Časť I: Teoretické a regulačné základy dynamického vyvažovania

Dynamické vyvažovanie v teréne je jednou z kľúčových operácií v technológii vibračného nastavenia, ktorej cieľom je predĺžiť životnosť priemyselných zariadení a predchádzať núdzovým situáciám. Použitie prenosných prístrojov, ako je Balanset-1A, umožňuje vykonávať tieto operácie priamo na mieste prevádzky, čím sa minimalizujú prestoje a náklady spojené s demontážou. Úspešné vyvažovanie si však vyžaduje nielen schopnosť pracovať s prístrojom, ale aj hlboké pochopenie fyzikálnych procesov, ktoré sú základom vibrácií, ako aj znalosť regulačného rámca upravujúceho kvalitu práce.

Princíp metodiky je založený na inštalácii skúšobných závaží a výpočte koeficientov vplyvu nevyváženosti. Jednoducho povedané, prístroj meria vibrácie (amplitúdu a fázu) rotujúceho rotora, po ktorých používateľ postupne pridáva malé skúšobné závažia v špecifických rovinách, aby „kalibroval“ vplyv dodatočnej hmotnosti na vibrácie. Na základe zmien amplitúdy a fázy vibrácií prístroj automaticky vypočíta potrebnú hmotnosť a uhol inštalácie korekčných závaží na elimináciu nevyváženosti.

Tento prístup implementuje tzv. trojstupňovú metódu pre vyvažovanie v dvoch rovinách: počiatočné meranie a dva behy so skúšobnými závažiami (jedno v každej rovine). Pre vyvažovanie v jednej rovine zvyčajne postačujú dva behy - bez závažia a s jedným skúšobným závažím. V moderných prístrojoch sa všetky potrebné výpočty vykonávajú automaticky, čo výrazne zjednodušuje proces a znižuje požiadavky na kvalifikáciu operátora.

Časť 1.1: Fyzika nevyváženosti: Hĺbková analýza

Jadrom akejkoľvek vibrácie v rotujúcich zariadeniach je nerovnováha alebo nevyváženosť. Nevyváženosť je stav, pri ktorom je hmotnosť rotora nerovnomerne rozložená vzhľadom na jeho os otáčania. Toto nerovnomerné rozloženie vedie k vzniku odstredivých síl, ktoré následne spôsobujú vibrácie podpier a celej konštrukcie stroja. Dôsledky neriešenej nevyváženosti môžu byť katastrofálne: od predčasného opotrebenia a zničenia ložísk až po poškodenie základov a samotného stroja. Pre efektívnu diagnostiku a odstránenie nevyváženosti je potrebné jasne rozlišovať jej typy.

Typy nevyváženosti

Zostava vyvažovacieho stroja rotorov s počítačom riadeným monitorovacím systémom na meranie statických a dynamických síl na detekciu nerovnováhy v rotujúcich komponentoch elektromotora.

Statická nevyváženosť (jedna rovina): Tento typ nevyváženosti sa vyznačuje posunutím ťažiska rotora rovnobežne s osou otáčania. V statickom stave sa takýto rotor, inštalovaný na horizontálnych hranoloch, vždy otáča ťažkou stranou nadol. Statická nevyváženosť je dominantná pre tenké rotory v tvare disku, kde je pomer dĺžky k priemeru (L/D) menší ako 0,25, napríklad brúsne kotúče alebo úzke obežné kolesá ventilátorov. Eliminácia statickej nevyváženosti je možná inštaláciou jedného korekčného závažia v jednej korekčnej rovine, diametrálne oproti ťažkému bodu.

Párová (momentová) nerovnováha: Tento typ nastáva, keď hlavná os zotrvačnosti rotora pretína os otáčania v ťažisku, ale nie je s ním rovnobežná. Dvojitá nevyváženosť sa dá znázorniť ako dve rovnako veľké, ale opačne smerované nevyvážené hmoty umiestnené v rôznych rovinách. V statickom stave je takýto rotor v rovnováhe a nevyváženosť sa prejavuje iba počas otáčania vo forme „kývania“ alebo „kolísania“. Na jej kompenzáciu je potrebná inštalácia aspoň dvoch korekčných závaží v dvoch rôznych rovinách, ktoré vytvárajú kompenzačný moment.

Technická schéma zariadenia na testovanie rotora elektromotora s medenými vinutiami namontovanými na presných ložiskách, pripojeného k elektronickému monitorovaciemu zariadeniu na meranie rotačnej dynamiky.

Dynamická nevyváženosť: Toto je najbežnejší typ nevyváženosti v reálnych podmienkach, ktorý predstavuje kombináciu statickej a párovej nevyváženosti. V tomto prípade sa hlavná stredová os zotrvačnosti rotora nezhoduje s osou otáčania a nepretína ju v ťažisku. Na elimináciu dynamickej nevyváženosti je potrebná korekcia hmotnosti aspoň v dvoch rovinách. Dvojkanálové prístroje, ako napríklad Balanset-1A, sú navrhnuté špeciálne na riešenie tohto problému.

Kvázistatická nevyváženosť: Toto je špeciálny prípad dynamickej nevyváženosti, kde hlavná os zotrvačnosti pretína os otáčania, ale nie v ťažisku rotora. Toto je jemný, ale dôležitý rozdiel pre diagnostiku zložitých rotorových systémov.

Pevné a flexibilné rotory: kritický rozdiel

Jedným zo základných konceptov vyvažovania je rozlíšenie medzi pevnými a flexibilnými rotormi. Toto rozlíšenie určuje samotnú možnosť a metodiku úspešného vyvažovania.

Pevný rotor: Rotor sa považuje za tuhý, ak je jeho prevádzková frekvencia otáčania výrazne nižšia ako jeho prvá kritická frekvencia a nepodlieha významným elastickým deformáciám (priehybom) pôsobením odstredivých síl. Vyvažovanie takéhoto rotora sa zvyčajne úspešne vykonáva v dvoch korekčných rovinách. Prístroje Balanset-1A sú primárne určené na prácu s tuhými rotormi.

Flexibilný rotor: Rotor sa považuje za flexibilný, ak pracuje s frekvenciou otáčania blízkou jednej zo svojich kritických frekvencií alebo ju prekračuje. V tomto prípade sa elastické vychýlenie hriadeľa stáva porovnateľným s posunutím ťažiska a samo o sebe významne prispieva k celkovým vibráciám.

Pokus o vyváženie flexibilného rotora pomocou metodiky pre tuhé rotory (v dvoch rovinách) často vedie k zlyhaniu. Inštalácia korekčných závaží môže kompenzovať vibrácie pri nízkych, subrezonančných otáčkach, ale pri dosiahnutí prevádzkových otáčok, keď sa rotor ohýba, môžu tie isté závažia vibrácie zvýšiť vybudením jedného z ohybových vibračných režimov. To je jeden z kľúčových dôvodov, prečo vyváženie „nefunguje“, hoci všetky činnosti s prístrojom sa vykonávajú správne. Pred začatím práce je mimoriadne dôležité klasifikovať rotor koreláciou jeho prevádzkových otáčok so známymi (alebo vypočítanými) kritickými frekvenciami.

