Pochopenie vyvažovania v jednej rovine
Definícia: Čo je to vyvažovanie v jednej rovine?
Vyvažovanie v jednej rovine je vyvažovanie postup, pri ktorom sa nevyváženosť rotora koriguje pridaním alebo odobratím hmoty iba v jednej radiálnej rovine kolmej na os otáčania. Táto metóda je vhodná, keď je nevyváženosť prevažne statické v prírode – čo znamená, že ťažisko rotora je posunuté od osi otáčania, ale neexistuje žiadny významný pár alebo moment, ktorý by spôsoboval kývanie rotora.
Vyvažovanie v jednej rovine je najjednoduchšia a najekonomickejšia metóda vyvažovania, ktorá vyžaduje iba jeden korekčná rovina a zvyčajne len jeden skúšobná hmotnosť spustiť na dokončenie.
Kedy použiť vyvažovanie v jednej rovine
Vyvažovanie v jednej rovine je vhodné pre špecifické typy rotorov a prevádzkové podmienky:
1. Kotúčové rotory
Ideálnymi kandidátmi sú rotory, ktorých axiálna dĺžka (hrúbka) je malá v porovnaní s priemerom. Tieto sa často nazývajú “úzke” alebo “tenké” rotory. Medzi príklady patria:
- Brúsne kotúče
- Kotúče na okružné píly
- Jednostupňové obežné kolesá ventilátora alebo dúchadla
- Zotrvačníky
- Rotory kotúčových bŕzd
- Jednoduché kladky
2. Pevné rotory pracujúce pod prvou kritickou rýchlosťou
Pre pevné rotory ktoré fungujú výrazne pod úrovňou ich prvej kritická rýchlosť, Vyvažovanie v jednej rovine môže byť postačujúce, aj keď má rotor určitú axiálnu dĺžku. Kľúčové je, aby sa rotor počas prevádzky výrazne neohýbal ani nedeformoval.
3. Keď je známe, že nevyváženosť je statická
Ak je stav nevyváženosti spôsobený jedným lokalizovaným zdrojom – napríklad nahromadením materiálu, chýbajúcou lopatkou ventilátora alebo excentrickým upevnením – a merania vibrácií ukazujú prevažne fázový pohyb na všetkých miestach ložísk, je vhodné vyváženie v jednej rovine.
Postup vyvažovania v jednej rovine
Postup sa riadi jednoduchým, systematickým prístupom s použitím metódy koeficientu vplyvu:
Krok 1: Počiatočné meranie
Pri bežiacom rotore pri jeho normálnych otáčkach zmerajte a zaznamenajte počiatočný vektor vibrácií (amplitúdu a fázu) na jednom alebo viacerých miestach ložiska. Ten predstavuje vibrácie spôsobené pôvodným nevyváženosť.
Krok 2: Pripevnite skúšobné závažie
Zastavte stroj a pripojte známy skúšobná hmotnosť vo vhodnej uhlovej polohe (zvyčajne 0°) na zvolenej korekčnej rovine. Skúšobné závažie by malo mať dostatočnú veľkosť na to, aby vyvolalo badateľnú zmenu vibrácií – zvyčajne 25-50% počiatočnej úrovne vibrácií.
Krok 3: Skúšobná prevádzka
Reštartujte stroj a zmerajte nový vektor vibrácií na rovnakom mieste (miestach). Toto meranie predstavuje kombinovaný účinok pôvodnej nevyváženosti a skúšobného závažia.
Krok 4: Výpočet korekčnej hmotnosti
Vyvažovací prístroj vykonáva sčítanie vektorov a vypočítava koeficient vplyvu. Potom vypočíta presnú hmotnosť a uhlovú polohu permanentky. korekčná hmotnosť čo minimalizuje vibrácie.
Krok 5: Nainštalujte korekciu a overte ju
Odstráňte skúšobné závažie, natrvalo nainštalujte vypočítané korekčné závažie (pridaním alebo odobratím závažia na určenom mieste) a spustite stroj, aby ste overili, či sa vibrácie znížili na prijateľnú úroveň. V prípade potreby je možné vykonať vyváženie na doladenie výsledku.
Výhody vyvažovania v jednej rovine
- Jednoduchosť: Vyžaduje iba jednu korekčnú rovinu, čo uľahčuje implementáciu a pochopenie.
- Rýchlosť: Postup zvyčajne vyžaduje iba dva alebo tri behy (počiatočný, skúšobný a overovací), čo šetrí čas a skracuje prestoje stroja.
- Cenovo výhodné: Menej meraní a jednoduchšie výpočty znamenajú nižšie náklady na pracovnú silu a lacnejšie vyvažovacie zariadenia.
- Prístupnosť: Na pridanie korekčných závaží môže byť prístupných mnoho miest na rotore, čo poskytuje flexibilitu pri ich umiestnení.
Obmedzenia a kedy nepoužívať vyvažovanie v jednej rovine
Vyvažovanie v jednej rovine má dôležité obmedzenia, ktoré je potrebné pochopiť:
1. Nedá sa opraviť nerovnováha v páre
Ak má rotor významné párová nerovnováha—ak existujú sily nevyváženosti na opačných koncoch rotora, ale v opačných uhlových polohách — vyváženie v jednej rovine nebude účinné. Táto podmienka vyžaduje dynamické vyvažovanie s korekciami v najmenej dvoch rovinách.
2. Nie je vhodné pre dlhé rotory
Rotory s pomerom dĺžky k priemeru väčším ako približne 0,5 až 1,0 zvyčajne vyžadujú vyváženie v dvoch rovinách. Medzi príklady patria kotvy motorov, hriadele čerpadiel a dlhé rotory ventilátorov.
3. Nemusí znížiť vibrácie vo všetkých ložiskách
Jednorovinná korekcia optimalizovaná pre jedno ložisko nemusí dostatočne znížiť vibrácie v iných ložiskách, najmä ak je rotor dlhý alebo pracuje v blízkosti kritickej rýchlosti.
4. Neúčinné pre flexibilné rotory
Rotory pracujúce nad svojou prvou kritickou rýchlosťou podliehajú ohybu a vyžadujú si techniky vyvažovania vo viacerých rovinách, ktoré zohľadňujú tvary rotorových módov.
Vzťah k statickému vyvažovaniu
Vyvažovanie v jednej rovine úzko súvisí s statické vyváženie. V skutočnosti je vyvažovanie v jednej rovine vykonávané na rotačnom stroji v podstate dynamické meranie statickej nevyváženosti. Statické vyvažovanie sa môže vykonávať s rotorom v pokoji (na ostriach nožov alebo valčekoch), zatiaľ čo vyvažovanie v jednej rovine sa vykonáva s otáčajúcim sa rotorom, čo umožňuje presnejšie meranie v reálnych prevádzkových podmienkach.
Typické aplikácie a odvetvia
Vyvažovanie v jednej rovine sa široko používa v mnohých odvetviach pre vhodné typy rotorov:
- Spracovanie dreva a kovov: Kotúče na okružné píly, brúsne kotúče, rezné kotúče
- HVAC: Jednostupňové odstredivé ventilátory a dúchadlá
- Poľnohospodárske stroje: Komponenty kombajnov, jednotlivé kladky
- Automobilový priemysel: Zotrvačníky, brzdové rotory, jednotlivé kladky
- Manipulácia s materiálom: Dopravníkové kladky, napínacie valčeky
Pre tieto aplikácie poskytuje vyvažovanie v jednej rovine optimálnu rovnováhu medzi účinnosťou, jednoduchosťou a nákladmi, čo z neho robí základnú techniku v oblasti vyvažovania rotorov.