răbdare și precizie.

Exemplu de configurare și calibrare în practică:

Imaginați-vă că trebuie să echilibrăm rotoarele a două unități de ventilație identice. Configurarea instrumentului se efectuează pentru primul ventilator: instalăm software-ul, conectăm senzorii (doi pe suporturi, unul optic pe stativ), pregătim ventilatorul pentru pornire (îndepărtăm carcasa, aplicăm marcajul). Efectuăm echilibrarea primului ventilator cu greutăți de probă, instrumentul calculează și sugerează corecția - îl instalăm, realizăm reducerea vibrațiilor la standarde. Apoi salvăm fișierul cu coeficienți (prin meniul instrumentului). Acum, trecând la al doilea ventilator identic, putem încărca acest fișier. Instrumentul va solicita efectuarea imediată a unei rulări de control (în esență, măsurarea Rula 0 pentru al doilea ventilator) și, folosind coeficienții încărcați anterior, furnizează imediat masele și unghiurile greutăților corective pentru al doilea ventilator. Instalăm greutățile, pornim - și obținem o reducere semnificativă a vibrațiilor de la prima încercare, de obicei în limitele toleranței. Astfel, configurarea instrumentului cu salvarea datelor de calibrare pe prima mașină a permis reducerea dramatică a timpului de echilibrare pentru a doua. Desigur, dacă vibrațiile celui de-al doilea ventilator nu s-au redus la standard, ciclurile suplimentare cu greutăți de probă pot fi efectuate individual, dar adesea datele salvate se dovedesc suficiente.

Echilibrarea standardelor de calitate

Tabelul 1: Echilibrarea gradelor de calitate (G) conform ISO 1940-1 pentru echipamente tipice
Grad de calitate G Dezechilibru specific admisibil epe (mm/s) Tipuri de rotoare (exemple)
G4000 4000 Arbori cotiți montați rigid ai motoarelor diesel marine lente (cu număr impar de cilindri)
G16 16 Arborele cotite ale motoarelor mari în doi timpi
G6.3 6.3 Rotoare de pompe, rotoare de ventilatoare, armături de motoare electrice, rotoare de concasoare, piese de echipamente de procesare
G2.5 2.5 Rotoare de turbine cu gaz și abur, turbocompresoare, acționări pentru mașini-unelte, armături pentru motoare electrice cu scop special
G1 1 Acționări, axe pentru mașini de șlefuit
G0.4 0.4 Arborele principale ale mașinilor de rectificat de precizie, giroscoape
Tabelul 2: Matricea de diagnosticare a vibrațiilor: Dezechilibru comparativ cu alte defecte
Tipul defectului Frecvența spectrului dominant Caracteristica de fază Alte simptome
Dezechilibra 1x RPM Stabil Vibrația radială predomină
Nealinierea arborelui 1x, 2x, 3x RPM Poate fi instabil Vibrații axiale ridicate - semn cheie
Slăbiciune mecanică 1x, 2x și armonice multiple Instabil, „sărind” Mișcare vizibil vizibilă, confirmată de comparatorul cu cadran
Defect al rulmentului Frecvențe înalte (BPFO, BPFI etc.) Nesincronizat cu RPM-ul Zgomot parazit, temperatură ridicată
Rezonanţă Viteza de funcționare coincide cu frecvența naturală Schimbări de fază cu 180° la trecerea prin rezonanță Amplitudinea vibrației crește brusc la o anumită viteză

Partea a IV-a: Întrebări frecvente și note de aplicare

Această secțiune rezumă sfaturi practice și răspunde la întrebările care apar cel mai des în rândul specialiștilor în condiții de teren.

Secțiunea 4.1: Întrebări frecvente generale (FAQ)

Când se folosește echilibrarea pe un plan și când pe două planuri?
Utilizați echilibrarea pe un singur plan (statică) pentru rotoare înguste, în formă de disc (raportul L/D < 0,25) unde dezechilibrul cuplului este neglijabil. Se utilizează echilibrarea pe 2 planuri (dinamică) pentru practic toate celelalte rotoare, în special cu L/D > 0,25 sau funcționând la viteze mari.