Ak nie je možné obísť rezonanciu (napríklad, ak má stroj pevnú rýchlosť zhodnú s rezonančnou), odporúča sa počas vyvažovania dočasne zmeniť montážne podmienky jednotky (napríklad uvoľniť tuhosť podpier alebo dočasne nainštalovať elastické tesnenia), aby sa rezonancia posunula. Po odstránení nevyváženosti rotora a obnovení normálnych vibrácií sa môže stroj vrátiť do štandardných montážnych podmienok.

Časť 1.2: Regulačný rámec: Normy ISO

Normy v oblasti vyvažovania plnia niekoľko kľúčových funkcií: stanovujú jednotnú technickú terminológiu, definujú požiadavky na kvalitu a čo je dôležité, slúžia ako základ pre kompromis medzi technickou nevyhnutnosťou a ekonomickou uskutočniteľnosťou. Nadmerné požiadavky na kvalitu vyvažovania sú nevýhodné, preto normy pomáhajú určiť, do akej miery je vhodné znížiť nevyváženosť. Okrem toho sa môžu použiť v zmluvných vzťahoch medzi výrobcami a zákazníkmi na určenie kritérií prijatia.

ISO 1940-1-2007 (ISO 1940-1): Požiadavky na kvalitu vyvažovania pevných rotorov

Softvér pre prenosný balancer a analyzátor vibrácií Balanset-1A. Kalkulačka tolerancie zostatku (ISO 1940)

Táto norma je základným dokumentom na určenie prípustnej zvyškovej nevyváženosti. Zavádza koncept stupňa kvality vyvažovania (G), ktorý závisí od typu stroja a jeho prevádzkovej frekvencie otáčania.

Stupeň kvality G: Každý typ zariadenia zodpovedá špecifickej triede kvality, ktorá zostáva konštantná bez ohľadu na rýchlosť otáčania. Napríklad trieda G6.3 sa odporúča pre drviče a G2.5 pre kotvy elektromotorov a turbíny.

Výpočet prípustnej zostatkovej nevyváženosti (U_za): Norma umožňuje výpočet špecifickej prípustnej hodnoty nevyváženosti, ktorá slúži ako cieľový ukazovateľ počas vyvažovania. Výpočet sa vykonáva v dvoch fázach:

1. Stanovenie prípustnej špecifickej nevyváženosti (e_za) pomocou vzorca:
   e_za = (G × 9549) / n
   kde G je stupeň kvality vyváženia (napr. 2,5), n je prevádzková frekvencia otáčania, ot./min. Jednotka merania pre e_za je g·mm/kg alebo μm.
2. Stanovenie prípustnej zostatkovej nevyváženosti (U_za) pre celý rotor:
   U_za = e_za × M
   kde M je hmotnosť rotora, kg. Jednotka merania pre U_za je g·mm.

Napríklad pre rotor elektromotora s hmotnosťou 5 kg, pracujúci pri 3000 ot./min. s triedou kvality G2.5, by výpočet vyzeral takto:

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

U_za = 7,96 × 5 = 39,8 g·mm.

To znamená, že po vyvážení by zvyšková nevyváženosť nemala prekročiť 39,8 g·mm.

Použitie normy transformuje subjektívne hodnotenie „vibrácie sú stále príliš vysoké“ na objektívne, merateľné kritérium. Ak konečná správa o vyvážení vygenerovaná softvérom prístroja ukáže, že zostatková nevyváženosť je v rámci tolerancie ISO, práca sa považuje za vykonanú kvalitne, čo chráni vykonávateľa v sporných situáciách.

ISO 20806-2007 (ISO 20806): Vyvažovanie na mieste

Táto norma priamo upravuje proces vyvažovania poľa.

Výhody: Hlavnou výhodou vyvažovania na mieste je, že rotor je vyvážený v reálnych prevádzkových podmienkach, na svojich podperách a pri prevádzkovom zaťažení. To automaticky zohľadňuje dynamické vlastnosti nosného systému a vplyv pripojených komponentov hriadeľového prevodu, ktoré nie je možné modelovať na vyvažovacom stroji.

Nevýhody a obmedzenia: Norma tiež uvádza významné nevýhody, ktoré je potrebné zohľadniť pri plánovaní práce.

• Obmedzený prístup: Prístup ku korekčným rovinám na zostavenom stroji je často zložitý, čo obmedzuje možnosti inštalácie závažia.
• Potreba skúšobných jázd: Proces vyvažovania vyžaduje niekoľko cyklov „štart-stop“ stroja, čo môže byť z hľadiska výrobného procesu a ekonomickej efektívnosti neprijateľné.
• Ťažkosti s ťažkou nerovnováhou: V prípadoch veľmi veľkej počiatočnej nevyváženosti nemusia obmedzenia výberu roviny a hmotnosti korekčného závažia umožniť dosiahnutie požadovanej kvality vyváženia.

Ďalšie relevantné normy

Pre úplnosť by sa mali spomenúť aj ďalšie normy, ako napríklad séria ISO 21940 (nahrádza ISO 1940), ISO 8821 (upravujúca zohľadnenie kľúčového vplyvu) a ISO 11342 (pre flexibilné rotory).

Časť II: Praktický sprievodca vyvažovaním s prístrojmi Balanset-1A

Úspech vyváženia závisí 80% od dôkladnosti prípravných prác. Väčšina porúch nesúvisí s poruchou prístroja, ale s ignorovaním faktorov ovplyvňujúcich opakovateľnosť merania. Hlavnou zásadou prípravy je vylúčiť všetky ostatné možné zdroje vibrácií, aby prístroj meral iba vplyv nevyváženosti.

Časť 2.1: Základ úspechu: Diagnostika pred vyvážením a príprava stroja

Pred pripojením prístroja je potrebné vykonať kompletnú diagnostiku a prípravu mechanizmu.

Krok 1: Primárna diagnostika vibrácií (Je to naozaj nevyváženosť?)

Pred vyvážením je užitočné vykonať predbežné meranie vibrácií v režime vibrometra. Softvér Balanset-1A má režim „Merač vibrácií“ (tlačidlo F5), kde môžete merať celkové vibrácie a samostatne vibrácie komponentu pri frekvencii otáčania (1×) pred inštaláciou akýchkoľvek závaží. Takáto diagnostika pomáha pochopiť povahu vibrácií: ak je amplitúda hlavnej rotačnej harmonickej blízka celkovým vibráciám, potom je dominantným zdrojom vibrácií s najväčšou pravdepodobnosťou nevyváženosť rotora a vyváženie je účinné. Taktiež fázové a vibračné hodnoty medzi meraniami by mali byť stabilné a nemali by sa meniť o viac ako 5-10%.

