Razumevanje dvoravninskega uravnoteženja

Naprave

Prenosni balanser in analizator vibracij Balanset-1A

$2,358.31

Deli

Senzor vibracij

$107.47

Deli

Optični senzor (laserski tahometer)

$148.07

Naprave

Balanset-4

$8,123.32

Deli

Magnetno stojalo velikosti 60 kgf

$54.93

Deli

Reflektivni trak

$11.94

Naprave

Dinamični balanser "Balanset-1A" OEM

$2,071.73

Definicija: Kaj je dvoravninsko uravnoteženje?

Dvoravninsko uravnoteženje je dinamično uravnoteženje postopek, v katerem korekcijske uteži so nameščeni v dveh ločenih ravninah vzdolž dolžine rotorja, da se odpravi tako statično neuravnoteženost kot neravnovesje v paru. Ta metoda je potrebna za večino industrijskih rotacijskih strojev, zlasti za rotorje, pri katerih je aksialna dolžina primerljiva ali večja od premera.

Ni mi všeč uravnoteženje v eni ravnini, ki obravnava le odmik masnega središča rotorja, dvoravninsko uravnoteženje popravi tako neravnovesje translacijske sile kot moment (par), ki povzroči nihanje ali zibanje rotorja med vrtenjem.

Kdaj je potrebno dvoravninsko uravnoteženje?

Dvoravninsko uravnoteženje je potrebno v naslednjih primerih:

1. Dolgi ali vitki rotorji

Vsak rotor z razmerjem med dolžino in premerom, večjim od približno 0,5 do 1,0, zahteva dvoravninsko uravnoteženje. To vključuje:

• Armature elektromotorjev
• Gredi črpalk in kompresorjev
• Večstopenjski rotorji ventilatorjev
• Kardanske gredi in sklopke
• Vretena in vrtljivo orodje
• Rotorji turbin

2. Prisotnost neravnovesja v paru

Kadar meritve vibracij pokažejo znatno nefazno gibanje med obema ležajnima nosilcema (kar kaže na zibanje ali nagibanje), neravnovesje v paru je prisoten in ga je treba popraviti z dvoravninskim uravnoteženjem.

3. Ko uravnoteženje v eni ravnini ni ustrezno

Če poskus uravnoteženje v eni ravnini Če vibracije na enem ležaju zmanjšamo, na drugem pa jih povečamo, je to jasen znak, da je potrebno dvoravninsko uravnoteženje.

4. Togi rotorji s porazdeljeno maso

Tudi za togi rotorji delujejo pod svojim prvim kritična hitrost, Če je masa porazdeljena po znatni aksialni dolžini, dvoravninsko uravnoteženje zagotavlja zmanjšanje vibracij na vseh mestih ležajev.

Postopek uravnoteženja v dveh ravninah

Dvoravninsko uravnoteženje je bolj zapleteno kot enoravninsko uravnoteženje, ker popravki v eni ravnini vplivajo na vibracije obeh ležajev. Postopek uporablja metoda vplivnih koeficientov z več poskusne uteži:

1. korak: Začetna meritev

Zaženite stroj z njegovo uravnoteženo hitrostjo in izmerite začetne vektorje vibracij (amplitudo in faza) na obeh mestih ležajev. Označite ju kot “Ležaj 1” in “Ležaj 2”. Ti podatki predstavljajo skupni učinek vseh neuravnoteženosti, prisotnih v rotorju.

2. korak: Določite korekcijske ravnine

Izberite dva korekcijske ravnine vzdolž rotorja, kjer je mogoče dodajati ali odstranjevati uteži. Te ravnine morajo biti čim bolj oddaljene narazen, kolikor je praktično in dostopno. Običajne lokacije vključujejo blizu vsakega konca rotorja, pri prirobnicah sklopk ali pri pestih ventilatorjev.

3. korak: Poskusna utež v ravnini 1

Ustavite stroj in pritrdite poskusno utež na znani kotni položaj v prvi korekcijski ravnini. Zaženite stroj in izmerite nove vibracije na obeh ležajih. Zabeležite spremembo vibracij na vsakem ležaju, ki jo povzroči poskusna utež v ravnini 1. S tem določite dva koeficienta vpliva: vpliv ravnine 1 na ležaj 1 in vpliv ravnine 1 na ležaj 2.

4. korak: Poskusna utež v ravnini 2

Odstranite prvo poskusno utež in namestite poskusno utež na znano mesto v drugi korekcijski ravnini. Ponovno zaženite stroj in izmerite vibracije na obeh ležajih. S tem določite še dva koeficienta vpliva: vpliv ravnine 2 na ležaj 1 in vpliv ravnine 2 na ležaj 2.

