ద్వి-తలం బ్యాలెన్సింగ్ను అర్థం చేసుకోవడం
రెండు-తల బ్యాలెన్సింగ్ is a డైనమిక్ బ్యాలెన్సింగ్ ప్రక్రియ యందు కరెక్షన్ వెయిట్లు rotor యొక్క పొడవు వెంట రెండు వేర్వేరు ప్లేన్లలో అమర్చబడతాయి, రెండింటినీ తొలగించడానికి స్టాటిక్ అన్బ్యాలెన్స్ and కపుల్ అన్బ్యాలెన్స్ ఒకే సమయంలో. ఇది పారిశ్రామిక తిరిగే యంత్రాల అత్యధిక భాగానికి — దాని వ్యాసంతో సమానంగా లేదా ఎక్కువగా ఉండే axial పొడవు కలిగిన ఏ rotor కైనా — ప్రామాణిక పద్ధతి. వేరే పద్ధతితో పోలిస్తే సింగిల్-ప్లేన్ బ్యాలెన్సింగ్, ఇది rotor’s mass-centre offset ను మాత్రమే సరిచేస్తుంది, రెండు-ప్లేన్ బ్యాలెన్సింగ్ translational unbalance రెండింటినీ పరిష్కరిస్తుంది centrifugal force మరియు rotor తన కేంద్రం చుట్టూ ఊగడానికి లేదా కంపించడానికి కారణమయ్యే moment.
1. నిర్వచనం: రెండు ప్లేన్లు ఎందుకు?
ఏ దృఢమైన రోటర్’ unbalance రెండు స్వతంత్ర భాగాలుగా విభజించవచ్చు. Static unbalance అనేది shaft అక్షం నుండి displacement కలిగిన mass-centre తో ఒక net heavy spot; ఇది రెండు bearings వద్ద in-phase force ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు rotor తిరగకుండా knife edges పై బ్యాలెన్స్ చేసినప్పటికీ కనిపిస్తుంది. కపుల్ అన్బ్యాలెన్స్ అనేది rotor యొక్క వ్యతిరేక చివరల వద్ద 180° వ్యవధిలో ఉన్న రెండు సమాన heavy spots: ఇది net mass-centre shift ఉత్పత్తి చేయదు, కాబట్టి ఇది statically కనిపించదు, అయినప్పటికీ వేగంలో ఇది రెండు bearings ను ఒకదానితో ఒకటి phase లో కాకుండా నడిపించే rocking moment ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
ఒకే correction plane static భాగాన్ని మాత్రమే రద్దు చేయగలదు. couple ని రద్దు చేయడానికి మీకు కలిసి opposing moment ఏర్పరచే రెండు corrections అవసరం — మరియు నిర్వచనం ప్రకారం, ఇది రెండు planes అవసరం. వాస్తవ rotors static మరియు couple unbalance యొక్క ఏకపక్ష మిశ్రమాన్ని కలిగి ఉంటాయి (ఒక స్థితి తరచుగా అంటారు క్వాసీ-స్టాటిక్ అన్బ్యాలెన్స్ రెండు కలిపినప్పుడు), రెండు correction planes అనేది rigid rotor’s unbalance ను పూర్తిగా వివరించడానికి మరియు సరిచేయడానికి అవసరమైన కనీసం. vibration.
2. రెండు-ప్లేన్ బ్యాలెన్సింగ్ ఎప్పుడు అవసరం?
కింది వాటిలో ఏదైనా నిజమైనప్పుడు రెండు planes ఎంచుకోండి:
పొడవైన లేదా సన్నని రోటర్లు
ఒక సాధారణ నియమంగా, length-to-diameter నిష్పత్తి సుమారు 0.5 నుండి 1.0 కంటే ఎక్కువ ఉన్న ఏ rotor అయినా రెండు planes లో బ్యాలెన్స్ చేయబడాలి. సాధారణ ఉదాహరణలు:
- విద్యుత్ మోటార్ ఆర్మేచర్లు
- పంప్ మరియు కంప్రెసర్ షాఫ్ట్లు
- బహుళ-దశల ఫ్యాన్ రోటర్లు
- డ్రైవ్ షాఫ్ట్లు మరియు కప్లింగ్లు
- స్పిండిల్స్ మరియు తిరిగే సాధనాలు
- Turbine rotors
ఒక సన్నని disc — grinding wheel, ఒకే pulley, సన్నని flywheel — మరొక అంత్యంలో ఉంటుంది మరియు సాధారణంగా ఒక plane లో సరిచేయవచ్చు, ఎందుకంటే అది అర్థవంతమైన couple కి మద్దతు ఇవ్వడానికి చాలా చిన్నది.
