Dinamično uravnoteženje rotorjev kosilnic z lopaticami in gozdarskih mulčerjev

Se vaša kosilnica ali mulčer sama od sebe razpada? Niste sami. Študije ocenjujejo, da približno 50% težave z mehanskimi vibracijami povzročajo neuravnoteženi rotorjiTe vibracije niso le moteče – lahko povzročijo veliko škodo na vaši opremi in proračunu. V tem članku bomo razložili, kaj je uravnoteženje rotorjev, zakaj je tako pomembno in kako uravnotežiti rotorje kosilnic z mulčenjem in gozdarskih mulčerjev, da ... odpraviti uničujoče vibracijeOdgovorili bomo tudi na pogosto zastavljena vprašanja in delili koristne nasvete, ki vam bodo pomagali prihraniti denar, čas in ohraniti zanesljivo delovanje vaših strojev.

Kaj je uravnoteženje rotorja?

Izravnava rotorja je postopek prilagajanja porazdelitve mase rotorja za zmanjšanje ali odpravo vibracij, ki nastanejo med njegovim vrtenjem. Preprosto povedano, to pomeni dodajanje ali odvzemanje teže, tako da je teža rotorja enakomerno porazdeljena okoli njegove osi. Pravilno izvedeno uravnoteženje podaljša življenjsko dobo stroja, zmanjša hrup in vibracije ter prepreči prezgodnjo obrabo ležajev in drugih komponent.

Zakaj je uravnoteženje pomembno: Nevarnosti vibracij kosilnice

Prekomerne vibracije v kosilnici ali mulčarju upravljavci pogosto podcenjujejo. Vendar pa lahko neuravnoteženost rotorja povzroči resne težave. Tukaj je nekaj pogostih znaki in posledice neuravnoteženega rotorja:

• Povečana obraba opreme: Nenehne vibracije pospešujejo obrabo mehanskih komponent, kot so ležaji, zobniki in gredi. To lahko vodi do pogostejših popravil in zamenjav delov, kar povečuje obratovalne stroške.
• Okvare ležajev in poškodbe ohišja: Zaradi vibracij se ležaji pregrejejo in hitro pokvarijo. Nastala zračnost ("zračnost") v obrabljenih ležajih vibracije še poveča. Morda boste morali pogosto menjati ležaje. Še huje, ležajna ohišja se lahko izpraznijo in poškodujejo, kar zahteva obsežna popravila (odstranitev rotorja, strojna obdelava ali varjenje ohišja itd.). To je drag in dolgotrajen izpad.
• Razpoke in puščanja: Dolgotrajne vibracije lahko povzročijo razpoke na okvirju in zvarih ohišja kosilnice ali mulčerja, kar lahko povzroči poravnavo celotnega sklopa. Vibracije zrahljajo tudi hidravlične spoje, kar povzroča puščanje tekočine in s tem povezane težave.
• Zrahljani vijaki in pritrdilni elementi: Matice, vijaki in sorniki se zaradi vibracij nenehno zrahljajo. To lahko povzroči nevarne situacije, če se kritični deli odlepijo ali nenadoma odpovedo.
• Neučinkovito delovanje: Neuravnotežen rotor porablja energijo. Motor ali kardanska gred morata delati bolj, da ga zavrtita, kar pomeni večjo porabo goriva za enako količino dela.
• Nelagodje in utrujenost operaterja: Prekomerne vibracije povzročajo nelagodje pri upravljanju stroja. Upravljavec lahko zaradi nenehnega tresenja občuti otrplost ali utrujenost, kar lahko poslabša koncentracijo in povzroči napake ali nesreče.
• Povečano tveganje za nesreče: Če so vibracije močne, lahko prispevajo k izgubi nadzora ali povzročijo katastrofalno odpoved komponent. Oprema za visoke hitrosti, kot so mulčerji in kosilnice, lahko postane nevarna, če se deli zaradi obremenitve zlomijo.
• Poškodba traktorja: Vibracije se ne zadržijo le na priključku. Prenašajo se na traktor prek vlečne kljuke ali kardanske gredi. Sčasoma lahko zrahljajo vijake, spoje in nosilce traktorja, kar povzroči škodo, ki presega samo kosilnico.
• Nepričakovan izpad: Neuravnotežen rotor lahko nenadoma povzroči, da vaša oprema ne deluje. Okvare se pojavijo sredi dela, kar vodi do dragih izpadov in zamud pri projektu.

