Förstå tvåplansbalansering
Definition: Vad är tvåplansbalansering?
Tvåplansbalansering är en dynamisk balansering förfarande där korrigeringsvikter är placerade i två separata plan längs rotorns längd för att eliminera både statisk obalans och par obalans. Denna metod krävs för de flesta industriella roterande maskiner, särskilt för rotorer där den axiella längden är jämförbar med eller större än diametern.
Till skillnad från balansering i ett plan, som endast adresserar rotorns masscentrumförskjutning, korrigerar tvåplansbalansering både den translationella kraftobalansen och momentet (paret) som får rotorn att vingla eller gunga under rotation.
När krävs tvåplansbalansering?
Tvåplansbalansering är nödvändig i följande situationer:
1. Långa eller smala rotorer
Alla rotorer med ett längd-diameterförhållande större än cirka 0,5 till 1,0 kräver tvåplansbalansering. Detta inkluderar:
- Elmotorarmaturer
- Pump- och kompressoraxlar
- Flerstegsfläktrotorer
- Drivaxlar och kopplingar
- Spindlar och roterande verktyg
- Turbinrotorer
2. Förekomst av obalans i parlivet
När vibrationsmätningar visar betydande urfasrörelse mellan de två lagerstöden (vilket indikerar en gungande eller lutande rörelse), par obalans finns och måste korrigeras med tvåplansbalansering.
3. När balansering i ett plan är otillräcklig
Om ett försök till balansering i ett plan minskar vibrationer i ett lager men ökar dem i ett annat, är detta en tydlig indikation på att tvåplansbalansering behövs.
4. Stela rotorer med distribuerad massa
Även för styva rotorer arbetar under deras första kritisk hastighet, om massan är fördelad över en betydande axiell längd, säkerställer tvåplansbalansering att vibrationer minimeras vid alla lagerplatser.
Tvåplansbalanseringsproceduren
Tvåplansbalansering är mer komplex än enplansbalansering eftersom korrigeringar i ett plan påverkar vibrationerna i båda lagren. Proceduren använder influenskoefficientmetoden med flera provvikter:
Steg 1: Inledande mätning
Kör maskinen med balanseringshastighet och mät de initiala vibrationsvektorerna (amplitud och fas) vid båda lagerplatserna. Märk dessa som "Lager 1" och "Lager 2". Dessa data representerar den kombinerade effekten av all obalans som finns i rotorn.
Steg 2: Definiera korrigeringsplan
Välj två korrigeringsplan längs rotorn där vikter kan läggas till eller tas bort. Dessa plan bör vara så långt ifrån varandra som det är praktiskt och åtkomligt. Vanliga platser inkluderar nära varje ände av rotorn, vid kopplingsflänsar eller vid fläktnav.
Steg 3: Provvikt i plan 1
Stoppa maskinen och fäst en provvikt vid en känd vinkelposition i det första korrigeringsplanet. Kör maskinen och mät den nya vibrationen vid båda lagren. Vibrationsförändringen vid varje lager, orsakad av provvikten i plan 1, registreras. Detta etablerar två influenskoefficienter: effekten av plan 1 på lager 1 och effekten av plan 1 på lager 2.
Steg 4: Provvikt i plan 2
Ta bort den första provvikten och fäst en annan på en känd position i det andra korrigeringsplanet. Kör maskinen igen och mät vibrationerna vid båda lagren. Detta fastställer ytterligare två influenskoefficienter: effekten av plan 2 på lager 1 och effekten av plan 2 på lager 2.
Steg 5: Beräkna korrigeringsvikter
Balanseringsinstrumentet har nu fyra influenskoefficienter, vilket bildar en 2×2-matris som beskriver hur rotorsystemet reagerar på vikter i varje plan. vektormatematik och matrisinversion, löser instrumentet ett system av samtidiga ekvationer för att beräkna den exakta massan och vinkeln som krävs i varje korrektionsplan för att minimera vibrationer vid båda lagren samtidigt.