Ce trebuie făcut dacă greutatea de probă a cauzat o creștere periculoasă a vibrațiilor?
Opriți imediat mașina. Aceasta înseamnă că greutatea de probă a fost instalată aproape de punctul de greutate existent, agravând dezechilibrul. Soluția este simplă: mutați greutatea de probă la 180 de grade față de poziția inițială.

Pot fi utilizați coeficienții de influență salvați pentru o altă mașină?
Da, dar numai dacă cealaltă mașină este absolut identică - același model, același rotor, aceeași fundație, aceleași rulmenți. Orice modificare a rigidității structurale va schimba coeficienții de influență, făcându-i invalidi. Cea mai bună practică este efectuarea de noi teste de funcționare pentru fiecare mașină nouă.

Cum se iau în considerare canalele de pană? (ISO 8821)
Practica standard (cu excepția cazului în care se specifică altfel în documentație) este utilizarea unei „jumătăți de pană” în canelura arborelui la echilibrarea fără piesa de cuplare. Aceasta compensează masa acelei părți a panei care umple canelura de pe arbore. Utilizarea unei pane întregi sau echilibrarea fără pană va duce la un ansamblu echilibrat incorect.

Care sunt cele mai importante măsuri de siguranță?

  • Siguranță electrică: Folosiți o schemă de conectare cu două comutatoare secvențiale pentru a preveni „deviația” accidentală a rotorului. Aplicați proceduri de blocare și etichetare (LOTO) la instalarea greutăților. Lucrările trebuie efectuate sub supraveghere, iar zona de lucru trebuie împrejmuită.
  • Siguranță mecanică: Nu lucrați cu haine largi cu elemente care flutură. Înainte de a începe, asigurați-vă că toate apărătorile de protecție sunt la locul lor. Nu atingeți niciodată piesele rotative și nu încercați să frânați manual rotorul. Asigurați-vă că greutățile corectoare sunt fixate astfel încât să nu devină proiectile.
  • Cultură generală de producție: Mențineți curățenia la locul de muncă, nu aglomerați aleile.
Tabelul 3: Ghid pentru depanarea problemelor comune de echilibrare
Simptom Cauze probabile Acțiuni recomandate
Citiri instabile/„plutitoare” Slăbire mecanică, uzură a rulmenților, rezonanță, instabilitate a procesului (cavitație, mișcare a masei), vibrații externe Strângeți toate conexiunile cu șuruburi, verificați jocul rulmentului, efectuați un test de decelerare liberă pentru a găsi și a ocoli rezonanța, stabilizați regimul de funcționare, izolați unitatea
Nu se poate atinge toleranța după mai multe cicluri Coeficienți de influență incorecți (funcționare de probă nereușită), rotorul este flexibil, prezența unui defect ascuns (nealiniere), neliniaritatea sistemului Repetați proba de funcționare cu greutatea selectată corect, verificați dacă rotorul este flexibil, utilizați FFT pentru a căuta alte defecte, creșteți rigiditatea structurii de susținere
Vibrațiile sunt normale după echilibrare, dar revin rapid. Ejecție corectivă a greutății, acumulare de produs pe rotor, deformări termice în timpul funcționării Folosiți o fixare a greutății mai fiabilă (sudură), implementați un program regulat de curățare a rotorului, efectuați echilibrarea la o temperatură de funcționare stabilă.

Secțiunea 4.2: Ghid de echilibrare pentru tipuri specifice de echipamente

Ventilatoare industriale și evacuatoare de fum:

  • Problemă: Cele mai susceptibile la dezechilibru din cauza acumulării de produs pe lame (creștere de masă) sau uzurii abrazive (pierdere de masă).
  • Procedura: Curățați întotdeauna temeinic rotorul înainte de a începe lucrul. Echilibrarea poate necesita mai multe etape: mai întâi rotorul în sine, apoi asamblarea cu arborele. Acordați atenție forțelor aerodinamice care pot cauza instabilitate.