V bistvu je delovanje mulčarja z neuravnoteženim rotorjem recept za obrabo. Že majhno neravnovesje se lahko spremeni v ogromne sile: na primer, zgolj Neravnovesje teže 1,25 unče (35 gramov) pri polmeru 6 palcev (15 cm) pri vrtenju pri 2000 vrtljajih na minuto lahko na ležaje povzroči več kot 50 funtov dodatne sile., kar lahko skrajša življenjsko dobo ležajev za približno 30%Sčasoma bo takšna obremenitev uničila dele vašega stroja.

Kot primer iz resničnega sveta sem poznal podjetje, katerega mehaniki so skoraj vsako jutro menjavali ležaje kosilnic. Zatekli so se k nakupu najcenejših ležajev in njihovi dnevni menjavi, saj bi se tudi visokokakovostni ležaji zaradi ekstremnih vibracij v nekaj dneh raztrgali, tako kot poceni. Stanje njihove opreme za mulčenje je bilo šokantno: postala je Frankensteinova pošast iz varjenih ojačitev (jekleni kanali in plošče, privijačene povsod), ki so jo držale skupaj. Plastične plošče v kabini traktorja so se zaradi vibracij vidno tresle v valovih, ubogi upravljavec pa je imel občutek, kot da še nekaj časa vibrira, ko je izstopil iz stroja. Takšni situaciji se želite izogniti tako, da zagotovite pravilno uravnoteženje rotorja!

Ali lahko uravnovesite rotor kosilnice brez posebnega stroja?

Skratka: Rotor lahko delno uravnovesite ročno (statično uravnoteženje), vendar rotorja mulčarja ne morete popolnoma uravnotežiti brez specializirane opreme za dinamično uravnoteženje. Mnogi ljudje so poskusili "staromodno" metodo uravnoteženja rotorja: rotor postavijo na ostro ogrodje in ga pustijo, da se prosto vrti; ko se težja stran obrne navzdol, na nasprotno stran privarijo utež, dokler se rotor ne vrti več sam od sebe. Ta tradicionalna metoda lahko popravi ... statično neravnovesje, in deluje v preprostih primerih. Statično neravnovesje pomeni, da je rotor neuravnotežen v eni ravnini – to lahko zaznate, ne da bi rotor vrteli s polno hitrostjo, ker se bo težka točka vedno skotalila na dno pod vplivom gravitacije.

Za statično uravnoteženje rotorja je tehnika učinkovita, če je rotor relativno ozek (kratka dolžina v primerjavi s premerom). S to metodo lahko na primer statično uravnovesite stvari, kot so zavorni diski, brusilni diski ali jermenice z enim jermenom. Določi se težka točka in dodajo se protiuteži, dokler rotor ne ostane pod poljubnim kotom na nosilcih.

Vendar pa pri dolgih rotorjih (kot je bobnasta gred mulčerja ali gozdarskega mulčerja) statično uravnoteženje ni dovolj. Predstavljajte si, da ima en konec rotorja težko mesto na vrhu, drugi konec pa težko mesto na dnu. Ko rotor miruje na nosilcih, se te nasprotne sile uravnotežijo in rotor se morda sploh ne vrti – zato se zdi v statičnem smislu "uravnotežen". Toda v trenutku, ko ta rotor zavrtite z delovno hitrostjo, centrifugalne sile Če te težke točke povlečete navzven v različnih ravninah, bo rotor vibriral kot nor. Ta vrsta neravnovesja, ki se pokaže le, ko se rotor vrti, se imenuje dinamično neravnovesjeStatične metode tega ne morejo popraviti, ker gre za neravnovesje v dveh ali več ravninah vzdolž dolžine rotorja.