Steg 6: Installera korrigeringar och verifiera
Installera båda beräknade korrektionsvikterna permanent och kör maskinen för slutlig verifiering. Helst bör vibrationerna vid båda lagren reduceras till acceptabla nivåer. Om inte, kan en trimbalansering utföras för att förfina korrigeringarna.
Förstå influenskoefficientmatrisen
Styrkan hos tvåplansbalansering ligger i influenskoefficientmatrisen. Varje korrektionsplan påverkar vibrationer vid båda lagren, och dessa korskopplingseffekter måste beaktas:
- Direkta effekter: En vikt i plan 1 har den starkaste inverkan på vibrationer vid närliggande lager 1, och en vikt i plan 2 har den starkaste effekten på närliggande lager 2.
- Korskopplingseffekter: Emellertid påverkar en vikt i plan 1 även bäring 2 (men vanligtvis i mindre utsträckning), och en vikt i plan 2 påverkar även bäring 1.
Balanseringsinstrumentets beräkningar tar hänsyn till alla fyra av dessa effekter samtidigt, vilket säkerställer att korrektionsvikterna arbetar tillsammans för att minimera vibrationer vid alla mätpunkter.
Fördelar med tvåplansbalansering
- Fullständig korrigering: Åtgärdar både statisk och obalans i koppel, vilket ger en grundlig balanseringslösning för de flesta rotortyper.
- Minimerar vibrationer i alla lager: Till skillnad från enplansbalansering optimerar tvåplansbalansering vibrationsreduceringen över hela rotorsystemet.
- Förlänger komponenternas livslängd: Genom att minska vibrationer vid båda lagerplatserna minimeras slitage på lager, tätningar och kopplingar.
- Branschstandard: Tvåplansbalansering är standardmetoden för de flesta industrimaskiner och krävs av många utrustningstillverkare och branschstandarder.
- Lämplig för stela rotorer: Balanserar effektivt styva rotorer som arbetar under sin första kritiska hastighet, vilket representerar den stora majoriteten av industriell utrustning.
Jämförelse med balansering i ett plan och i flera plan
- vs. Enkelplan: Tvåplansbalansering är mer komplex och tidskrävande men ger överlägsen vibrationsreducering för alla utom de smalaste skivtypsrotorerna.
- vs. Multi-Plane: För flexibla rotorer Vid drift över kritiska hastigheter kan tre eller fler korrigeringsplan krävas. Tvåplansbalansering är dock tillräcklig för de allra flesta industrimaskiner.
Vanliga utmaningar och lösningar
1. Otillgängliga korrigeringsplan
Utmaning: Ibland är de ideala korrigeringsplanspositionerna inte tillgängliga på en monterad maskin.
Lösning: Använd tillgängliga platser såsom kopplingsnav, fläktblad eller externa flänsar. Moderna instrument kan matematiskt ta hänsyn till mindre än optimala planavstånd.
2. Otillräcklig respons på provvikten
Utmaning: Om provvikten ger mycket liten förändring i vibration kommer influenskoefficienterna att vara felaktiga.
Lösning: Använd en större provvikt eller placera den med en större radie för att öka dess effekt.
3. Icke-linjärt systembeteende
Utmaning: Vissa rotorer (särskilt de med lösa komponenter, mjuk fot eller som arbetar nära resonans) reagerar inte linjärt på korrektionsvikter.
Lösning: Åtgärda de mekaniska problemen först (dra åt bultar, korrigera mjukfoten) och balansera bort från kritiska hastigheter när det är möjligt.
Fältbalanseringsapplikationer
Tvåplansbalansering är standardmetoden för balansering av fält av industrimaskiner. Med bärbara vibrationsanalysatorer och balanseringsinstrument kan tekniker utföra tvåplansbalansering direkt på plats utan att behöva demontera eller skicka rotorn till en balanseringsverkstad. Denna metod sparar tid, minskar kostnader och säkerställer att rotorn är balanserad under faktiska driftsförhållanden, med hänsyn till faktorer som lagerstyvhet, fundamentets flexibilitet och processbelastningar.
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 