కనిపించే కపుల్ అసమతుల్యత
1× vibration కొలత చేసినప్పుడు phase రెండు bearing supports వద్ద గుర్తించదగిన విధంగా sync లో లేనప్పుడు — 180° వ్యవధికి దగ్గరగా ఉంటూ, rocking లేదా tilting motion సూచిస్తుంది — couple unbalance ఉంది మరియు రెండు-ప్లేన్ correction మాత్రమే దాన్ని తొలగిస్తుంది.
single-plane balancing తక్కువ పడినప్పుడు
ఒక క్లాసిక్ డయాగ్నస్టిక్ సూచన: సింగిల్-ప్లేన్ ప్రయత్నం ఒక బేరింగ్ వద్ద వైబ్రేషన్ను తగ్గిస్తుంది కానీ మరొక దాని వద్ద పెంచుతుంది. ఈ రాజీ అనేది సరిచేయని కపుల్ యొక్క లక్షణం, మరియు ఇది రెండవ ప్లేన్ అవసరమని చెప్తుంది.
పంపిణీ చేయబడిన ద్రవ్యరాశితో కూడిన రిజిడ్ రోటర్లు
Even a rigid rotor మొదటి క్రిటికల్ వేగానికి చాలా తక్కువగా నడుస్తున్నప్పుడు critical speed దాని ద్రవ్యరాశి గణనీయమైన అక్షీయ పొడవు మీద వ్యాపించి ఉంటే రెండు ప్లేన్ల నుండి ప్రయోజనం పొందుతుంది, ఇది ప్రతి బేరింగ్ వద్ద వైబ్రేషన్ను కనిష్టంగా ఉంచుతుంది, కేవలం ఒకటి వద్ద మాత్రమే కాదు.
3. టూ-ప్లేన్ బ్యాలెన్సింగ్ విధానం
టూ-ప్లేన్ బ్యాలెన్సింగ్ సింగిల్-ప్లేన్ పని కంటే మరింత క్లిష్టంగా ఉంటుంది ఎందుకంటే ఏ ప్లేన్లో అయినా చేసిన దిద్దుబాటు రెండు బేరింగ్ల వద్ద వైబ్రేషన్ను మారుస్తుంది both బేరింగ్లు. ఆమోదించబడిన పరిష్కారం ఇన్ఫ్లుయెన్స్ కోఎఫిషియెంట్ పద్ధతి, రెండు తో వర్తించబడింది trial weights ఒక శ్రేణి అంతటా కొలత రన్లు.
దశ 1 — ప్రారంభ కొలత
మిషన్ను దాని ఎంచుకున్న బ్యాలెన్సింగ్ వేగంలో నడిపించి, రెండు బేరింగ్ల వద్ద ప్రారంభ 1× వైబ్రేషన్ వెక్టర్లను (యాంప్లిట్యూడ్ మరియు ఫేజ్) రికార్డ్ చేయండి. వాటిని “Bearing 1” మరియు “Bearing 2” అని లేబుల్ చేయండి. ఈ జంట రోటర్లోని మొత్తం అన్బ్యాలెన్స్ యొక్క సంయుక్త ప్రభావాన్ని సేకరిస్తుంది.
స్టెప్ 2 — కరెక్షన్ విమానాలను నిర్వచించండి
Select two దిద్దుబాటు తలాలు ద్రవ్యరాశి జోడించగలిగే లేదా తొలగించగలిగే చోట. వాటిని వ్యావహారికంగా సాధ్యమైనంత వరకు దూరంగా మరియు అందుబాటులో ఉంచండి — సాధారణంగా ప్రతి రోటర్ చివర దగ్గర, కప్లింగ్ ఫ్లాంజ్ల వద్ద లేదా ఫ్యాన్ హబ్ల వద్ద. విస్తృత ప్లేన్ వేర్పాటు బలమైన, సరిగా కండిషన్ అయిన కపుల్ దిద్దుబాటు ఇస్తుంది.