Na predbežné posúdenie stavu stroja použite prístroj v režime vibrometra alebo spektrálneho analyzátora (FFT).

Klasický znak nevyváženosti: Spektrum vibrácií by malo byť charakterizované vrcholom pri rotačnej frekvencii rotora (vrchol pri frekvencii 1x RPM). Amplitúda tejto zložky v horizontálnom a vertikálnom smere by mala byť porovnateľná a amplitúdy ostatných harmonických by mali byť výrazne nižšie.

Príznaky iných porúch: Ak spektrum obsahuje významné vrcholy pri iných frekvenciách (napr. 2x, 3x otáčky za minútu) alebo pri frekvenciách, ktoré nie sú viacnásobné, naznačuje to prítomnosť iných problémov, ktoré je potrebné pred vyvážením odstrániť. Napríklad vrchol pri 2x otáčkach za minútu často naznačuje nesprávne zarovnanie hriadeľa.

Krok 2: Komplexná mechanická kontrola (kontrolný zoznam)

Rotor: Dôkladne očistite všetky povrchy rotora (lopatky ventilátora, kladivá drviča atď.) od nečistôt, hrdze a prilepených produktov. Aj malé množstvo nečistôt na veľkom polomere vytvára značnú nevyváženosť. Skontrolujte, či nie sú poškodené alebo nechýbajú žiadne prvky (lopatky, kladivá) alebo uvoľnené časti.

Ložiská: Skontrolujte ložiskové zostavy, či nemajú nadmernú vôľu, cudzí hluk a prehrievajú sa. Opotrebované ložiská s veľkou vôľou neumožnia dosiahnutie stabilných hodnôt a znemožnia vyváženie. Je potrebné skontrolovať uloženie čapov rotora k ložiskovým panvám a vôle.

Základ a rám: Uistite sa, že jednotka je nainštalovaná na pevnom základe. Skontrolujte utiahnutie kotviacich skrutiek a absenciu trhlín v ráme. Prítomnosť „mäkkej nohy“ (keď jedna podpera nezapadá do základu) alebo nedostatočná tuhosť nosnej konštrukcie povedie k absorpcii vibračnej energie a nestabilným, nepredvídateľným údajom.

Pohon: Pri remeňových pohonoch skontrolujte napnutie a stav remeňa. Pri spojovacích pripojeniach - zarovnanie hriadeľa. Nesprávne zarovnanie môže pri 2-násobku otáčok za minútu spôsobiť vibrácie, ktoré skreslia merania pri rotačnej frekvencii.

Bezpečnosť: Zabezpečte prítomnosť a prevádzkyschopnosť všetkých ochranných krytov. V pracovnom priestore by sa nemali nachádzať cudzie predmety ani osoby.

Časť 2.2: Nastavenie a konfigurácia prístroja

Správna inštalácia senzora je kľúčom k získaniu presných a spoľahlivých údajov.

Inštalácia hardvéru

Vibračné senzory (akcelerometre):

• Pripojte káble senzorov k príslušným konektorom prístroja (napr. X1 a X2 pre Balanset-1A).
• Nainštalujte senzory na ložiskové telesá čo najbližšie k rotoru.
• Kľúčový postup: Na dosiahnutie maximálneho signálu (najvyššej citlivosti) by mali byť senzory inštalované v smere, kde sú vibrácie maximálne. Pre väčšinu horizontálne umiestnených strojov je to horizontálny smer, pretože tuhosť základu v tejto rovine je zvyčajne nižšia. Na zabezpečenie pevného kontaktu použite silnú magnetickú základňu alebo závitový držiak. Zle upevnený senzor je jednou z hlavných príčin získavania nesprávnych údajov.

Fázový senzor (laserový tachometer):

• Pripojte snímač k špeciálnemu vstupu (X3 pre Balanset-1A).
• Pripevnite malý kúsok reflexnej pásky na hriadeľ alebo inú rotujúcu časť rotora. Páska by mala byť čistá a mala by poskytovať dobrý kontrast.
• Nainštalujte tachometer na magnetický stojan tak, aby laserový lúč stabilne dopadal na značku počas celej otáčky. Uistite sa, že prístroj ukazuje stabilnú hodnotu otáčok za minútu (RPM).

Ak senzor „minie“ značku alebo naopak vydáva impulzy navyše, je potrebné upraviť buď šírku/farbu značky, alebo citlivosť/uhol senzora. Napríklad, ak sú na rotore lesklé prvky, môžu byť prekryté matnou páskou, aby neodrážali laser. Pri práci vonku alebo v jasne osvetlených miestnostiach, ak je to možné, chráňte senzor pred priamym svetlom, pretože jasné osvetlenie môže rušiť fázový senzor.

Konfigurácia softvéru (Balanset-1A)

• Spustite softvér (ako správca) a pripojte modul rozhrania USB.
• Prejdite do modulu vyvažovania. Vytvorte nový záznam pre vyvažovanú jednotku, zadajte jej názov, hmotnosť a ďalšie dostupné údaje.
• Vyberte typ vyváženia: 1-rovinné (statické) pre úzke rotory alebo 2-rovinné (dynamické) pre väčšinu ostatných prípadov.
• Definujte korekčné roviny: vyberte miesta na rotore, kde je možné bezpečne a spoľahlivo nainštalovať korekčné závažia (napr. zadný disk obežného kolesa ventilátora, špeciálne drážky na hriadeli).

Časť 2.3: Postup vyvažovania: Podrobný návod

Postup je založený na metóde koeficientov vplyvu, kde sa prístroj „učí“, ako rotor reaguje na inštaláciu známej hmotnosti. Prístroje Balanset-1A tento proces automatizujú.

Takýto prístup implementuje tzv. trojstupňovú metódu pre vyvažovanie v dvoch rovinách: počiatočné meranie a dva cykly so skúšobnými závažiami (jeden v každej rovine).

Spustenie 0: Počiatočné meranie

• Spustite stroj a uveďte ho na stabilnú prevádzkovú rýchlosť. Je mimoriadne dôležité, aby rýchlosť otáčania bola rovnaká pri všetkých nasledujúcich cykloch.
• V programe spustite meranie. Prístroj zaznamená počiatočné hodnoty amplitúdy a fázy vibrácií (tzv. počiatočný vektor „O“).

Priemyselný prístroj na testovanie motorov s rotorom s medeným vinutím, namontovaným na presných ložiskách, vybavený počítačom riadeným monitorovacím systémom pre analýzu a diagnostiku elektrických parametrov.

Softvérové rozhranie pre dynamické vyvažovanie v dvoch rovinách zobrazujúce údaje o vibračnej analýze s časovými priebehmi a frekvenčnými spektrami pre diagnostiku rotačných strojov.