Dinamično neravnovesje je mogoče odpraviti le z ustrezno opremo za dinamično uravnoteženje. dinamični uravnoteževalec (bodisi prenosna naprava bodisi stroj za uravnoteženje polne velikosti) lahko prepozna neravnovesje na vsakem koncu (v vsaki ravnini) rotorja in vam natančno pove, kje in koliko teže morate dodati ali odstraniti, da ga odpravite. Skratka, medtem ko lahko metode »naredi sam« obravnavajo osnovno statično neravnovesje, dolgi rotorji mulčarjev zahtevajo dinamično uravnoteženje v dveh ravninah s specializiranimi orodji za resnično odpravo vibracij.

Postopek dinamičnega uravnoteženja z napravo Balanset-1A

Kako torej izgleda dinamično uravnoteženje v praksi? Na terenu lahko uporabite prenosni komplet za uravnoteženje (kot je Balanset-1A) za uravnoteženje rotorja na vašem stroju. Spodaj je pregled postopek po korakih za dinamično uravnoteženje rotorja mulčarja z uporabo takšne naprave:

1. Namestite senzorje: Namestite senzorje vibracij na oba konca rotorja, čim bližje nosilcem ležajev. Vsak senzor mora biti usmerjen pravokotno na os rotorja (za merjenje radialnih vibracij).
2. Pritrdite odsevni marker: Na rotor (na primer na jermenico ali na sam rotor) nalepite majhen košček odsevnega traku ali podobnega označevalca. Tahometer ga bo uporabil za merjenje hitrosti vrtenja in faze.
3. Nastavitev laserskega tahometra: Fototahometer postavite na magnetno podlago in ga namestite tako, da lahko njegov laserski žarek zazna odbojni marker pri vsakem obratu rotorja.
4. Priključite strojno opremo: Priključite senzorje vibracij v napravo za uravnoteženje (npr. Balanset-1A enota). Napravo priključite na prenosnik ali tablico, na kateri je nameščena specializirana programska oprema za uravnoteženje.
5. Konfigurirajte programsko opremo: Zaženite program za uravnoteženje in izberite možnost uravnoteženja v dveh ravninah (ker gre za dolg rotor, je potrebno dinamično uravnoteženje v dveh ravninah).
6. Vnos kalibracijske teže: Stehtajte majhno poskusno utež (na primer nekaj unč kovine), ki jo boste uporabili za kalibracijo. V programsko opremo vnesite njeno natančno težo in polmer, s katerim jo boste pritrdili na rotor.
7. Opravite začetne odčitke: Zaženite rotor in ga pustite vrteti z delovno hitrostjo (ali varno testno hitrostjo). Senzorji merijo začetno magnitudo vibracij in fazni kot na vsakem koncu. Zabeležite osnovne ravni vibracij.
8. Pritrdite poskusno utež na ravnino 1: Ustavite rotor. Kalibracijsko (poskusno) utež pritrdite na rotor na prvi ravnini (ravnina 1, ki ustreza enemu koncu rotorja, blizu mesta prvega senzorja). Označite natančen kotni položaj, kamor namestite to utež.
9. Izmerite vibracije s poskusno utežjo: Ponovno zaženite rotor s pritrjeno poskusno utežjo. Odčitki vibracij se bodo zaradi dodane teže spremenili. Prepričajte se, da dobite znatno spremembo (vsaj ~20% spremembo amplitude vibracij ali jasen premik faze); to zagotavlja, da so podatki uporabni za izračune.
10. Premakni poskusno utež na ravnino 2: Ustavite rotor in premaknite isto poskusno utež na drugo ravnino (ravnina 2, blizu drugega konca rotorja pri drugem senzorju). Spremljajte orientacijo uteži (kot) glede na neko referenčno točko (kot je zgornja mrtva točka ali oznaka na rotorju).
11. Ponovno izmerite na ravnini 2: Rotor zaženite s poskusno utežjo v drugi ravnini in med tem delovanjem zabeležite odčitke vibracij.
12. Izračunajte korekcijske uteži: Programska oprema ima zdaj tri podatkovne točke: začetno neravnovesje, vpliv teže na ravnino 1 in vpliv na ravnino 2. Izračunala bo natančno težo, potrebno za uravnoteženje rotorja na vsaki ravnini, in natančen kot, pod katerim je treba postaviti vsako utež. (Kot je običajno podan glede na položaj poskusne uteži in v smeri vrtenja.)
13. Odstranite poskusno utež: Ustavite rotor in odstranite kalibracijsko utež, saj je ta odslužila svoj namen.
14. Uporabite kompenzacijske uteži: Pripravite dejanske kompenzacijske uteži, kot jih priporoča programska oprema (na primer, narežite jeklene kose določene mase). Te uteži privarite ali trdno pritrdite na rotor na označenih mestih za ravnino 1 in ravnino 2.
15. Preizkusite ravnotežje: Na koncu rotor še enkrat zavrtite pri delovni hitrosti, da preverite raven vibracij po dodajanju kompenzacijskih uteži. Vibracije bi morale biti bistveno nižje. Če programska oprema naprave kaže rahlo preostalo neravnovesje, ga lahko natančno nastavite z dodajanjem majhnih dodatnih uteži ali po potrebi s premestitvijo. Ko odčitki pokažejo, da so vibracije znotraj sprejemljivih meja, je rotor uspešno uravnotežen.