5. korak: Izračunajte korekcijske uteži

Uravnoteževalni instrument ima zdaj štiri vplivne koeficiente, ki tvorijo matriko 2×2, ki opisuje, kako se rotorski sistem odziva na uteži v vsaki ravnini. Uporaba vektorska matematika in matrično inverzijo instrument rešuje sistem sočasnih enačb za izračun natančne mase in kota, ki sta potrebna v vsaki korekcijski ravnini, da se hkrati zmanjšajo vibracije na obeh ležajih.

6. korak: Namestitev popravkov in preverjanje

Obe izračunani korekcijski uteži trajno namestite in zaženite stroj za končno preverjanje. V idealnem primeru bi morale biti vibracije na obeh ležajih zmanjšane na sprejemljivo raven. Če ne, se lahko izvede uravnoteženje za natančnejše korekcije.

Razumevanje matrike koeficientov vpliva

Moč dvoravninskega uravnoteženja je v matriki vplivnih koeficientov. Vsaka korekcijska ravnina vpliva na vibracije obeh ležajev in te učinke navzkrižne sklopitve je treba upoštevati:

• Neposredni učinki: Utež v ravnini 1 ima največji vpliv na vibracije bližnjega ležaja 1, utež v ravnini 2 pa ima največji vpliv na bližnji ležaj 2.
• Učinki navzkrižne sklopitve: Vendar pa utež v ravnini 1 vpliva tudi na ležaj 2 (čeprav običajno v manjši meri), utež v ravnini 2 pa vpliva tudi na ležaj 1.

Izračuni uravnoteževalne naprave upoštevajo vse štiri učinke hkrati, kar zagotavlja, da korekcijske uteži delujejo skupaj, da zmanjšajo vibracije na vseh merilnih točkah.

Prednosti dvoravninskega uravnoteženja

• Popolna poprava: Odpravlja tako statično kot tudi parno neuravnoteženost ter zagotavlja temeljito rešitev za uravnoteženje večine tipov rotorjev.
• Zmanjša vibracije na vseh ležajih: Za razliko od enoravninskega uravnoteženja dvoravninsko uravnoteženje optimizira zmanjšanje vibracij v celotnem rotorskem sistemu.
• Podaljša življenjsko dobo komponent: Z zmanjšanjem vibracij na obeh mestih ležajev se zmanjša obraba ležajev, tesnil in sklopk.
• Industrijski standard: Dvoravninsko uravnoteženje je standardni pristop za večino industrijskih strojev in ga zahtevajo številni proizvajalci opreme ter industrijski standardi.
• Primerno za toge rotorje: Učinkovito uravnoteži togi rotorji delujejo pod svojo prvo kritično hitrostjo, kar predstavlja veliko večino industrijske opreme.

Primerjava z uravnoteženjem v eni in več ravninah

• v primerjavi z enojno ravnino: Dvoravninsko uravnoteženje je bolj zapleteno in dolgotrajno, vendar zagotavlja vrhunsko zmanjšanje vibracij za vse rotorje, razen za najožje diskaste.
• v primerjavi z večravninskimi: Za fleksibilni rotorji Pri delovanju nad kritičnimi hitrostmi so lahko potrebne tri ali več korekcijskih ravnin. Vendar pa je za veliko večino industrijskih strojev zadostno uravnoteženje v dveh ravninah.

Pogosti izzivi in rešitve

1. Nedostopne korekcijske ravnine

Izziv: Včasih idealne lokacije korekcijskih ravnin niso dostopne na sestavljenem stroju.
Rešitev: Uporabite razpoložljiva mesta, kot so pesta sklopke, lopatice ventilatorja ali zunanje prirobnice. Sodobni instrumenti lahko matematično upoštevajo manj kot optimalen razmik med ravninami.

2. Nezadosten odziv na utež poskusa

Izziv: Če poskusna utež povzroči zelo majhno spremembo vibracij, bodo vplivni koeficienti netočni.
Rešitev: Za povečanje učinka uporabite večjo poskusno utež ali jo postavite na večji radij.

3. Nelinearno obnašanje sistema

Izziv: Nekateri rotorji (zlasti tisti z ohlapnimi komponentami, mehkim podnožjem ali tisti, ki delujejo blizu resonance) se ne odzivajo linearno na korekcijske uteži.
Rešitev: Najprej odpravite mehanske težave (privijte vijake, popravite mehko nogo) in po možnosti izvedite uravnoteženje izven kritičnih hitrosti.

Aplikacije za uravnoteženje na terenu

Dvoravninsko uravnoteženje je standardna metoda za uravnoteženje polja industrijskih strojev. S prenosnimi analizatorji vibracij in instrumenti za uravnoteženje lahko tehniki izvajajo dvoravninsko uravnoteženje neposredno na kraju samem, ne da bi morali rotor razstaviti ali poslati v balansirno delavnico. Ta pristop prihrani čas, zmanjša stroške in zagotovi, da je rotor uravnotežen v dejanskih obratovalnih pogojih, pri čemer upošteva dejavnike, kot so togost ležajev, prožnost temeljev in procesne obremenitve.

---

← Nazaj na glavno kazalo