Dynamic Balancing of Flail Mower and Forestry Mulcher Rotors

Да ли се ваша косилица или малчер распадају? Нисте сами. Студије процењују да је око Проблеми са механичким вибрацијама 50% узроковани су неуравнотеженим роторимаТе вибрације нису само досадне — оне могу да изазову пустош у вашој опреми и буџету. У овом чланку ћемо објаснити шта је балансирање ротора, зашто је толико важно и како балансирати роторе косачица са драбилицама и шумских малчера да би... елиминишите деструктивне вибрацијеТакође ћемо одговорити на често постављана питања и поделити корисне савете који ће вам помоћи да уштедите новац, време и да ваше машине поуздано раде.

Шта је балансирање ротора?

Rotor balancing је процес подешавања расподеле масе ротора како би се смањиле или елиминисале вибрације које настају приликом његове ротације. Једноставно речено, то значи додавање или уклањање тежине тако да тежина ротора буде равномерно распоређена око његове осе. Правилно изведено балансирање продужава век трајања машине, смањује буку и вибрације и спречава прерано хабање лежајева и других компоненти.

Зашто је балансирање важно: Опасности од вибрација косилице

Прекомерне вибрације у косилици са дробилицом или малчеру често потцењују оператери. Међутим, игнорисање неравнотеже ротора може довести до озбиљних проблема. Ево неких уобичајених знаци и последице неуравнотеженог ротора:

• Повећано хабање опреме: Константне вибрације убрзавају хабање механичких компоненти попут лежајева, зупчаника и вратила. То може довести до чешћих поправки и замене делова, што повећава оперативне трошкове.
• Кварови лежајева и оштећења кућишта: Вибрације узрокују прегревање и брзо кварење лежајева. Резултујућа лабавост („зазор“) у истрошеним лежајевима додатно повећава вибрације. Можда ћете се наћи у ситуацији да често мењате лежајеве. Штавише, седишта лежајева (кућишта) могу се истрошити и оштетити, што захтева опсежне поправке (вађење ротора, машинска обрада или заваривање кућишта итд.). То је скуп и дуготрајан застој.
• Пукотине и цурења: Дуготрајне вибрације могу да напукну заварене спојеве рама и тела косилице или малчера, што потенцијално може да поремети поравнање целог склопа. Вибрације такође олабављују хидрауличне спојнице, што узрокује цурење течности и главобоље које долазе са тим.
• Отпуштени вијци и причвршћивачи: Навртке, вијци и завртњи ће се стално отпуштати под утицајем вибрација. То може довести до опасних ситуација ако се критични делови одвоје или изненада покваре.
• Неефикасан рад: Неуравнотежен ротор троши енергију. Мотор или приводно вратило морају више да раде да би га окретали, што значи већу потрошњу горива за исту количину рада.
• Нелагодност и умор оператера: Прекомерне вибрације чине машину неудобном за рад. Оператор може осетити утрнулост или умор од сталног тресења, што може ометати концентрацију и довести до грешака или несрећа.
• Повећан ризик од несрећа: Ако су вибрације јаке, могу допринети губитку контроле или проузроковати катастрофалан квар компоненти. Опрема која се креће великом брзином, попут малчера и косилица, може постати опасна ако делови пукну услед напрезања.
• Оштећења на трактору: Вибрација се не задржава на прикључку. Преноси се на трактор преко куке или карданског вратила. Временом може да олабави вијке, зглобове и носаче трактора, узрокујући штету која превазилази саму косилицу.
• Неочекивани застој: На крају крајева, неуравнотежен ротор може да онеспособи вашу опрему без упозорења. Кварови се дешавају усред рада, што доводи до скупих застоја и кашњења пројекта.

У суштини, рад косилице са неуравнотеженим ротором је рецепт за хабање. Чак и мала неравнотежа може се претворити у огромне силе: на пример, само Неравнотежа тежине од 1,25 унце (35 грама) на радијусу од 6 инча при окретању од 2.000 о/мин може извршити преко 50 фунти додатне силе на лежајеве, што потенцијално скраћује век трајања лежаја за око 30%Временом ће та врста стреса уништити делове ваше машине.