దశ 3 — ప్లేన్ 1 లో ట్రయల్ వెయిట్
మిషన్ను ఆపి, మొదటి ప్లేన్లో తెలిసిన కోణంలో తెలిసిన ద్రవ్యరాశి యొక్క ట్రయల్ వెయిట్ను అమర్చండి. మళ్ళీ నడిపించి రెండు బేరింగ్ల వద్ద కొత్త వైబ్రేషన్ను రికార్డ్ చేయండి. వెక్టర్ change ప్రతి బేరింగ్ వద్ద రెండు ఇన్ఫ్లుయెన్స్ కోఎఫిషియెంట్లను వెల్లడిస్తుంది: Bearing 1 పై Plane 1 యొక్క ప్రభావం, మరియు Bearing 2 పై Plane 1 యొక్క ప్రభావం.
దశ 4 — ప్లేన్ 2 లో ట్రయల్ వెయిట్
మొదటి ట్రయల్ వెయిట్ను తొలగించి, రెండవ ప్లేన్లో ట్రయల్ వెయిట్ను అమర్చి, నడిపించి, మళ్ళీ కొలవండి. ఇది మిగిలిన రెండు కోఎఫిషియెంట్లను ఇస్తుంది: Bearing 1 పై Plane 2 మరియు Bearing 2 పై Plane 2.
దశ 5 — దిద్దుబాట్లను లెక్కించండి
ఇప్పుడు పరికరం 2×2 మాత్రికగా అమర్చబడిన నాలుగు కాంప్లెక్స్ ఇన్ఫ్లుయెన్స్ కోఎఫిషియెంట్లను కలిగి ఉంది. ఉపయోగించి వెక్టర్ గణితం మరియు మాత్రిక ఇన్వర్షన్ ద్వారా, ఇది రెండు బేరింగ్ల వద్ద వైబ్రేషన్ను ఒకేసారి సున్నాకి తీసుకెళ్ళడానికి ప్రతి ప్లేన్లో అవసరమైన ఖచ్చితమైన ద్రవ్యరాశి మరియు కోణం కోసం ఒకేసారి సమీకరణాల జంటను పరిష్కరిస్తుంది. ఒక ఒకే-తలం ప్రభావ గుణకం కాల్క్యులేటర్ ఒక ప్లేన్ కోసం అంతర్లీన వెక్టర్ అంకగణితాన్ని వివరిస్తుంది; టూ-ప్లేన్ కేసు దాన్ని మాత్రికకు విస్తరిస్తుంది, అయితే ఒక trial-weight calculator మొదటి పరీక్ష ద్రవ్యరాశికి సరైన పరిమాణాన్ని నిర్ణయించడంలో సహాయపడుతుంది.
దశ 6 — అమర్చి ధృవీకరించండి
లెక్కించిన రెండు వెయిట్లను శాశ్వతంగా అమర్చి ధృవీకరణ కోసం నడిపించండి. రెండు బేరింగ్ల వద్ద వైబ్రేషన్ ఇప్పుడు లక్ష్యంలో సుఖంగా ఉండాలి. కొంత రెసిడ్యువల్ మిగిలి ఉంటే, ఒక శీఘ్ర trim balance — ఇప్పటికే కొలిచిన కోఎఫిషియెంట్లను మళ్ళీ ఉపయోగించి — మరింత ట్రయల్ రన్లు లేకుండా ఫలితాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది.
4. ఇన్ఫ్లుయెన్స్ కోఎఫిషియెంట్ మాత్రిక వివరించబడింది
పద్ధతి యొక్క శక్తి ఆ 2×2 మాత్రికలో ఉంది, ఎందుకంటే ప్రతి ప్లేన్ ప్రభావితం చేస్తుంది both bearings:
- ప్రత్యక్ష ప్రభావాలు: Plane 1 లో ఒక వెయిట్ సమీపంలోని Bearing 1 పై అత్యంత బలమైన ప్రభావం కలిగి ఉంటుంది, మరియు Plane 2 లో ఒక వెయిట్ సమీపంలోని Bearing 2 పై ఉంటుంది.
- క్రాస్-కపులింగ్ ప్రభావాలు: Plane 1 లో ఒక వెయిట్ Bearing 2 ను కూడా కదిలిస్తుంది (సాధారణంగా తక్కువ బలంగా), మరియు Plane 2 లో ఒక వెయిట్ Bearing 1 ను కూడా కదిలిస్తుంది.
