Razumevanje metode treh prehodov pri uravnoteženju rotorja
Definicija: Kaj je metoda treh poskusov?
Spletna stran metoda treh prehodov je najpogosteje uporabljen postopek za dvoravninsko (dinamično) uravnoteženje. Določa korekcijske uteži potrebno v dveh korekcijske ravnine z uporabo natanko treh meritev: ene začetne meritve za določitev izhodiščne vrednosti neravnovesje pogoj, ki mu sledita dva zaporedna poskusna teža teče (ena za vsako korekcijsko ravnino).
Ta metoda zagotavlja optimalno ravnovesje med natančnostjo in učinkovitostjo, saj zahteva manj zagonov in ustavitev stroja kot metoda s štirimi prehodi hkrati pa zagotavlja zadostne podatke za izračun učinkovitih popravkov za večino industrijskih uravnoteženje aplikacije.
Postopek s tremi prehodi: korak za korakom
Postopek sledi preprostemu, sistematičnemu zaporedju:
1. izvedba: Začetna meritev osnovne vrednosti
Stroj deluje s svojo uravnoteženo hitrostjo v neuravnoteženem stanju, kot je bil. Vibracije Meritve se izvajajo na obeh mestih ležajev (označenih kot Ležaj 1 in Ležaj 2), pri čemer se zabeležita oba amplituda in . fazni kot. Te meritve predstavljajo vektorje vibracij, ki jih povzroča prvotna porazdelitev neuravnoteženosti.
- Merjenje na ležaju 1: Amplituda A₁, faza θ₁
- Merjenje na ležaju 2: Amplituda A₂, faza θ₂
- Namen: Določa osnovne vibracijske pogoje (O₁ in O₂), ki jih je treba popraviti
2. izvedba: Poskusna utež v korekcijski ravnini 1
Stroj se ustavi in na natančno označen kotni položaj v prvi korekcijski ravnini (običajno blizu ležaja 1) se začasno pritrdi znana poskusna utež (T₁). Stroj se ponovno zažene z enako hitrostjo in vibracije se ponovno izmerijo na obeh ležajih.
- Dodaj: Poskusna utež T₁ pod kotom α₁ v ravnini 1
- Merjenje na ležaju 1: Nov vektor vibracij (O₁ + učinek T₁)
- Merjenje na ležaju 2: Nov vektor vibracij (O₂ + učinek T₁)
- Namen: Določa, kako utež v ravnini 1 vpliva na vibracije obeh ležajev
Izravnalni instrument izračuna vplivni koeficienti za ravnino 1 z vektorskim odštevanjem začetnih meritev od teh novih meritev.
Izvedba 3: Poskusna utež v korekcijski ravnini 2
Prva poskusna utež se odstrani, druga poskusna utež (T₂) pa se pritrdi na označeno mesto v drugi korekcijski ravnini (običajno blizu ležaja 2). Izvede se še ena meritev, pri kateri se ponovno zabeležijo vibracije na obeh ležajih.
- Odstrani: Poskusna teža T₁ iz ravnine 1
- Dodaj: Poskusna utež T₂ pod kotom α₂ v ravnini 2
- Merjenje na ležaju 1: Nov vektor vibracij (O₁ + učinek T₂)
- Merjenje na ležaju 2: Nov vektor vibracij (O₂ + učinek T₂)
- Namen: Določa, kako utež v ravnini 2 vpliva na vibracije obeh ležajev
Instrument ima zdaj celoten nabor štirih vplivnih koeficientov, ki opisujejo, kako vsaka ravnina vpliva na posamezen ležaj.
Izračun korekcijskih uteži
Po zaključku treh zagonov programska oprema za uravnoteženje izvede vektorska matematika za rešitev korekcijskih uteži:
Matrika koeficientov vpliva
Iz treh meritev se določijo štirje koeficienti:
- α₁₁: Kako ravnina 1 vpliva na ležaj 1 (primarni učinek)
- α₁₂: Kako ravnina 2 vpliva na ležaj 1 (navzkrižna sklopka)
- α₂₁: Kako ravnina 1 vpliva na ležaj 2 (navzkrižna sklopka)
- α₂₂: Kako ravnina 2 vpliva na ležaj 2 (primarni učinek)
Reševanje sistema
Instrument reši dve sočasni enačbi, da najde W₁ (popravek za ravnino 1) in W₂ (popravek za ravnino 2):
- α₁₁ · W₁ + α₁₂ · W₂ = -O₁ (za odpravo vibracij na ležaju 1)
- α₂₁ · W₁ + α₂₂ · W₂ = -O₂ (za odpravo vibracij na ležaju 2)
Rešitev zagotavlja tako maso kot kotni položaj, potreben za vsako korekcijsko utež.
Končni koraki
- Odstranite obe poskusni uteži
- Izračunane trajne korekcijske uteži namestite v obe ravnini
- Izvedite preverjanje, da potrdite, da so se vibracije zmanjšale na sprejemljivo raven.
- Po potrebi izvedite trim ravnovesje za natančno nastavitev rezultatov
Prednosti metode treh prehodov
Tristopenjska metoda je postala industrijski standard za uravnoteženje v dveh ravninah zaradi več ključnih prednosti:
1. Optimalna učinkovitost
Trije poskusi predstavljajo najmanjši potreben čas za določitev štirih vplivnih koeficientov (en začetni pogoj in en poskusni poskus na ravnino). To zmanjša čas izpada stroja, hkrati pa zagotavlja popolno karakterizacijo sistema.
2. Dokazana zanesljivost
Desetletja izkušenj na terenu kažejo, da trije poskusi zagotavljajo zadostne podatke za zanesljivo uravnoteženje v veliki večini industrijskih aplikacij.