Skúška 1: Skúšobná hmotnosť v rovine 1

• Zastavte stroj.
• Výber skúšobnej hmotnosti: Toto je najdôležitejší krok v závislosti od operátora. Hmotnosť skúšobného závažia by mala byť dostatočná na to, aby spôsobila viditeľnú zmenu parametrov vibrácií (zmena amplitúdy aspoň o 20-30% ALEBO fázová zmena aspoň o 20-30 stupňov). Ak je zmena príliš malá, presnosť výpočtu bude nízka. Stane sa to preto, lebo slabý užitočný signál zo skúšobného závažia sa „topí“ v systémovom šume (vôľa ložiska, turbulencia prúdenia), čo vedie k nesprávnemu výpočtu koeficientu vplyvu.
• Inštalácia skúšobnej hmotnosti: Bezpečne pripevnite vážené skúšobné závažie (m_t) pri známom polomere (r) v rovine 1. Upevnenie musí odolávať odstredivej sile. Zaznamenajte uhlovú polohu závažia vzhľadom na fázovú značku.
• Stroj naštartujte rovnakou stabilnou rýchlosťou.
• Vykonajte druhé meranie. Prístroj zaznamená nový vektor vibrácií („O+T“).
• Zastavte stroj a ODSTRÁŇTE skúšobné závažie (pokiaľ program neurčuje inak).

3D vykreslenie testovacieho zariadenia rotora elektromotora s medenými vinutiami namontovanými na presnom vyvažovacom zariadení, pripojeným k diagnostickým senzorom a notebooku na analýzu výkonu.

Softvérové rozhranie pre dynamické vyvažovanie v dvoch rovinách zobrazujúce analýzu vibrácií s priebehmi v časovej doméne a frekvenčným spektrom pre vyvažovanie rotačných strojov pri ~2960 ot./min.

Skúška 2: Skúšobné závažie v rovine 2 (pre vyváženie v 2 rovinách)

• Zopakujte presne postup od kroku 2, ale tentoraz nainštalujte skúšobné závažie do roviny 2.
• Spustite, odmerajte, zastavte a ODSTRÁŇTE skúšobné závažie.

Priemyselný prístroj na testovanie motorov s medenými vinutiami namontovanými na stojanoch, vybavený diagnostikou riadenou notebookom na analýzu výkonu a účinnosti elektromotora.

Rozhranie dvojrovinného dynamického vyvažovacieho stroja zobrazujúce výsledky vibračnej analýzy a výpočty korekcie hmotnosti pre rotačné zariadenia s údajmi o zostatkovej nevyváženosti.

Výpočet a inštalácia korekčných závaží

• Na základe zmien vektorov zaznamenaných počas skúšobných jázd program automaticky vypočíta hmotnosť a uhol inštalácie korekčného závažia pre každú rovinu.
• Uhol inštalácie sa zvyčajne meria od miesta skúšobného závažia v smere otáčania rotora.
• Bezpečne pripevnite trvalé korekčné závažia. Pri zváraní nezabudnite, že aj samotný zvar má hmotnosť. Pri použití skrutiek by sa mala zohľadniť ich hmotnosť.

3D renderovaný model veľkej elektromagnetickej cievky alebo statora motora namontovaného na testovacom zariadení s medenými vinutiami a monitorovacím zariadením na elektrickú analýzu a hodnotenie výkonu.

Softvérové rozhranie dynamického vyvažovacieho stroja zobrazujúce výsledky vyvažovania v dvoch rovinách s korekčnými závažiami 0,290 g a 0,270 g v špecifických uhloch na elimináciu vibrácií.

Analýza dynamického vyváženia v dvoch rovinách zobrazujúca polárne grafy pre korekciu rotora. Rozhranie zobrazuje požiadavky na pridanie hmotnosti (0,290 g pri 206° pre rovinu 1, 0,270 g pri 9° pre rovinu 2) na minimalizáciu vibrácií a dosiahnutie mechanickej rovnováhy v rotujúcich strojoch.

Beh 3: Overovacie meranie a jemné vyváženie

• Znovu spustite stroj.
• Vykonajte kontrolné meranie na posúdenie úrovne zvyškových vibrácií.
• Porovnajte získanú hodnotu s toleranciou vypočítanou podľa normy ISO 1940-1.
• Ak vibrácie stále prekračujú toleranciu, prístroj s použitím už známych koeficientov vplyvu vypočíta malú „jemnú“ (doladiteľnú) korekciu. Nainštalujte toto dodatočné závažie a znova skontrolujte. Zvyčajne postačujú jeden alebo dva cykly jemného vyváženia.
• Po dokončení uložte správu a koeficienty vplyvu pre prípadné budúce použitie na podobných strojoch.

3D vykreslenie zostavy rotora elektromotora na testovacom zariadení s medenými vinutiami so zelenými diagnostickými indikátormi a pripojenými meracími zariadeniami na analýzu kontroly kvality.

Softvérové rozhranie pre dynamické vyvažovanie v dvoch rovinách zobrazujúce výsledky merania vibrácií a korekčné výpočty pre rotujúce stroje, zobrazujúce skúšobné hmotnosti, uhly a hodnoty zvyškovej nevyváženosti.

Časť III: Pokročilé riešenie problémov a odstraňovanie porúch

Táto časť je venovaná najzložitejším aspektom vyvažovania poľa – situáciám, keď štandardný postup neprináša výsledky.

Dynamické vyvažovanie zahŕňa rotáciu masívnych častí, preto je dodržiavanie bezpečnostných postupov mimoriadne dôležité. Nižšie sú uvedené hlavné bezpečnostné opatrenia pri vyvažovaní rotorov na mieste:

Bezpečnostné opatrenia

Zabránenie náhodnému spusteniu (uzamknutie/označenie): Pred začatím prác je potrebné odpojiť pohon rotora od napájania. Na štartovacích zariadeniach sú zavesené výstražné značky, aby nikto omylom nespustil stroj. Hlavným rizikom je náhle spustenie rotora počas inštalácie závažia alebo snímača. Preto pred inštaláciou skúšobných alebo korekčných závaží musí byť hriadeľ spoľahlivo zastavený a jeho spustenie musí byť nemožné bez vášho vedomia. Napríklad odpojte automatický spínač motora a zaveste zámok so štítkom alebo odstráňte poistky. Inštaláciu závažia je možné vykonať až po zabezpečení, že sa rotor samovoľne nespustí.

Osobné ochranné prostriedky: Pri práci s rotujúcimi časťami používajte vhodné OOPP. Na ochranu pred možným vymrštením malých častí alebo závaží sú povinné ochranné okuliare alebo ochranný štít na tvár. Rukavice - podľa potreby (chránia ruky počas inštalácie závažia, ale počas meraní je lepšie pracovať bez voľného oblečenia a rukavíc, ktoré sa môžu zachytiť o rotujúce časti). Oblečenie by malo byť priliehavé, bez voľných okrajov. Dlhé vlasy by mali byť zastrčené pod pokrývku hlavy. Používanie štuple do uší alebo slúchadiel - pri práci s hlučnými strojmi (napríklad vyvažovanie veľkých ventilátorov môže byť sprevádzané silným hlukom). Ak sa na upevnenie závažia používa zváranie - noste navyše zváračskú masku, zváračské rukavice a odstráňte horľavé materiály.