Као пример из стварног света, знао сам за компанију чији су механичари скоро сваког јутра мењали лежајеве косилица. Прибегли су куповини најјефтинијих лежајева и њиховој свакодневној замени, јер би се чак и висококвалитетни лежајеви искидали екстремним вибрацијама за неколико дана, баш као и јефтини. Стање њихове опреме за малчирање било је шокантно: постала је Франкенштајново чудовиште од заварених ојачања (челични канали и плоче причвршћене вијцима свуда) само да би се држала заједно. Пластичне плоче у кабини трактора видљиво су се тресле у таласима од вибрација, а јадни оператер се осећао као да и даље вибрира неко време након што је изашао из машине. Ово је врста ситуације коју желите да избегнете тако што ћете осигурати да је ваш ротор правилно избалансиран!

Можете ли балансирати ротор косилице без посебне машине?

Укратко: Ротор можете делимично балансирати ручно (статичко балансирање), али не можете потпуно балансирати ротор косилице без специјализоване опреме за динамичко балансирање. Многи људи су испробали „старомодну“ методу балансирања ротора: постављају ротор на носаче са оштрим оштрицама и пусте га да се слободно окреће; када се тешка страна окрене надоле, заварују тег на супротну страну док се ротор више не окреће сам. Ова традиционална метода може да исправи... static imbalance, и функционише у једноставним случајевима. Статичка неравнотежа значи да је ротор ван равнотеже у једној равни – можете је детектовати без окретања ротора пуном брзином, јер ће се тешка тачка увек котрљати на дно под дејством гравитације.

За статичко балансирање ротора, ова техника је ефикасна ако је ротор релативно узак (кратке дужине у поређењу са његовим пречником). На пример, овом методом можете статички балансирати ствари попут кочионих дискова, брусних плоча или ременица са једним каишем. Тешка тачка се идентификује и додају се противтегови док ротор не остане постављен под било којим углом на носачима.

Међутим, за дугачке роторе (као што је осовина бубња косилице са дробилицом или шумског малчера), статичко балансирање није довољно. Замислите да један крај ротора има тешко место на врху, а други крај има тешко место на дну. Када ротор мирује на носачима, те супротстављене силе се уравнотежују и ротор се можда уопште неће окретати – па изгледа „уравнотежено“ у статичком смислу. Али у тренутку када окрећете тај ротор радном брзином, центрифугалне силе повуците те тешке тачке ка споља у различитим равнима, и ротор ће вибрирати као луд. Ова врста неравнотеже која се открива само када се ротор окреће назива се динамичка неравнотежаСтатичке методе не могу то исправити, јер подразумева неравнотежу у две или више равни дуж дужине ротора.

Једини начин да се поправи динамичка неравнотежа јесте помоћу одговарајуће опреме за динамичко балансирање. динамички балансер (било преносиви уређај или машина за балансирање пуне величине) може идентификовати неравнотежу на сваком крају (свакој равни) ротора и тачно вам рећи где и колико тежине треба додати или уклонити да би се то супротставило. Укратко, док „уради сам“ методе могу да се носе са основном статичком неравнотежом, дуги ротори косилица захтевају динамичко балансирање у две равни са специјализованим алатима за заиста елиминисање вибрација.

Процес динамичког балансирања помоћу уређаја Balanset-1A

Дакле, како динамичко балансирање изгледа у пракси? На терену можете користити преносиви комплет за балансирање (као што је Balanset-1A) да бисте балансирали ротор на вашој машини. Испод је преглед корак-по-корак процес да се динамички уравнотежи ротор косилице помоћу таквог уређаја:

1. Монтирајте сензоре: Инсталирајте сензоре вибрација на оба краја ротора, што је могуће ближе носачима лежајева. Сваки сензор треба да буде оријентисан нормално на осу ротора (да би се измериле радијалне вибрације).
2. Причврстите рефлектујући маркер: Залепите мали комад рефлектујуће траке или сличног маркера на ротор (на пример, на ременицу или на сам ротор). Тахометар ће то користити за мерење брзине ротације и фазе.
3. Подесите ласерски тахометар: Поставите фототахометар на магнетну подлогу и позиционирајте га тако да његов ласерски зрак може да детектује рефлектујући маркер при сваком обртају ротора.
4. Повежите хардвер: Прикључите сензоре вибрација на уређај за балансирање (нпр. Balanset-1A јединица). Повежите уређај са лаптопом или таблетом на којем је инсталиран специјализовани софтвер за балансирање.
5. Конфигуришите софтвер: Покрените програм за балансирање и изаберите опцију за балансирање у две равни (пошто је у питању дугачак ротор, потребно је динамичко балансирање у две равни).
6. Унета калибрациона тежина: Измерите мали пробни тег (на пример, неколико унци метала) који ће се користити за калибрацију. Унесите његову тачну тежину и радијус под којим ћете га причврстити за ротор у софтвер.
7. Узмите почетна очитавања: Покрените ротор и пустите га да се окреће радном брзином (или безбедном брзином за тестирање). Сензори мере почетну магнитуду вибрација и фазни угао на сваком крају. Забележите основне нивое вибрација.
8. Причврстите пробни тег на раван 1: Зауставите ротор. Причврстите калибрациони (пробни) тег на ротор на првој равни (раван 1, која одговара једном крају ротора, близу локације првог сензора). Означите тачан угаони положај где сте поставили овај тег.
9. Измерите вибрације пробним тегом: Поново покрените ротор са причвршћеним пробним тегом. Очитавања вибрација ће се променити због додатног тега. Уверите се да сте добили значајну промену (најмање ~20% промену амплитуде вибрација или јасан помак фазе); ово осигурава да су подаци корисни за прорачуне.
10. Преместите пробни тег у раван 2: Зауставите ротор и померите исти пробни тег у другу раван (раван 2, близу другог краја ротора код другог сензора). Пратите оријентацију тега (угао) у односу на неку референтну тачку (као што је горња мртва тачка или ознака на ротору).
11. Поново измерите на равни 2: Покрените ротор са пробним тегом у другој равни и забележите очитавања вибрација током овог покретања.
12. Израчунајте корективне тегове: Сада софтвер има три тачке података: почетни дисбаланс, ефекат тежине на раван 1 и ефекат на раван 2. Израчунаће тачну тежину потребну за уравнотежење ротора на свакој равни и прецизан угао под којим сваки тег треба да се постави. (Угао се обично даје у односу на положај пробног тега и у смеру ротације.)
13. Уклоните пробну тежину: Зауставите ротор и скините калибрациони тег, јер је испунио своју сврху.
14. Примените компензационе тежине: Припремите стварне компензационе тегове како препоручује софтвер (на пример, исеците челичне комаде наведене масе). Заварите или чврсто причврстите ове тегове на ротор на назначеним позицијама за раван 1 и раван 2.
15. Тестирајте равнотежу: На крају, још једном покрените ротор радном брзином да бисте проверили нивое вибрација након додавања компензационих тегова. Вибрације би требало да буду знатно ниже. Ако софтвер уређаја указује на благи преостали дисбаланс, можете га фино подесити додавањем малих додатних тегова или премештањем по потреби. Када очитавања покажу да су вибрације у прихватљивим границама, ротор је успешно балансиран.

Ура, ротор наше косилице је балансиран! Машина би сада требало да ради много глатко, са минималним вибрацијама.

Зашто моја косилица са маховином и даље вибрира након балансирања?

Понекад, чак и након процеса балансирања, ротор може и даље вибрирати или чак изгледати горе него раније. У идеалном сценарију, праћење горе наведених корака би потпуно елиминисало вибрације. Али у стварном свету, разни проблеми могу спречити успешно балансирање. Ако ваша косилица и даље вибрира након што сте покушали да балансирате ротор, то је вероватно због једног (или више) ових фактора: механички проблеми са машином, неправилни услови током процеса балансирања или грешке у начину на који је балансирање извршено.