మాతృకను పరిష్కరించడం వల్ల నాలుగు పరస్పర చర్యలు అన్నీ ఒకేసారి పరిగణించబడతాయి, కాబట్టి రెండు దిద్దుబాట్లు ఒకదానికొకటి వ్యతిరేకంగా పని చేయడానికి బదులు సహకరించుకుంటాయి. చేతితో చేసే గణితం క్షమించదు — ఒక గుర్తు తప్పు లేదా ఫేజ్ లోపం విలోమ ప్రక్రియ ద్వారా వ్యాపిస్తుంది — ఇందుకే ఒక అంకిత బ్యాలెన్సింగ్ పరికరం తన విలువను నిరూపించుకుంటుంది.
రెండు ప్లేన్లకు (1, 2) మరియు రెండు బేరింగ్లకు (A, B), వ్యవస్థ Vఎ = αA1·W1 + αA2·W2 and VB = αB1·W1 + αB2·W2, ఇక్కడ ప్రతి పదం V, α మరియు W ఒక సంక్లిష్ట (వ్యాప్తి-మరియు-ఫేజ్) వెక్టర్. బ్యాలెన్సింగ్ సాఫ్ట్వేర్ దిద్దుబాటు బరువులు W కనుగొనడానికి ఈ 2×2 వ్యవస్థను విలోమం చేస్తుంది1 and W2 that make Vఎ and VB vanish.
5. ఫీల్డ్లో టూ-ప్లేన్ బ్యాలెన్సింగ్
టూ-ప్లేన్ బ్యాలెన్సింగ్ అనేది రోజువారీ పద్ధతి field balancing, మరియు ఒక పోర్టబుల్ టూ-చానల్ అనాలైజర్ సరిగ్గా ఇదే చేయడానికి రూపొందించబడింది. వంటి పరికరంతో Balanset-1A, ఒక సాంకేతిక నిపుణుడు ఒక accelerometer ప్రతి బేరింగ్ వద్ద అమర్చి, ఒక ఆప్టికల్ లేజర్ టాకోమీటర్ ఫేజ్ రిఫరెన్స్ కోసం, మరియు యంత్రాన్ని విడదీయకుండా లేదా రోటర్ను బ్యాలెన్సింగ్ షాప్కు పంపకుండా నేరుగా పై ఆరు దశల ద్వారా — ప్రారంభ రన్, రెండు ట్రయల్ రన్లు, పరిష్కరించడం, దిద్దుబాటు, ధృవీకరణ — నడుస్తుంది రోటర్ పని పూర్తయినందుకు in situ, యంత్రం యొక్క సొంత బేరింగ్లలో మరియు నిజమైన నిర్వహణ వేగంలో, ఫలితం నిజమైన ఇన్స్టాల్ పరిస్థితులను ప్రతిబింబిస్తుంది — బేరింగ్ స్టిఫ్నెస్, ఫౌండేషన్ ఫ్లెక్సిబిలిటీ, ఉష్ణ మరియు ప్రక్రియ లోడ్లు — ఒక వర్క్షాప్ balancing machine పునరుత్పత్తి చేయలేదు. పరికరం అప్పుడు తుది అవశేష అసమతుల్యత రిపోర్ట్ సంతకం అవడానికి ముందు ఎంచుకున్న ISO గ్రేడ్తో తనిఖీ చేస్తుంది.
6. టూ-ప్లేన్ బ్యాలెన్సింగ్ యొక్క ప్రయోజనాలు
- పూర్తి దిద్దుబాటు: స్టాటిక్ మరియు కపుల్ అన్బ్యాలెన్స్ రెండూ తొలగిస్తుంది, పూర్తి రిజిడ్ రోటర్ చిత్రాన్ని పొందుతుంది.
- అన్ని బేరింగ్లలో కంపనాన్ని తగ్గిస్తుంది: మొత్తం రోటర్ వ్యవస్థను ఆప్టిమైజ్ చేస్తుంది, కేవలం ఒక చివరను మాత్రమే కాదు.
- భాగాల జీవితకాలాన్ని పొడిగిస్తుంది: రెండు సపోర్ట్లలో తక్కువ వైబ్రేషన్ అంటే బేరింగ్లు, సీల్లు మరియు కప్లింగ్లపై తక్కువ అరుగుదల, మరియు fatigue cracking.
- పరిశ్రమ ప్రమాణం: చాలా పరికరాల తయారీదారులకు అవసరమై రిజిడ్ రోటర్ల కోసం ISO 21940-11 (ISO 1940-1 యొక్క ఆధునిక వారసుడు).