Nebezpečná zóna okolo stroja: Obmedzte prístup neoprávnených osôb do vyvažovacej zóny. Počas skúšobných prevádzok sú okolo jednotky inštalované bariéry alebo aspoň výstražné pásky. Polomer nebezpečnej zóny je najmenej 3 – 5 metrov a pri veľkých rotoroch aj viac. Počas zrýchľovania by sa nikto nemal nachádzať v línii rotujúcich častí ani v blízkosti roviny otáčania rotora. Buďte pripravení na núdzové situácie: obsluha by mala mať pripravené tlačidlo núdzového zastavenia alebo by mala byť v blízkosti hlavného vypínača, aby v prípade cudzieho hluku, vibrácií nad povolené úrovne alebo vymrštenia závažia okamžite odpojila jednotku od napájania.

Spoľahlivé upevnenie závažia: Pri upevňovaní skúšobných alebo trvalých korekčných závaží venujte zvláštnu pozornosť ich upevneniu. Dočasné skúšobné závažia sa často pripevňujú skrutkou k existujúcemu otvoru alebo sa lepia silnou páskou/obojstrannou páskou (pre malé závažia a nízke otáčky), alebo sa v niekoľkých bodoch zvárajú stehmi (ak je to bezpečné a materiál to umožňuje). Trvalé korekčné závažia by sa mali spoľahlivo a dlhodobo upevniť: spravidla sa zvárajú, skrutkujú skrutkami/skrutkami alebo sa na požadovaných miestach vykonáva vŕtanie kovu (odstraňovanie hmoty). Je absolútne zakázané nechávať zle upevnené závažie na rotore (napríklad s magnetom bez podkladu alebo slabým lepidlom) počas otáčania - vymrštené závažie sa stáva nebezpečným projektilom. Vždy počítajte s odstredivou silou: aj 10-gramová skrutka pri 3000 otáčkach za minútu vytvára veľkú vymršťovaciu silu, takže upevnenie musí odolávať preťaženiu s veľkou rezervou. Po každom zastavení pred opätovným spustením rotora skontrolujte, či sa upevnenie skúšobného závažia neuvoľnilo.

Elektrická bezpečnosť zariadení: Prístroj Balanset-1A je zvyčajne napájaný z USB portu notebooku, čo je bezpečné. Ak je však notebook pripojený k sieti 220 V pomocou adaptéra, mali by sa dodržiavať všeobecné bezpečnostné opatrenia pre elektrické zariadenia – používajte funkčnú uzemnenú zásuvku, neveďte káble cez mokré alebo horúce zóny, chráňte zariadenie pred vlhkosťou. Je zakázané rozoberať alebo opravovať prístroj Balanset alebo jeho napájací zdroj, keď je pripojený k sieti. Všetky pripojenia senzorov sa vykonávajú iba vtedy, keď je prístroj bez napätia (odpojené USB alebo odpojené napájanie notebooku). Ak je na pracovisku nestabilné napätie alebo silné elektrické rušenie, odporúča sa napájať notebook z autonómneho zdroja (UPS, batéria), aby sa predišlo rušeniu signálov alebo vypnutiu prístroja.

Zohľadnenie vlastností rotora: Niektoré rotory môžu vyžadovať dodatočné opatrenia. Napríklad pri vyvažovaní vysokorýchlostných rotorov sa uistite, že neprekračujú povolenú rýchlosť (neutekajú). Na to je možné použiť tachometrické obmedzenia alebo vopred skontrolovať frekvenciu otáčania. Pružné dlhé rotory môžu počas otáčania prejsť kritickými rýchlosťami – buďte pripravení rýchlo znížiť otáčky pri nadmerných vibráciách. Ak sa vyvažovanie vykonáva na jednotke s pracovnou kvapalinou (napr. čerpadlo, hydraulický systém) – uistite sa, že počas vyvažovania nebude dochádzať k žiadnemu prívodu kvapaliny ani k iným zmenám zaťaženia.

Dokumentácia a komunikácia: Podľa pravidiel bezpečnosti práce je žiaduce mať pokyny na bezpečné vykonávanie vyvažovacích prác špecificky pre váš podnik. Mali by predpisovať všetky uvedené opatrenia a prípadne aj ďalšie (napríklad požiadavky na prítomnosť druhého pozorovateľa, kontrolu nástrojov pred prácou atď.). Oboznámte celý tím zapojený do práce s týmito pokynmi. Pred začatím experimentov vykonajte krátku inštruktáž: kto čo robí, kedy signalizovať zastavenie, aké konvenčné signály dávať. Toto je obzvlášť dôležité, ak je jedna osoba pri ovládacom paneli a druhá pri meracom zariadení.

Dodržiavanie uvedených opatrení minimalizuje riziká počas vyvažovania. Pamätajte, že bezpečnosť je dôležitejšia ako rýchlosť vyvažovania. Je lepšie venovať viac času príprave a kontrole, ako dopustiť nehodu. V praxi vyvažovania sú známe prípady, keď ignorovanie pravidiel (napríklad slabé upevnenie závažia) viedlo k nehodám a zraneniam. Preto k procesu pristupujte zodpovedne: vyvažovanie nie je len technická, ale aj potenciálne nebezpečná operácia vyžadujúca disciplínu a pozornosť.

Časť 3.1: Diagnostika a prekonanie nestability merania („plávajúce“ hodnoty)

Príznak: Počas opakovaných meraní za rovnakých podmienok sa hodnoty amplitúdy a/alebo fázy výrazne menia („plávajú“, „skáču“). To znemožňuje výpočet korekcie.

Hlavná príčina: Prístroj nefunguje pokazene. Presne hlási, že vibračná odozva systému je nestabilná a nepredvídateľná. Úlohou špecialistu je nájsť a odstrániť zdroj tejto nestability.

Systematický diagnostický algoritmus:

• Mechanická vôľa: Toto je najčastejšia príčina. Skontrolujte utiahnutie upevňovacích skrutiek ložiskového telesa, kotviacich skrutiek rámu. Skontrolujte praskliny v základe alebo ráme. Odstráňte „mäkkú nohu“.
• Vady ložísk: Nadmerná vnútorná vôľa vo valivých ložiskách alebo opotrebovanie ložiskového puzdra umožňuje hriadeľu chaotický pohyb vo vnútri podpery, čo vedie k nestabilným údajom.
• Nestabilita súvisiaca s procesom:
  • Aerodynamické (ventilátory): Turbulentné prúdenie vzduchu, oddelenie prúdu od lopatiek môže spôsobiť náhodné silové účinky na obežné koleso.
  • Hydraulické (čerpadlá): Kavitácia – tvorba a zrútenie bublín pary v kvapaline – vytvára silné, náhodné hydraulické rázy. Tieto rázy úplne maskujú periodický signál z nevyváženosti a znemožňujú vyváženie.
  • Vnútorný pohyb hmoty (drviče, mlyny): Počas prevádzky sa materiál môže pohybovať a prerozdeľovať vo vnútri rotora, čím pôsobí ako „mobilná nevyváženosť“.
• Rezonancia: Ak je prevádzková rýchlosť veľmi blízka prirodzenej frekvencii konštrukcie, aj malé zmeny rýchlosti (50 – 100 ot./min.) spôsobujú obrovské zmeny amplitúdy a fázy vibrácií. Vyváženie v rezonančnej zóne nie je možné. Je potrebné vykonať skúšku dobehu (pri zastavení stroja), aby sa určili rezonančné vrcholy a zvoliť rýchlosť vyváženia, ktorá je od nich vzdialená.
• Tepelné účinky: Keď sa stroj zahrieva, tepelná rozťažnosť môže spôsobiť ohnutie hriadeľa alebo zmeny zarovnania, čo vedie k „driftu“ nameranej hodnoty. Je potrebné počkať, kým stroj dosiahne stabilný tepelný režim a vykonať všetky merania pri tejto teplote.
• Vplyv susedných zariadení: Silné vibrácie zo susedných prevádzkovaných strojov sa môžu prenášať cez podlahu a skresľovať merania. Ak je to možné, izolujte vyvažovanú jednotku alebo zastavte zdroj rušenia.

Časť 3.2: Keď vyvažovanie nepomáha: Identifikácia koreňových chýb

Príznak: Vyvažovací postup bol vykonaný, namerané hodnoty sú stabilné, ale konečné vibrácie zostávajú vysoké. Alebo vyváženie v jednej rovine zhoršuje vibrácie v inej.

Hlavná príčina: Zvýšené vibrácie nie sú spôsobené jednoduchou nevyváženosťou. Obsluha sa snaží vyriešiť problém s geometriou alebo poruchou komponentu metódou korekcie hmotnosti. Neúspešný pokus o vyváženie je v tomto prípade úspešným diagnostickým testom, ktorý dokazuje, že problémom nie je nevyváženosť.

Použitie spektrálneho analyzátora na diferenciálnu diagnostiku:

• Nesúososť hriadeľa: Hlavný znak - vysoký vibračný vrchol pri frekvencii 2x RPM, často sprevádzaný výrazným vrcholom pri 1x RPM. Charakteristická je aj vysoká axiálna vibrácia. Pokusy o „vyrovnanie“ nesúososti sú odsúdené na neúspech. Riešenie - vykonajte kvalitné zarovnanie hriadeľov.
• Vady valivých ložísk: Prejavujú sa ako vysokofrekvenčné vibrácie v spektre na charakteristických „nosných“ frekvenciách (BPFO, BPFI, BSF, FTF), ktoré nie sú násobkami rotačnej frekvencie. Funkcia FFT v prístrojoch Balanset pomáha detekovať tieto vrcholy.
• Oblúk hriadeľa: Prejavuje sa ako vysoký vrchol pri 1x otáčkach za minútu (podobne ako pri nevyváženosti), ale často sprevádzaný viditeľnou zložkou pri 2x otáčkach za minútu a vysokou axiálnou vibráciou, vďaka čomu sa obraz podobá kombinácii nevyváženosti a nesprávneho zarovnania.
• Elektrické problémy (elektromotory): Asymetria magnetického poľa (napríklad v dôsledku defektov rotorových tyčí alebo excentricity vzduchovej medzery) môže spôsobiť vibrácie pri dvojnásobnej frekvencii napájania (100 Hz pre sieť 50 Hz). Tieto vibrácie sa nedajú eliminovať mechanickým vyvážením.

Príkladom zložitého vzťahu príčina-následok je kavitácia v čerpadle. Nízky vstupný tlak vedie k varu kvapaliny a tvorbe bublín pary. Ich následné zrútenie na obežnom kolese spôsobuje dva účinky: 1) erózne opotrebovanie lopatiek, ktoré časom v skutočnosti mení vyváženie rotora; 2) silné náhodné hydraulické rázy, ktoré vytvárajú širokopásmový vibračný „šum“, čím úplne maskujú užitočný signál z nevyváženosti a spôsobujú nestabilné hodnoty. Riešením nie je vyváženie, ale odstránenie hydraulickej príčiny: kontrola a čistenie sacieho potrubia, zabezpečenie dostatočnej kavitačnej rezervy (NPSH).

Bežné chyby pri vyvažovaní a tipy na ich prevenciu

Pri vyvažovaní rotorov, najmä v poľných podmienkach, sa začiatočníci často stretávajú s typickými chybami. Nižšie sú uvedené bežné chyby a odporúčania, ako sa im vyhnúť:

Vyváženie chybného alebo znečisteného rotora: Jednou z najčastejších chýb je pokus o vyváženie rotora, ktorý má iné problémy: opotrebované ložiská, vôľu, praskliny, priľnuté nečistoty atď. V dôsledku toho nemusí byť nevyváženosť hlavnou príčinou vibrácií a po dlhých pokusoch zostávajú vibrácie vysoké. Rada: pred vyvážením vždy skontrolujte stav mechanizmu.

Skúšobná hmotnosť je príliš malá: Častou chybou je inštalácia skúšobného závažia s nedostatočnou hmotnosťou. V dôsledku toho sa jeho vplyv prehluší šumom merania: fáza sa sotva posúva, amplitúda sa mení len o niekoľko percent a výpočet korekčného závažia sa stáva nepresným. Rada: snažte sa o pravidlo zmeny vibrácií 20-30%. Niekedy je lepšie vykonať niekoľko pokusov s rôznymi skúšobnými závažiami (ponechať si najúspešnejšiu možnosť) - prístroj to umožňuje, iba prepíšete výsledok z prvého skúšobného behu. Upozorňujeme tiež: použitie príliš veľkého skúšobného závažia je tiež nežiaduce, pretože môže preťažiť podpery. Vyberte skúšobné závažie s takou hmotnosťou, aby sa po inštalácii amplitúda vibrácií 1× zmenila aspoň o štvrtinu v porovnaní s pôvodnou hodnotou. Ak po prvom skúšobnom behu uvidíte, že zmeny sú malé - smelo zvýšte hmotnosť skúšobného závažia a meranie zopakujte.

Nedodržanie stálosti režimu a rezonančné efekty: Ak sa počas vyvažovania medzi rôznymi behmi rotor otáčal výrazne odlišnými rýchlosťami alebo sa počas merania rýchlosť „vznášala“, výsledky budú nesprávne. Taktiež, ak je rýchlosť blízka rezonančnej frekvencii systému, vibračná odozva môže byť nepredvídateľná (veľké fázové posuny, rozptyl amplitúdy). Chybou je ignorovanie týchto faktorov. Rada: vždy udržiavajte stabilnú a rovnakú rýchlosť otáčania počas všetkých meraní. Ak má pohon regulátor, nastavte pevné otáčky (napríklad presne 1500 ot./min. pre všetky merania). Vyhnite sa prechodu cez kritické rýchlosti konštrukcie. Ak si všimnete, že medzi jednotlivými behmi fáza „skáče“ a amplitúda sa za rovnakých podmienok neopakuje - máte podozrenie na rezonanciu. V takom prípade skúste znížiť alebo zvýšiť rýchlosť o 10-15% a zopakujte merania, alebo zmeňte tuhosť inštalácie stroja, aby ste tlmili rezonanciu. Úlohou je dostať režim merania mimo rezonančnej zóny, inak je vyvažovanie bezvýznamné.