3. Prihranek časa in stroškov
V primerjavi s štirikratno metodo se z odpravo enega poskusnega zagona čas uravnoteženja skrajša za približno 20%, kar pomeni manj izpadov in stroškov dela.
4. Enostavnejša izvedba
Manj izvedb pomeni manj obdelave poskusnih uteži, manj možnosti za napake in enostavnejše upravljanje podatkov.
5. Primerno za večino aplikacij
Za tipične industrijske stroje z zmernimi učinki navzkrižne sklopitve in sprejemljivim tolerance uravnoteženja, trije poskusi dosledno prinašajo uspešne rezultate.
Kdaj uporabiti metodo treh poskusov
Metoda treh prehodov je primerna za:
- Rutinsko industrijsko uravnoteženje: Motorji, ventilatorji, črpalke, puhala – večina vrtljive opreme
- Zmerne zahteve glede natančnosti: Uravnotežite stopnje kakovosti od G 2,5 do G 16
- Uporaba uravnoteženja na terenu: Uravnoteženje na kraju samem kjer je pomembno čim bolj zmanjšati čas izpada
- Stabilni mehanski sistemi: Oprema z dobrim mehanskim stanjem in linearnim odzivom
- Standardne geometrije rotorjev: Togi rotorji s tipičnimi razmerji med dolžino in premerom
Omejitve in kdaj jih ne uporabljati
Metoda treh prehodov je v nekaterih primerih morda neustrezna:
Kdaj je prednostna metoda s štirimi prehodi
- Zahteve glede visoke natančnosti: Zelo ozke tolerance (G 0,4 do G 1,0), kjer je dodatno preverjanje linearnosti dragoceno
- Močna navzkrižna sklopitev: Ko so korekcijske ravnine zelo blizu skupaj ali je togost zelo asimetrična
- Neznane sistemske značilnosti: Prvo uravnoteženje nenavadne ali prilagojene opreme
- Problematični stroji: Oprema, ki kaže znake nelinearnega vedenja ali mehanskih težav
Kdaj je lahko zadostna enojna ravnina
- Ozki rotorji v obliki diska z minimalnim dinamičnim neuravnoteženjem
- Ko samo ena lokacija ležaja kaže znatne vibracije
Primerjava z drugimi metodami
Metoda treh tekov v primerjavi s štirimi teki
| Vidik | Trije teki | Štiri teke |
|---|---|---|
| Število tekov | 3 (začetni + 2 poskusa) | 4 (začetni + 2 poskusa + kombinirani) |
| Potreben čas | Krajši | ~20% dlje |
| Preverjanje linearnosti | Ne | Da (4. zagon preveri) |
| Tipične uporabe | Rutinsko industrijsko delo | Visoko natančna, kritična oprema |
| Natančnost | Dobro | Odlično |
| Kompleksnost | Spodnje | Višje |
Metoda treh prehodov v primerjavi z metodo ene ravnine
Metoda treh prehodov se bistveno razlikuje od uravnoteženje v eni ravnini, ki uporablja samo dva poskusa (začetni in en poskus), vendar lahko popravi le eno ravnino in ne more obravnavati neravnovesje v paru.
Najboljše prakse za uspeh metode treh poskusov
Izbira poskusne teže
- Izberite poskusne uteži, ki povzročijo spremembo amplitude vibracij 25-50%
- Premajhno: Slabo razmerje signal/šum in napake pri izračunu
- Preveliko: Tveganje nelinearnega odziva ali nevarnih ravni vibracij
- Za ohranjanje dosledne kakovosti meritev uporabite podobne velikosti za obe ravnini.
Operativna skladnost
- V vseh treh vožnjah vzdržujte popolnoma enako hitrost
- Po potrebi omogočite toplotno stabilizacijo med vožnjami
- Zagotovite dosledne procesne pogoje (pretok, tlak, temperatura)
- Uporabite enake lokacije senzorjev in načine montaže
Kakovost podatkov
- Na preizkus opravite več meritev in jih povprečite
- Preverite, ali so fazne meritve dosledne in zanesljive
- Preverite, ali poskusne uteži povzročajo jasno merljive spremembe
- Poiščite anomalije, ki bi lahko kazale na napake pri meritvah
Natančnost namestitve
- Previdno označite in preverite kotne položaje poskusnih uteži
- Prepričajte se, da so poskusne uteži varno pritrjene in se med tekom ne bodo premikale
- Končne korekcijske uteži namestite z enako skrbnostjo in natančnostjo
- Pred končnim preizkusom dvakrat preverite mase in kote
Odpravljanje pogostih težav
Slabi rezultati po korekciji
Možni vzroki:
- Korekcijske uteži, nameščene pod napačnimi koti ali z napačnimi masami
- Spremenjeni obratovalni pogoji med poskusnimi vožnjami in korekcijsko namestitvijo
- Mehanske težave (ohlapnost, nepravilna poravnava), ki niso bile odpravljene pred uravnoteženjem
- Nelinearni odziv sistema
Poskusne uteži dajejo majhen odziv
Rešitve:
- Uporabite večje poskusne uteži ali jih postavite na večji radij
- Preverite pritrditev senzorja in kakovost signala
- Preverite, ali je delovna hitrost pravilna
- Upoštevajte, ali ima sistem zelo visoko dušenje ali zelo nizko odzivno občutljivost
Nedosledne meritve
Rešitve:
- Predvidite več časa za toplotno in mehansko stabilizacijo
- Izboljšajte pritrditev senzorjev (uporabite čepke namesto magnetov)
- Izolirajte od zunanjih virov vibracij
- Odpravite mehanske težave, ki povzročajo spremenljivo vedenje
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 