Хајде да анализирамо сваку од ових потенцијалних проблематичних области:

Механички проблеми који могу спречити балансирање

• Недостајуће или оштећене маљевице: Уверите се да су сви ножеви или чекићи за дробилице присутни, правилно причвршћени и у сличном стању. Ако један или више дробилица недостаје, или ако су неке знатно истрошеније или лакше од других, ротор ће бити инхерентно неуравнотежен. Увек мењајте дробилице у комплету како би ротор био уравнотежен.
• Оштећени или истрошени лежајеви: Ако су лежајеви ротора истрошени, имају превелики слободан ход (лабавост) или су превише затегнути или оштећени, ротор се неће правилно окретати. Било који покушај балансирања биће узалудан док лежајеви не буду у добром стању. Истрошен лежај може да се клати и сам ствара вибрације.
• Савијена осовина: Ако је осовина ротора савијена, никакво подешавање тежине неће поправити вибрације. Савијени ротор треба исправити или заменити, јер он ствара стално колебање са сваким окретањем.
• Лабаве тачке монтаже: Проверите тачке причвршћивања косилице са дробилицом или малчера (како се повезује са трактором или рамо). Ако су вијци лабави или су носачи за монтажу истрошени, цела машина може да се тресе, стварајући утисак да је ротор неуравнотежен када је кривац лабава веза. Слично томе, свака лабавост у деловима попут предњег дела (завесе) косилице или потисне шипке/рама малчера може изазвати вибрације или буку која омета балансирање.
• Ротор удара у друге делове: Уверите се да ротор не додирује било који непокретни део машине (као што је гумени штитник, бочни зид или део рама). Чак и благи контакт при великој брзини изазваће буку и вибрације које се не могу „уравнотежити“.
• Пукотине на телу косилице: Ако је структура косилице напукла, вибрације ротора могу резоновати и појачавати се кроз напукле делове. Структура се може савијати или вибрирати независно. Такве пукотине је потребно поправити како би се вратио интегритет (и одговарајућа крутост) машине пре балансирања.
• Отпадци унутар ротора: Понекад се материјал (као што су прљавштина или песак) може накупити унутар шупљег бубња ротора. Ако се та лабава тежина помера, мењаће неравнотежу сваки пут када окрећете ротор. Један карактеристичан знак је ако свако тестирање даје веома различите вредности вибрација. У таквим случајевима, требало би да очистите унутрашњост ротора пре него што покушате да га балансирате.

Improper Balancing Conditions

• Проблеми са резонанцом: Ако је радна брзина ротора једнака или близу природне резонантне фреквенције машине или трактора, чак и мала неравнотежа може изазвати несразмерно велике вибрације. Важно је осигурати да машина не појачава вибрације због резонанције. Понекад, додавањем или уклањањем подупирача, или малом променом брзине, може се избећи резонанција током процеса балансирања.
• Промена услова усред процеса: Стање машине током балансирања треба да остане константно. Ако подигнете косилицу дизалицом, додате носач, уклоните панел или промените било шта у подешавању између пробних вожњи, то може променити очитавања. На пример, балансирање ротора са косилицом која лежи на земљи у односу на ону која виси у ваздуху може дати различите резултате јер се крутост система променила. Увек одржавајте исте услове за сва мерења.
• Неравномерна брзина или гас: Покушајте да покренете ротор на истим обртајима за свако мерење. Велике флуктуације брзине између мерења могу учинити податке о вибрацијама недоследним. Идеално би било да користите константну брзину мотора (или електронски регулатор) да бисте одржали обртаје током сваког теста.

Уобичајене грешке при коришћењу уређаја за балансирање

• Грешке при монтажи сензора: Приложите vibration sensors безбедно на чистој, равној површини машине. Ако је сензор нагнут, налази се на прљавштини или масти или није чврсто намагнетисан, може дати погрешна очитавања. Такође, уверите се да сензор није постављен близу ивице или флексибилне плоче која може вибрирати другачије од главне структуре.
• Неусклађеност тахометра: Ако се ласерски тахометар помера или мења током процеса, очитавања фазе ће бити погрешна. Учврстите тахометар на место и избегавајте ударање. Двапут проверите да ли ласер поуздано погађа рефлектујућу ознаку при сваком окретању.
• Грешке у израчунавању углова: Након што се тест покрене са пробним тегом, софтвер ће одредити где да постави корективне тегове, често дајући угао (у степенима) од референтне тачке. Уобичајена грешка је погрешно разумевање овог угла — на пример, мерење у погрешном смеру око ротора. Увек мерите угао у смеру ротације (осим ако није другачије назначено) од референце (обично положај пробног тега или означена тачка од 0°).
• Пробни тег је прелаган: Ако је пробни тег премали у односу на масу ротора, можда неће изазвати приметну промену вибрација (што чини податке мање поузданим). Ако додате пробни тег и ништа се не промени у очитавањима вибрација, покушајте да користите тежи пробни тег (унутар безбедних граница) који производи промену амплитуде вибрација од најмање 20%.
• Сметње са сензором тахометра: Јака сунчева светлост или рефлектујућа светла могу ометати способност оптичког тахометра да детектује маркер. Ако балансирате напољу по сунчаном дану, можда ћете морати да засенчите сензор или да то урадите у тамнијем окружењу, посебно ако приметите неправилна очитавања обртаја или фазе.