Chyby fázovania a označovania: Niekedy sa používateľ mýli s uhlovými meraniami. Napríklad nesprávne uvedie, odkiaľ sa má počítať uhol inštalácie závažia. V dôsledku toho sa závažie nainštaluje nie tam, kde ho prístroj vypočítal. Rada: pozorne sledujte určenie uhla. V Balanset-1A sa uhol korekčného závažia zvyčajne meria od polohy skúšobného závažia v smere otáčania. To znamená, že ak prístroj ukazoval napríklad „Rovina 1: 45°“, znamená to – od bodu, kde sa nachádzalo skúšobné závažie, odmerajte 45° v smere otáčania. Napríklad ručičky hodín idú „v smere hodinových ručičiek“ a rotor sa otáča „v smere hodinových ručičiek“, takže 90 stupňov bude tam, kde sú na ciferníku 3 hodiny. Niektoré prístroje (alebo programy) môžu merať fázu od značky alebo v opačnom smere – vždy si prečítajte návod na použitie konkrétneho zariadenia. Aby ste predišli zmätku, môžete to urobiť priamo na rotore: označte polohu skúšobného závažia ako 0°, potom označte smer otáčania šípkou a pomocou uhlomeru alebo papierovej šablóny zmerajte uhol pre trvalé závažie.

Pozor: počas vyvažovania sa tachometer nesmie pohybovať. Mal by byť vždy namierený na rovnaký bod na obvode. Ak sa fázová značka posunula alebo sa fázový snímač preinštaloval, celý fázový obraz sa naruší.

Nesprávne upevnenie alebo strata závaží: Stáva sa, že v zhone sa závažie zle priskrutkovalo a pri ďalšom spustení spadlo alebo sa posunulo. Vtedy sú všetky merania tohto behu zbytočné a čo je najdôležitejšie - je to nebezpečné. Alebo ďalšia chyba - zabudnutie odstrániť skúšobné závažie, keď metodika vyžaduje jeho odstránenie, a v dôsledku toho si prístroj myslí, že tam nie je, ale zostalo na rotore (alebo naopak - program očakával, že ho nechá, ale vy ste ho odstránili). Rada: prísne dodržiavajte zvolenú metodiku - ak vyžaduje odstránenie skúšobného závažia pred inštaláciou druhého, odstráňte ho a nezabudnite naň. Použite kontrolný zoznam: "skúšobné závažie 1 odstránené, skúšobné závažie 2 odstránené" - pred výpočtom sa uistite, že na rotore nie sú žiadne ďalšie závažia. Pri pripevňovaní závaží vždy skontrolujte ich spoľahlivosť. Radšej strávte ďalších 5 minút vŕtaním alebo uťahovaním skrutiek, ako neskôr hľadať vymrštenú časť. Nikdy nestojte v rovine možného vymrštenia závažia počas otáčania - je to bezpečnostné pravidlo a aj v prípade chyby.

Nevyužívanie možností prístroja: Niektorí operátori nevedomky ignorujú užitočné funkcie zariadenia Balanset-1A. Napríklad neukladajú koeficienty vplyvu pre podobné rotory, nepoužívajú grafy dobehu a spektrálny režim, ak ich prístroj poskytuje. Rada: oboznámte sa s návodom na obsluhu prístroja a využite všetky jeho možnosti. Balanset-1A dokáže vytvárať grafy zmien vibrácií počas dobehu (užitočné na detekciu rezonancie), vykonávať spektrálnu analýzu (pomáha zabezpečiť, aby prevládala 1× harmonická) a dokonca merať relatívne vibrácie hriadeľa pomocou bezkontaktných senzorov, ak sú pripojené. Tieto funkcie môžu poskytnúť cenné informácie. Okrem toho uložené koeficienty vplyvu umožnia nabudúce vyvážiť podobný rotor bez skúšobných závaží - jeden cyklus bude stačiť, čím sa ušetrí čas.

Stručne povedané, každej chybe je ľahšie predchádzať, ako ju opraviť. Starostlivá pozornosť venovaná príprave, dôkladné dodržiavanie metodiky merania, použitie spoľahlivých upevňovacích prostriedkov a aplikácia logiky prístrojov sú kľúčom k úspešnému a rýchlemu vyváženiu. Ak sa niečo pokazí, neváhajte proces prerušiť, analyzovať situáciu (prípadne s pomocou vibračnej diagnostiky) a až potom pokračovať. Vyvažovanie je iteratívny proces vyžadujúci trpezlivosť a presnosť.

Príklad nastavenia a kalibrácie v praxi:

Predstavte si, že potrebujeme vyvážiť rotory dvoch identických ventilačných jednotiek. Nastavenie prístroja sa vykoná pre prvý ventilátor: nainštalujeme softvér, pripojíme senzory (dva na podperách, optický na stojane), pripravíme ventilátor na spustenie (odstránime kryt, nanesieme značku). Vykonáme vyváženie prvého ventilátora pomocou skúšobných závaží, prístroj vypočíta a navrhne korekciu - nainštalujeme ju, dosiahneme zníženie vibrácií na normy. Potom uložíme súbor s koeficientmi (prostredníctvom ponuky prístroja). Teraz, keď prejdeme na druhý identický ventilátor, môžeme tento súbor načítať. Prístroj požiada o okamžité vykonanie kontrolného chodu (v podstate meranie Spustenia 0 pre druhý ventilátor) a pomocou predtým načítaných koeficientov okamžite poskytne hmotnosti a uhly korekčných závaží pre druhý ventilátor. Nainštalujeme závažia, spustíme - a od prvého pokusu dosiahneme výrazné zníženie vibrácií, zvyčajne v rámci tolerancie. Nastavenie prístroja s uložením kalibračných údajov na prvom stroji teda umožnilo dramaticky skrátiť čas vyvažovania pre druhý. Samozrejme, ak sa vibrácie druhého ventilátora neznížili na normu, je možné vykonať ďalšie cykly so skúšobnými závažiami individuálne, ale často stačia uložené údaje.

Vyváženie štandardov kvality

Časť IV: Často kladené otázky a aplikačné poznámky

Táto časť sumarizuje praktické rady a odpovedá na otázky, ktoré najčastejšie vznikajú medzi špecialistami v terénnych podmienkach.