Hura, rotor naše kosilnice je uravnotežen! Stroj bi moral sedaj delovati veliko bolj gladko, z minimalnimi vibracijami.

Zakaj moja kosilnica še vedno vibrira po uravnoteženju?

Včasih lahko rotor tudi po postopku uravnoteženja še vedno vibrira ali se celo zdi slabše kot prej. V idealnem primeru bi zgornji koraki vibracije popolnoma odpravili. V resničnem svetu pa lahko različne težave preprečijo uspešno uravnoteženje. Če vaša kosilnica še vedno vibrira, ko ste poskušali uravnotežiti rotor, je to verjetno posledica enega (ali več) od teh dejavnikov: mehanske težave s strojem, nepravilni pogoji med postopkom uravnoteženja ali napake pri izvajanju uravnoteženja.

Razčlenimo vsako od teh potencialnih problematičnih področij:

Mehanske težave, ki lahko preprečijo uravnoteženje

• Manjkajoči ali poškodovani cepiči: Prepričajte se, da so vsi rezili kladiv ali kladiva prisotni, pravilno pritrjeni in v podobnem stanju. Če manjka eden ali več kladiv ali če so nekatera bistveno bolj obrabljena ali lažja od drugih, bo rotor sam po sebi neuravnotežen. Cepila vedno menjajte v kompletih, da bo rotor uravnotežen.
• Poškodovani ali obrabljeni ležaji: Če so ležaji rotorja obrabljeni, imajo prevelik zračnost (ohlapnost) ali so preveč zategnjeni ali poškodovani, se rotor ne bo vrtel pravilno. Vsakršno uravnoteženje bo zaman, dokler ležaji niso v dobrem stanju. Obrabljen ležaj se lahko maja in sam po sebi povzroča vibracije.
• Ukrivljena gred: Če je gred rotorja ukrivljena, nobena prilagoditev teže ne bo odpravila vibracij. Ukrivljen rotor je treba poravnati ali zamenjati, ker pri vsakem vrtenju povzroča nenehno nihanje.
• Ohlapne pritrdilne točke: Preverite pritrdilne točke mulčerja ali mulčerja (kako se povezuje s traktorjem ali okvirjem). Če so vijaki zrahljani ali so nosilci obrabljeni, se lahko celoten stroj trese, kar daje vtis, da rotor ni uravnotežen, ko je krivec zrahljana povezava. Podobno lahko vsaka zrahljanost delov, kot je sprednji odbijač (zavesa) kosilnice ali potisna palica/okvir mulčerja, povzroči vibracije ali hrup, ki moti uravnoteženje.
• Rotor udarja ob druge dele: Prepričajte se, da rotor ne drgne ob noben stacionarni del stroja (kot je gumijast ščitnik, stranska stena ali del okvirja). Že rahel stik pri visoki hitrosti povzroči hrup in vibracije, ki jih ni mogoče "uravnotežiti".
• Razpoke v ohišju kosilnice: Če je konstrukcija kosilnice razpokana, lahko vibracije rotorja odmevajo in se ojačajo skozi razpokane dele. Konstrukcija se lahko neodvisno upogne ali vibrira. Takšne razpoke je treba pred uravnoteženjem popraviti, da se obnovi celovitost (in ustrezna togost) stroja.
• Ostanki v rotorju: Včasih se lahko v votlem rotorskem bobnu nabere material (kot je umazanija ali pesek). Če se ta ohlapna teža premakne, se bo neravnovesje spremenilo vsakič, ko se rotor zavrti. Eden od znakov je, če vsak preizkus pokaže zelo različne odčitke vibracij. V takih primerih morate pred uravnoteženjem rotorja očistiti njegovo notranjost.