- చాలా యంత్రాలకు సరైనది: మొదటి క్రిటికల్ స్పీడ్ కింద నిర్వహించే రిజిడ్ రోటర్లకు సమర్థవంతంగా ఉంటుంది, ఇది పారిశ్రామిక పరికరాల ముఖ్యమైన మెజారిటీని కవర్ చేస్తుంది.
7. ఇది ఎక్కడ ఉంది: సింగిల్-, టూ- మరియు మల్టీ-ప్లేన్
| Method | Planes | Corrects | Typical rotor |
|---|---|---|---|
| Single-plane | 1 | Static only | సన్నని డిస్కులు, సన్నని పుల్లీలు, ఒకే ఫ్యాన్లు |
| Two-plane | 2 | స్టాటిక్ + కపుల్ | చాలా దృఢమైన పారిశ్రామిక రోటర్లు |
| Multi-plane | 3 or more | స్టాటిక్ + కపుల్ + మోడల్ బెండింగ్ | క్రిటికల్ వేగం దాటిన ఫ్లెక్సిబుల్ రోటర్లు |
సింగిల్-ప్లేన్ పనితో పోలిస్తే, టూ-ప్లేన్ బ్యాలెన్సింగ్ మరింత సంక్లిష్టంగా ఉంటుంది మరియు ఎక్కువ సమయం తీసుకుంటుంది, కానీ ఇది అత్యంత సన్నని డిస్క్-టైప్ రోటర్లు తప్ప మిగతా అన్నింటికీ చాలా మెరుగైన వైబ్రేషన్ తగ్గింపు అందిస్తుంది. మరోవైపు, ఒక flexible rotor ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ క్రిటికల్ స్పీడ్ల పైన నడిచే రోటర్కు మూడు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ప్లేన్లు అవసరమవుతాయి — మల్టీ-ప్లేన్ బ్యాలెన్సింగ్ చూడండి — అయినప్పటికీ పారిశ్రామిక యంత్రాల ఎక్కువ భాగానికి రెండు ప్లేన్లు పూర్తిగా సరిపోతాయి.
8. సాధారణ సవాళ్ళు మరియు పరిష్కారాలు
అందుబాటులో లేని సరిదిద్దు సమతలాలు
Challenge: అసెంబుల్ అయిన యంత్రంపై అదర్శ ప్లేన్ స్థానాలు అందుబాటులో ఉండకపోవచ్చు.
Solution: అందుబాటులో ఉన్నది ఏదైనా వాడండి — కప్లింగ్ హబ్లు, ఫ్యాన్ బ్లేడ్లు, బాహ్య ఫ్లాంజ్లు — మరియు పరికరం యొక్క ఇన్ఫ్లూయెన్స్ కోఎఫిషియంట్లు ఆదర్శేతర జ్యామితిని గ్రహించనివ్వండి, ఎందుకంటే మాతృక వాస్తవ యంత్రంపై కొలవబడుతుంది.
బలహీనమైన ట్రయల్ వెయిట్ స్పందన
Challenge: ట్రయల్ వెయిట్ రీడింగ్లను చాలా తక్కువగా మారిస్తే, ఇన్ఫ్లూయెన్స్ కోఎఫిషియంట్లు శబ్దకారకంగా మారి పరిష్కారం నమ్మదగనిదిగా అవుతుంది.
Solution: దాని ప్రభావాన్ని కొలత శబ్ద స్థాయి కంటే బాగా పెంచడానికి పెద్ద ట్రయల్ మాస్ వాడండి లేదా దానిని ఎక్కువ వ్యాసార్థానికి తరలించండి.
నాన్-లీనియర్ ప్రవర్తన
Challenge: rotors with మెకానికల్ లూజ్నెస్, soft foot, లేదా సమీపంలో నిర్వహణ resonance బరువులకు సరళంగా స్పందించకపోవచ్చు — పద్ధతి అనుమానించే ఒక పూర్వ షరతు.
Solution: మొదట యాంత్రిక లోపాలను సరిచేయండి (బిగుతులు బిగించండి, సాఫ్ట్ ఫుట్ సమస్యను పరిష్కరించండి) మరియు సాధ్యమైనంత వరకు, క్రిటికల్ స్పీడ్లకు దూరంగా balancing చేయండి. సమస్య నిజంగా unbalance వల్లనే తలెత్తిందా, లేదా వేరే కారణమా అని నిర్ధారించుకోండి misalignment దాని వేషంలో కనిపించే.