Časť 4.1: Všeobecné často kladené otázky (FAQ)

Kedy použiť vyváženie v jednej rovine a kedy v dvoch rovinách?
Pre úzke rotory v tvare disku (pomer L/D) použite jednorovinné (statické) vyváženie < 0,25), kde je nevyváženosť páru zanedbateľná. Pre prakticky všetky ostatné rotory, najmä s L/D >, použite dvojrovinné (dynamické) vyváženie. 0,25 alebo pri prevádzke pri vysokých rýchlostiach.

Čo robiť, ak skúšobné závažie spôsobilo nebezpečné zvýšenie vibrácií?
Okamžite zastavte stroj. To znamená, že skúšobné závažie bolo nainštalované blízko existujúceho ťažkého bodu, čo zhoršilo nevyváženosť. Riešenie je jednoduché: posuňte skúšobné závažie o 180 stupňov z jeho pôvodnej polohy.

Môžu sa uložené koeficienty vplyvu použiť pre iný stroj?
Áno, ale iba ak je druhý stroj úplne identický – rovnaký model, rovnaký rotor, rovnaký základ, rovnaké ložiská. Akákoľvek zmena v štrukturálnej tuhosti zmení koeficienty vplyvu, čím sa stanú neplatnými. Osvedčeným postupom je vždy vykonať nové skúšobné jazdy pre každý nový stroj.

Ako sa započítavajú drážky pre perá? (ISO 8821)
Štandardnou praxou (pokiaľ nie je v dokumentácii uvedené inak) je použitie „polovičného pera“ v drážke pre pero hriadeľa pri vyvažovaní bez protiľahlej časti. Tým sa kompenzuje hmotnosť tej časti pera, ktorá vypĺňa drážku na hriadeli. Použitie plného pera alebo vyváženie bez pera bude mať za následok nesprávne vyváženú zostavu.

Aké sú najdôležitejšie bezpečnostné opatrenia?

• Elektrická bezpečnosť: Použite schému zapojenia s dvoma sekvenčnými spínačmi, aby ste predišli náhodnému „vybehnutiu“ rotora. Pri inštalácii závaží použite postupy blokovania a označovania (LOTO). Práce by sa mali vykonávať pod dohľadom, pracovný priestor by mal byť ohradený.
• Mechanická bezpečnosť: Nepracujte vo voľnom oblečení s trepotajúcimi sa prvkami. Pred začatím sa uistite, že sú na mieste všetky ochranné kryty. Nikdy sa nedotýkajte rotujúcich častí ani sa nepokúšajte manuálne brzdiť rotor. Uistite sa, že korekčné závažia sú spoľahlivo upevnené, aby sa nestali projektilmi.
• Všeobecná produkčná kultúra: Udržiavajte čistotu na pracovisku, nezaťažujte chodníky.

Časť 4.2: Sprievodca vyvažovaním pre špecifické typy zariadení

Priemyselné ventilátory a odsávače dymu:

• problém: Najnáchylnejšie na nevyváženosť v dôsledku nahromadenia produktu na čepeliach (zvýšenie hmotnosti) alebo abrazívneho opotrebenia (strata hmotnosti).
• Postup: Pred začatím práce vždy dôkladne vyčistite obežné koleso. Vyvažovanie môže vyžadovať niekoľko krokov: najprv samotné obežné koleso a potom montáž s hriadeľom. Venujte pozornosť aerodynamickým silám, ktoré môžu spôsobiť nestabilitu.

Čerpadlá:

• problém: Hlavný nepriateľ - kavitácia.
• Postup: Pred vyvážením zabezpečte dostatočnú kavitačnú rezervu na vstupe (NPSHa). Skontrolujte, či nie je sacie potrubie alebo filter upchatý. Ak počujete charakteristický „štrkový“ zvuk a vibrácie sú nestabilné, najprv odstráňte hydraulický problém.

Drviče, mlyny a mulčovače:

• problém: Extrémne opotrebenie, možnosť veľkých a náhlych zmien nevyváženosti v dôsledku zlomenia alebo opotrebenia kladiva/šľahača. Rotory sú ťažké a pracujú s vysokým rázovým zaťažením.
• Postup: Skontrolujte neporušenosť a upevnenie pracovných prvkov. V dôsledku silných vibrácií môže byť na dosiahnutie stabilných údajov potrebné dodatočné ukotvenie rámu stroja k podlahe.

Kotvy elektromotorov:

• problém: Môže mať mechanické aj elektrické zdroje vibrácií.
• Postup: Na kontrolu vibrácií pri dvojnásobnej frekvencii napájania (napr. 100 Hz) použite spektrálny analyzátor. Ich prítomnosť indikuje elektrickú poruchu, nie nevyváženosť. Pre kotvy jednosmerných motorov a asynchrónne motory sa používa štandardný postup dynamického vyvažovania.

Záver

Dynamické vyvažovanie rotorov na mieste pomocou prenosných prístrojov, ako je Balanset-1A, je účinným nástrojom na zvýšenie spoľahlivosti a efektívnosti prevádzky priemyselných zariadení. Ako však ukazuje analýza, úspech tohto postupu nezávisí ani tak od samotného prístroja, ako skôr od kvalifikácie špecialistu a schopnosti uplatňovať systematický prístup.

Kľúčové závery tejto príručky možno zhrnúť do niekoľkých základných princípov:

Príprava určuje výsledok: Dôkladné čistenie rotora, kontrola stavu ložísk a základov a predbežná vibračná diagnostika na vylúčenie iných porúch sú nevyhnutnými podmienkami úspešného vyváženia.

Dodržiavanie noriem je základom kvality a právnej ochrany: Aplikácia normy ISO 1940-1 na určenie tolerancií zvyškovej nevyváženosti transformuje subjektívne hodnotenie na objektívny, merateľný a právne významný výsledok.

Prístroj nie je len vyvažovač, ale aj diagnostický nástroj: Neschopnosť vyvážiť mechanizmus alebo nestabilita odčítania nie sú poruchy prístroja, ale dôležité diagnostické znaky naznačujúce prítomnosť závažnejších problémov, ako je nesprávne zarovnanie, rezonancia, chyby ložísk alebo technologické porušenia.

Pochopenie procesnej fyziky je kľúčom k riešeniu neštandardných úloh: Znalosť rozdielov medzi pevnými a flexibilnými rotormi, pochopenie vplyvu rezonancie, tepelných deformácií a technologických faktorov (napr. kavitácie) umožňuje špecialistom robiť správne rozhodnutia v situáciách, kde štandardné podrobné pokyny nefungujú.

Efektívne vyvažovanie poľa je teda syntézou presných meraní vykonávaných modernými prístrojmi a hlbokého analytického prístupu založeného na znalostiach teórie vibrácií, noriem a praktických skúseností. Dodržiavanie odporúčaní uvedených v tejto príručke umožní technickým špecialistom nielen úspešne zvládnuť typické úlohy, ale aj efektívne diagnostikovať a riešiť zložité, netriviálne problémy vibrácií rotačných zariadení.