Förstå provvikter vid rotorbalansering
Definition: Vad är en provvikt?
A provvikt (även kallad testvikt eller kalibreringsvikt) är en känd massa som tillfälligt är fäst vid en rotor vid en exakt definierad vinkelposition under balansering process. Syftet med att lägga till denna provvikt är att avsiktligt introducera en känd mängd av obalans in i systemet och mäta hur rotorn reagerar. Detta uppmätta svar används sedan för att beräkna den exakta korrigeringsvikt behövs för att eliminera den ursprungliga obalansen.
Provvikten är en hörnsten i influenskoefficientmetoden, vilket är den mest använda tekniken för balansering av fält av roterande maskiner.
Syfte: Varför använda en provvikt?
Vid fältbalansering kan vi inte enkelt mäta rotorns fysikaliska egenskaper som massa, styvhet eller dämpning. Istället behandlar vi maskinen som en "svart låda" och använder en provvikt för att direkt mäta dess dynamiska beteende. De viktigaste fördelarna med denna metod inkluderar:
- Noggrann systemkarakterisering: Viktprovningen fångar alla verkliga faktorer som påverkar vibrationer, inklusive lagerstyvhet, fundamentets flexibilitet, kopplingseffekter och aerodynamiska krafter.
- Precisionsberäkning: Genom att mäta förändringen i amplitud och fas orsakad av den kända provvikten, kan balanseringsinstrumentet beräkna den exakta korrigering som behövs med hög noggrannhet.
- Inga förkunskaper krävs: Metoden fungerar utan behov av ritningar, specifikationer eller teoretiska modeller av rotorsystemet.
- Konton för driftsförhållanden: Provkörningen utförs under faktiska driftsförhållanden (hastighet, temperatur, belastning), vilket säkerställer att balanskorrigeringen kommer att vara effektiv i verklig drift.
Urval: Hur man väljer rätt provvikt
Att välja en lämplig provvikt är avgörande för att få tillförlitliga resultat. Vikten måste vara tillräckligt stor för att producera en mätbar förändring i vibrationen, men inte så stor att den skapar osäkra förhållanden eller skadar maskinen.
Provviktskalkylator
För exakt beräkning av provvikt baserat på rotorparametrar, använd vår Prova viktmassakalkylator. Kalkylatorn fastställer optimal provvikt med hänsyn till rotormassa, installationsradie, rotationshastighet, stödstyvhet och vibrationsnivåer.
Allmänna riktlinjer:
- Tumregel: En vanlig riktlinje är att välja en provvikt som ger en vibrationsförändring på cirka 25–50°C av den initiala vibrationsnivån. Detta säkerställer ett tydligt, mätbart svar utan överdriven vibration.
- Ursprunglig uppskattning: För en okänd rotor kan en provvikt uppskattas till 1-5% av rotorns massa, fördelad över balanseringsradien. Moderna balanseringsinstrument tillhandahåller ofta en provviktsberäknare baserad på den initiala vibrationsnivån.
- Beräknad metod: Använd formeln Mt = Mr × Ksupp × Kvib / (Rt × (N/100)²), där Mt är provviktens massa, Mr är rotorns massa, Ksupp är stödets styvhetskoefficient (1-5), Kvib är vibrationsnivåkoefficienten, Rt är installationsradien och N är rotorns hastighet i varv/min. Vår online-kalkylator automatiserar denna beräkning.
- Säkerheten först: Lägg aldrig till en provvikt som är så stor att den skulle driva vibrationsnivåerna bortom säkra gränser eller snubbelskyddssystem.
- Säker anslutning: Provvikten måste fästas ordentligt med bultar, klämmor eller magneter för att förhindra att den flyger av under rotation. Kitt- eller lervikter används vanligtvis för enkelhetens skull, men måste appliceras säkert.
Procedur: Hur provvikten används
Provviktsmetoden följer en systematisk procedur som är kärnan i modern fältbalansering:
- Inledande körning: Maskinen körs med normal hastighet och den initiala vibrationsvektorn (amplitud och fas) registreras. Detta representerar vibrationen orsakad av den ursprungliga obalansen.
- Fäst provvikt: Maskinen stoppas och provvikten fästs ordentligt vid en känd vinkelposition (vanligtvis markerad som 0° eller refererad till en nyckelfasor markering) på korrigeringsplanet.
- Provkörning: Maskinen startas om och körs med samma hastighet. Den nya vibrationsvektorn mäts och registreras. Denna vibration är vektorsumman av den ursprungliga obalansen plus effekten av provvikten.
- Beräkna influenskoefficienten: Balanseringsinstrumentet utför en vektorsubtraktion för att isolera effekten som enbart orsakas av provvikten. Influenskoefficienten beräknas sedan som förhållandet mellan vibrationsförändringen och provvikten.
- Beräkna korrigeringsvikt: Med hjälp av influenskoefficienten beräknar instrumentet den exakta massan och vinkeln för den permanenta korrigeringsvikten som kommer att upphäva den ursprungliga obalansen.
- Installera korrigering: Provvikten tas bort, den beräknade korrigeringsvikten installeras permanent och en slutlig verifiering bekräftar att vibrationen har reducerats till acceptabla nivåer.
Praktiska överväganden och bästa praxis
Framgångsrik användning av provvikter kräver uppmärksamhet på flera praktiska detaljer:
- Vinkelpositionering: Vinkelpositionen för provvikten måste registreras noggrant. Även ett litet vinkelfel kan leda till en felaktig korrektionsberäkning.
- Radiell placering: Om möjligt, placera provvikten på samma radie där korrigeringsvikten ska installeras. Detta förenklar beräkningarna och förbättrar noggrannheten.
- Repeterbara förhållanden: Alla provkörningar och den första körningen bör utföras under identiska driftsförhållanden (samma hastighet, temperatur, belastning) för att få konsekventa resultat.
- Flera provvikter: För komplex balansering i flera plan kan flera provvikter krävas, placerade i olika korrigeringsplan under separata provkörningar.
Provviktsmetoden kräver visserligen en extra maskinkörning, men ger den noggrannhet och tillförlitlighet som behövs för professionellt balanseringsarbete och är branschstandarden för rotorbalansering på plats.