Често постављана питања

Како да знам да ли је ротор моје косилице неуравнотежен?

Прекомерне вибрације су највећи показатељ. Остали знаци упозорења укључују необичне звецкајуће звуке, лежајеве који се троше или отказују много брже него нормално, вијке и причвршћиваче који се стално отпуштају, пукотине које се појављују на раму косилице или чак осећај да се вибрације преносе на трактор. Ако приметите комбинацију овога, ваш ротор је вероватно неуравнотежен.

Могу ли балансирати ротор косилице без машине за балансирање?

Можете исправити једноставну ствар static imbalance сами (оптерећујући тежу страну ротора док не остане у равни). Међутим, ви не може поправити динамичка неравнотежа без специјализоване опреме. Дуги ротори косилица са малтерима обично имају динамичку неравнотежу коју само одговарајући динамички балансер (или машина за балансирање) може да открије и исправи.

Како се динамички балансира ротор косилице са дробилицом?

Динамичко балансирање захтева посебан алат или машину. У пракси, причвршћујете сензоре на машину, користите ласерски тахометар да бисте пратили ротацију ротора, додајете тест тег да бисте видели како утиче на вибрације, а затим израчунавате где да заварите сталне противтегове да бисте поништили неравнотежу. Уређај попут Balanset-1A помаже у аутоматизацији ових мерења и прорачуна, водећи вас ка тачној тежини и положају потребном за балансирање ротора.

Шта се дешава ако користим косилицу са неуравнотеженим ротором?

Машина ће бити изложена интензивним, штетним вибрацијама све време рада. Те вибрације ће проузроковати много брже трошење делова – на пример, лежајеви могу више пута отказивати, а вијци или друге компоненте могу се олабавити или поломити. Временом, напрезање може изазвати пуцање металних делова косилице или чак оштетити трактор. Укратко, рад са неуравнотеженим ротором драстично скраћује век трајања ваше опреме и може довести до изненадних, скупих кварова (а да не помињемо безбедносне ризике).

Conclusion

Динамичко балансирање ротора косилице са малчером и шумског малчера је кључни задатак одржавања како би се осигурао глатки и безбедни рад. Идентификовањем да ли је неравнотежа вашег ротора статичка или динамичка и коришћењем одговарајуће опреме за њено решавање, можете елиминишите деструктивне вибрације и све проблеме које они изазивају. Са балансираним ротором, ваша опрема ће се мање хабати, ваши лежајеви и друге компоненте ће дуже трајати, а смањићете и ризик од неочекиваних кварова и безбедносних опасности. Укратко, балансирање је инвестиција у дуговечност и поузданост ваше машинерије.

Увек имајте на уму да решите све механичке проблеме (као што су лоши лежајеви или недостајући ножеви) пре него што покушате да балансирате и пажљиво пратите одговарајућу процедуру. Ако се правилно уради, динамичко балансирање може драматично побољшати перформансе ваше косилице. Многи оператери сматрају да након балансирања машина ради „као нова“ – нема више звецкања, нема прекомерних вибрација и нема чешћих поправки.

Спремни сте да смањите вибрације ваше косилице и уштедите на трошковима поправке? Размислите о коришћењу преносивог динамичког балансера као што је Balanset-1A да подесите свој ротор на терену. Можда делује као значајан напор, али резултат је машина која ради глађе, мање главобоља око одржавања и продуктивније време на терену уместо у радионици. Ако имате питања или вам је потребна стручна помоћ, слободно нам се обратите — ту смо да вам помогнемо да извучете максимум из своје опреме.