Neustrezni pogoji za uravnoteženje

• Težave z resonanco: Če je delovna hitrost rotorja enaka ali blizu naravne resonančne frekvence stroja ali traktorja, lahko že majhno neravnovesje povzroči nesorazmerno velike vibracije. Pomembno je zagotoviti, da stroj zaradi resonance ne ojača vibracij. Včasih se lahko z dodajanjem ali odstranjevanjem opore ali rahlim spreminjanjem hitrosti izognemo resonanci med postopkom uravnoteženja.
• Spreminjanje pogojev sredi procesa: Stanje stroja med uravnoteženjem mora ostati konstantno. Če med preizkusnimi vožnjami dvignete kosilnico, dodate oporo, odstranite ploščo ali spremenite karkoli v nastavitvi, lahko to spremeni odčitke. Na primer, uravnoteženje rotorja s kosilnico na tleh v primerjavi z visečo v zraku lahko da drugačne rezultate, ker se je spremenila togost sistema. Vedno ohranjajte enake pogoje za vse meritve.
• Neenakomerna hitrost ali plin: Poskusite rotor pri vsaki meritvi vrteti z enakim številom vrtljajev. Velika nihanja hitrosti med meritvami lahko povzročijo nedoslednost podatkov o vibracijah. V idealnem primeru uporabite konstantno število vrtljajev motorja (ali elektronski regulator), da ohranite število vrtljajev med vsakim preskusom.

Pogoste napake pri uporabi naprave za uravnoteženje

• Napake pri namestitvi senzorja: Priložite senzorji vibracij varno namestite na čisto, ravno površino stroja. Če je senzor nagnjen, leži na umazaniji ali masti ali ni trdno magnetiziran, lahko daje napačne odčitke. Prav tako se prepričajte, da senzor ni nameščen blizu roba ali prožne plošče, ki lahko vibrira drugače kot glavna konstrukcija.
• Neusklajenost tahometra: Če se laserski tahometer med postopkom premakne ali premakne, bodo fazni odčitki napačni. Tahometer pritrdite na svoje mesto in ga ne udarjajte. Dvakrat preverite, ali laser pri vsakem vrtljaju zanesljivo zadene odbojno oznako.
• Napake pri izračunu kotov: Po preizkusu s poskusno utežjo bo programska oprema določila, kam namestiti korekcijske uteži, pogosto s podanim kotom (v stopinjah) od referenčne točke. Pogosta napaka je napačno razumevanje tega kota – na primer merjenje v napačni smeri okoli rotorja. Vedno izmerite kot v smeri vrtenja (razen če ni določeno drugače) od reference (običajno položaj poskusne uteži ali označena točka 0°).
• Preizkusna utež je prelahka: Če je poskusna utež premajhna glede na maso rotorja, morda ne bo povzročila opazne spremembe vibracij (zaradi česar so podatki manj zanesljivi). Če dodate poskusno utež in se odčitki vibracij ne spremenijo, poskusite uporabiti težjo poskusno utež (znotraj varnih meja), ki povzroči vsaj 20% spremembo amplitude vibracij.
• Motnje senzorja tahometra: Svetla sončna svetloba ali odsevne luči lahko motijo optični tahometrični mehanizem pri zaznavanju markerja. Če uravnavate vrtljaje na prostem na sončen dan, boste morda morali zasenčiti senzor ali to storiti v temnejšem okolju, še posebej, če opazite neenakomerne odčitke vrtljajev ali faze.

Pogosto zastavljena vprašanja

Kako vem, ali je rotor moje kosilnice neuravnotežen?

