Шта је балансирање ротора? Свеобухватни водич

Дефиниција: Основни концепт балансирања

Rotor balancing је систематски процес побољшања расподеле масе ротирајућег тела (ротора) како би се осигурало да се ефективна централна линија масе поклапа са његовом правом геометријском централном линијом. Када је ротор неуравнотежен, током ротације се стварају центрифугалне силе, што доводи до прекомерних вибрација, буке, смањеног века трајања лежајева и потенцијално катастрофалног квара. Циљ балансирања је минимизирање ових сила додавањем или уклањањем прецизних количина тежине на одређеним локацијама, чиме се вибрације смањују на прихватљив ниво.

Зашто је балансирање критичан задатак одржавања?

Неуравнотеженост је један од најчешћих извора вибрација у ротирајућим машинама. Прецизно балансирање није само смањење вибрација; то је критична активност одржавања која пружа значајне предности:

• Повећан век трајања лежаја: Силе неравнотеже се директно преносе на лежајеве. Смањење ових сила драматично продужава век трајања лежајева.
• Побољшана поузданост машине: Мање вибрације смањују оптерећење на свим компонентама машине, укључујући заптивке, вратила и структурне носаче, што доводи до мањег броја кварова.
• Enhanced Safety: Високи нивои вибрација могу проузроковати квар компоненти, стварајући значајне безбедносне опасности за особље.
• Смањени нивои буке: Механичке вибрације су примарни извор индустријске буке. Добро избалансирана машина ради много тише.
• Мања потрошња енергије: Енергија која би се иначе губила стварајући вибрације и топлоту претвара се у користан рад, побољшавајући ефикасност.

Врсте балансирања: статичко наспрам динамичког

Поступци балансирања се категоришу на основу врсте неравнотеже коју исправљају. Два основна типа су статичко и динамичко балансирање.

Статичко балансирање (балансирање у једној равни)

Статичка неравнотежа настаје када је центар масе ротора померен у односу на његову осу ротације. Ово се често визуализује као једна „тешка тачка“. Статичко балансирање ово исправља применом једне корекционе тежине 180° насупрот тешкој тачки. Назива се „статичка“ јер се ова врста неравнотеже може детектовати док је ротор у мировању (на пример, на ваљцима са оштром оштрицом). Погодна је за уске роторе у облику диска попут вентилатора, брусних точкова и замајаца где је однос дужине и пречника мали.

Динамичко балансирање (балансирање у две равни)

Динамичка неравнотежа је сложеније стање које обухвата и статичку неравнотежу и „спарену“ неравнотежу. Спајена неравнотежа се јавља када постоје две једнаке тешке тачке на супротним крајевима ротора, удаљене 180° једна од друге. Ово ствара љуљање, или момент, који се може детектовати само када се ротор окреће. Динамичка балансирања је потребна за већину ротора, посебно оних чија је дужина већа од њиховог пречника (као што су арматуре мотора, вратила и турбине). Потребне су корекције у најмање две различите равни дуж дужине ротора како би се супротставила и сили и „спареној“ неравнотежи.

Поступак балансирања: Како се то ради

Модерно балансирање се обично врши помоћу специјализоване опреме и систематског приступа, често користећи методу коефицијента утицаја:

1. Почетно покретање: Машина се покреће да би се измерила почетна амплитуда вибрација и фазни угао узроковани постојећим дисбалансом. Користе се сензор вибрација и тахометар (за референцу фазе).
2. Трчање са пробном тежином: Познати пробни тег је привремено причвршћен за ротор под познатим угаоним положајем у равни корекције.
3. Друга трка: Машина се поново покреће и мере се нова амплитуда и фаза вибрација. Промена вибрација (разлика вектора) је узрокована искључиво пробним тегом.
4. Израчунавање: Знајући како је пробни тег утицао на вибрације, инструмент за балансирање израчунава „коефицијент утицаја“. Овај коефицијент се затим користи за одређивање прецизне количине корекционог тега и тачног угла под којим се мора поставити да би се супротставио првобитној неравнотежи.
5. Исправка и верификација: Пробни тег се уклања, поставља се израчунати трајни корекциони тег и врши се последње мерење како би се проверило да ли су вибрације смањене на прихватљив ниво. За балансирање у две равни, овај поступак се понавља за другу раван.

Релевантни стандарди и толеранције

Прихватљиви нивои вибрација нису произвољни. Они су дефинисани међународним стандардима, а посебно ИСО 21940 серија (која је заменила старији ISO 1940). Ови стандарди дефинишу „степене квалитета баланса“ (нпр. G 6.3, G 2.5, G 1.0) за различите класе машина. Нижи G-број указује на строжу толеранцију. Ове степени се користе за израчунавање максимално дозвољене преостале неравнотеже за дати ротор на основу његове масе и радне брзине, осигуравајући да испуњава оперативне захтеве.

← Назад на главни индекс