Pompe:

  • Problemă: Principalul inamic - cavitația.
  • Procedura: Înainte de echilibrare, asigurați o marjă de cavitație suficientă la intrare (NPSHa). Verificați dacă conducta de aspirație sau filtrul nu sunt înfundate. Dacă auziți zgomot caracteristic de „pietriș” și vibrațiile sunt instabile - eliminați mai întâi problema hidraulică.

Concasoare, tocatoare și tocătoare:

  • Problemă: Uzură extremă, posibilitatea unor modificări bruște și mari ale dezechilibrului din cauza ruperii sau uzurii ciocanului/bătătorului. Rotoarele sunt grele și funcționează sub sarcini cu impact mare.
  • Procedura: Verificați integritatea și fixarea elementelor de lucru. Din cauza vibrațiilor puternice, poate fi necesară ancorarea suplimentară a cadrului mașinii la podea pentru a obține citiri stabile.

Armături pentru motoare electrice:

  • Problemă: Poate avea atât surse de vibrații mecanice, cât și electrice.
  • Procedura: Folosiți un analizor de spectru pentru a verifica dacă există vibrații la o frecvență dublă față de cea de alimentare (de exemplu, 100 Hz). Prezența acestora indică o defecțiune electrică, nu un dezechilibru. Pentru armăturile motoarelor de curent continuu și motoarele cu inducție, se aplică procedura standard de echilibrare dinamică.

Concluzie

Echilibrarea dinamică a rotoarelor la locul lor folosind instrumente portabile precum Balanset-1A este un instrument puternic pentru creșterea fiabilității și eficienței funcționării echipamentelor industriale. Cu toate acestea, așa cum arată analiza, succesul acestei proceduri nu depinde atât de mult de instrumentul în sine, cât de calificarea specialiștilor și de capacitatea de a aplica o abordare sistematică.

Concluziile cheie ale acestui ghid pot fi reduse la câteva principii fundamentale:

Pregătirea determină rezultatul: Curățarea temeinică a rotorului, verificarea stării rulmenților și a fundației și diagnosticarea preliminară a vibrațiilor pentru a exclude alte defecte sunt condiții obligatorii pentru o echilibrare reușită.

Conformitatea cu standardele este baza calității și a protecției juridice: Aplicarea standardului ISO 1940-1 pentru determinarea toleranțelor de dezechilibru rezidual transformă evaluarea subiectivă într-un rezultat obiectiv, măsurabil și semnificativ din punct de vedere juridic.

Instrumentul nu este doar un echilibrator, ci și un instrument de diagnosticare: Incapacitatea de a echilibra un mecanism sau instabilitatea citirii nu sunt defecțiuni ale instrumentului, ci semne diagnostice importante care indică prezența unor probleme mai grave, cum ar fi nealinierea, rezonanța, defectele lagărelor sau încălcările tehnologice.

Înțelegerea fizicii proceselor este esențială pentru rezolvarea sarcinilor non-standard: Cunoașterea diferențelor dintre rotoarele rigide și cele flexibile, înțelegerea influenței rezonanței, a deformărilor termice și a factorilor tehnologici (de exemplu, cavitația) permite specialiștilor să ia decizii corecte în situațiile în care instrucțiunile standard pas cu pas nu funcționează.

Astfel, echilibrarea eficientă a câmpului este o sinteză a măsurătorilor precise efectuate cu instrumente moderne și a unei abordări analitice profunde bazate pe cunoștințe despre teoria vibrațiilor, standarde și experiența practică. Respectarea recomandărilor prezentate în acest ghid va permite specialiștilor tehnici nu numai să facă față cu succes sarcinilor tipice, ci și să diagnosticheze și să rezolve eficient probleme complexe, non-triviale, legate de vibrațiile echipamentelor rotative.

© 2025 Ghid de echilibrare dinamică pe teren. Toate drepturile rezervate.

ro_RORO