Понимание моментного дисбаланса
Моментный дисбаланс является особой формой динамический дисбаланс в котором ротор содержит два одинаковых дисбаланс группы, расположенные под углом 180°, в двух отдельных плоскостей коррекции. Когда ротор вращается, эти две противоположные центробежные силы создают вращающий момент — «момент силы» — который пытается скрутить ротор, заставляя его колебаться или раскачиваться из конца в конец вокруг центра тяжести. Отличительной чертой чистого дисбаланса момента силы является то, что центр тяжести по-прежнему находится на ось вращения, поэтому ротор статически сбалансирован: если его поставить на острые кромки, он не перевернется в сторону более тяжелой части. Это состояние можно определить только во время вращения ротора, а устранить его можно лишь с помощью грузов, расположенных в двух разных плоскостях.
1. Определение: что такое моментный дисбаланс?
Слово «пара» заимствовано из механики, где оно обозначает пару равных, противоположных и параллельных сил, разделенных расстоянием — систему, которая вызывает чистое вращение без суммарного перемещения. Именно это и происходит в данном случае. Каждая смещенная масса создает центробежная сила по мере вращения ротора; поскольку эти две силы равны по величине и противоположны по направлению, но расположены в осевом направлении на расстоянии друг от друга, они компенсируют друг друга в суммарной силе, но складываются в момент силы. В центре ротора не возникает бокового толчка, однако на него действует постоянный качающий момент, направление которого меняется дважды за один оборот.
2. Визуализация моментного дисбаланса
Представьте себе длинный тонкий ротор. Поместите груз весом 10 г в верхней части (0°) левого конца, а затем поместите второй груз весом 10 г в нижней части (180°) правого конца:
- Проверьте его на статическая балансировка и он выглядит идеально сбалансированным — вес обеих частей уравновешивает друг друга, а центр тяжести находится на оси.
- Если его раскрутить, левый груз подтягивает левый конец вверх, а правый груз — правый конец вниз. В результате возникает мощное качательное движение, или движение качающейся пары.
Это состояние приводит к высокому вибрация в 1× больше рабочая скорость, а также — что особенно важно для постановки диагноза — фаза показания на двух подшипниках смещены по фазе примерно на 180°, поскольку в любой момент времени оба конца движутся в противоположных направлениях.
3. Моментный, статический и динамический дисбаланс
Понимание взаимосвязи между этими тремя классами — залог правильного выбора коррекции:
| Тип | Описание массы | Центр тяжести | Фазовые соотношения подшипников | Исправление |
|---|---|---|---|---|
| Статический дисбаланс | Одиночное интенсивное пятно | Смещение относительно оси | Синфазный | Один вес, одна плоскость |
| Моментный дисбаланс | Два равных и противоположных центра тяжести в двух плоскостях | На оси | с фазовым сдвигом на 180° | Два веса, две плоскости |
| Динамический дисбаланс | Сочетание статической нагрузки и момента | Смещенные и наклоненные | Некоторый промежуточный угол | Два веса, две плоскости |
Динамический дисбаланс — наиболее распространенное явление в реальных роторах, представляющее собой одновременное наличие статического и моментного дисбаланса; поэтому для его устранения требуется проведение измерений и размещение грузов как минимум в двух разных плоскостях. Полезным ориентиром при диагностике на месте является сравнение фаз: почти полное совпадение фаз у подшипников указывает на преобладание статической составляющей, тогда как разница в фазах, близкая к 180°, свидетельствует о преобладании моментного дисбаланса.
4. Устранение дисбаланса в паре
Чтобы удалить пару, балансировочный станок или анализатор вычисляет размер и угловое положение двух корректирующих весов:
- Один корректирующий груз устанавливается в первой плоскости, чтобы противодействовать силе в ней.
- Вторая сила действует в плоскости, перпендикулярной первой, чтобы уравновесить равную по величине и противоположную по направлению силу на другом конце.
Когда обе силы нейтрализованы, крутящий момент исчезает, и ротор работает ровно. Обратите внимание: чем дальше друг от друга расположены две плоскости, тем меньше может быть масса каждого груза при одинаковом корректирующем моменте — длинный рычаг, меньшая масса — поэтому увеличение расстояния между плоскостями является рекомендуемой практикой. На смонтированной машине такая двухплоскостная корректировка выполняется без разборки с помощью портативного двухканального прибора, такого как Balanset-1A, который измеряет амплитуду и фазу 1× на каждом подшипнике, вычисляет положение ротора коэффициенты влияния из пробный груз запускается и одновременно вычисляет оба веса. Задание завершается проверкой остаточный дисбаланс против ISO 21940-11 оценка баланса.
5. Почему дисбаланс в отношениях легко упустить из виду
Поскольку ротор с дисбалансом по парам проходит статическую (одноплоскостную) проверку, использование исключительно статических испытаний может привести к тому, что опасный дефект останется незамеченным. Только измерение в режиме вращения, при котором регистрируются показатели обоих подшипников и сравнивается их фаза, позволяет выявить колебания по парам. Это является основной причиной того, что балансировку в двух плоскостях существует и почему большинство промышленных роторов общего назначения, от якорей двигателей до приводных валов, балансируются динамически, а не статически.