Prekomerne vibracije so največji znak. Drugi opozorilni znaki vključujejo nenavadne ropotanje, obrabo ali odpoved ležajev veliko hitreje kot običajno, nenehno rahljanje vijakov in pritrdilnih elementov, razpoke, ki se pojavljajo v okvirju kosilnice, ali celo občutek, da se vibracije prenašajo na traktor. Če opazite kombinacijo teh dejavnikov, je vaš rotor verjetno neuravnotežen.

Ali lahko uravnotežim rotor mulčarja brez balansirnega stroja?

Lahko popravite preprosto statično neravnovesje sami (z utežmi težje strani rotorja, dokler ne ostane v vodoravnem položaju). Vendar pa vi ne more popraviti dinamično neravnovesje brez specializirane opreme. Dolgi rotorji mulčarjev imajo običajno dinamično neravnovesje, ki ga lahko zazna in odpravi le ustrezen dinamični uravnoteževalec (ali stroj za uravnoteženje).

Kako dinamično uravnotežiti rotor mulčarja?

Dinamično uravnoteženje zahteva posebno orodje ali stroj. V praksi na stroj pritrdite senzorje, z laserskim tahometrom spremljate vrtenje rotorja, dodate testno utež, da vidite, kako vpliva na vibracije, in nato izračunate, kam privariti trajne protiuteži, da odpravite neravnovesje. Naprava, kot je Balanset-1A, pomaga avtomatizirati te meritve in izračune ter vas vodi do natančne teže in položaja, potrebnega za uravnoteženje rotorja.

Kaj se zgodi, če uporabljam mulčar z neuravnoteženim rotorjem?

Stroj bo ves čas delovanja izpostavljen intenzivnim, škodljivim vibracijam. Zaradi teh vibracij se bodo deli obrabili veliko hitreje – na primer, ležaji lahko večkrat odpovedo, vijaki ali druge komponente pa se lahko zrahljajo ali zlomijo. Sčasoma lahko zaradi obremenitev kovinski deli kosilnice počijo ali celo poškodujejo traktor. Skratka, delovanje z neuravnoteženim rotorjem drastično skrajša življenjsko dobo vaše opreme in lahko povzroči nenadne, drage okvare (da ne omenjamo varnostnih tveganj).

Zaključek

Dinamično uravnoteženje rotorjev mulčerjev in gozdnih mulčerjev je ključno vzdrževalno opravilo za zagotavljanje nemotenega in varnega delovanja. Z ugotavljanjem, ali je neravnovesje vašega rotorja statično ali dinamično, in z uporabo ustrezne opreme za odpravo tega lahko odpraviti destruktivne vibracije in vse težave, ki jih povzročajo. Z uravnoteženim rotorjem se bo vaša oprema manj obrabljala, vaši ležaji in druge komponente bodo trajale dlje, zmanjšali pa boste tudi tveganje za nepričakovane okvare in varnostne nevarnosti. Skratka, uravnoteženje je naložba v dolgo življenjsko dobo in zanesljivost vaših strojev.

Preden poskusite uravnotežiti kosilnico, vedno odpravite morebitne mehanske težave (kot so slabi ležaji ali manjkajoča rezila) in natančno upoštevajte pravilen postopek. Če je dinamično uravnoteženje opravljeno pravilno, lahko drastično izboljša delovanje vaše kosilnice. Mnogi uporabniki ugotavljajo, da po uravnoteženju stroj deluje »kot nov« – ni več ropotanja, ni več prekomernih vibracij in ni več pogostih popravil.

Ste pripravljeni zmanjšati vibracije vaše kosilnice in prihraniti pri stroških popravila? Razmislite o uporabi prenosnega dinamičnega uravnotežnika, kot je Balanset-1A nastavitev rotorja na terenu. Morda se zdi precejšen napor, vendar je rezultat bolj gladko delujoč stroj, manj glavobolov zaradi vzdrževanja in bolj produktiven čas na terenu namesto v servisni delavnici. Če imate vprašanja ali potrebujete strokovno pomoč, se obrnite na nas – tukaj smo, da vam pomagamo kar najbolje izkoristiti vašo opremo.