Фаҳмиши номувозинатӣ дар таҷҳизоти гардишанда
Номувозинатӣ (ба таври мубодилавӣ истифода мешавад бо номувозинатӣ) ҳолатест дар ротор ки маркази масса дар меҳвари гардиш ҷойгир нест. Ин ҷойивазкунӣ — эксцентриситет — маънои онро дорад, ки масса атрофи навард ба таври нобаробар тақсим шудааст. Вақте ки ротор мегардад, массаи аз марказ дуршуда бо қувваи марказгурез ба берун партофта мешавад, ки бори гардишӣ ҳосил мекунад, ки подшипникҳо ва тамоми дастгоҳро меҷунбонад. Номувозинатӣ бо фарқияти калон манбаи маъмултарини ларзиш дар таҷҳизоти гардишӣ мебошад ва ин хатогие аст, ки мувозинаткунӣ барои ислоҳи он вуҷуд дорад.
1. Таъриф ва физикаи паси он
Аз нигоҳи миқдорӣ, номувозинатӣ U зарби массаи ҷойивазшуда ва радиуси он аз меҳвар аст — нуқтаи вазнини массаи m дар радиуси r U = m·r-ро медиҳад, ки бо грамм-миллиметрҳо (g·mm) ё грамм-дюйм ифода мешавад. Онро метавон ба таври баробар ҳамчун зарби массаи умумии ротор ба эксцентриситети маркази вазнинии он навишт (U = M·e). Аз нигоҳи механикӣ қуввае, ки он эҷод мекунад, муҳим аст. Қувваи марказгурез бо квадрати суръати кунҷӣ афзоиш меёбад:
F = m · r · ω² — суръатро ду баробар кунед ва қувваи халалдоркунанда чаҳор маротиба меафзояд.
Ин вобастагии қонуни квадратӣ сабаби он аст, ки чаро роторе, ки бо даст ҳамвор мегардад, дар суръати корӣ бо шадидӣ меҷунбад ва чаро дастгоҳҳои тез бояд нисбат ба дастгоҳҳои суст бо дақиқияти хеле баландтар мувозинат карда шаванд. Қувва бо навард мегардад, бинобар ин он сохторро як маротиба дар як гардиш ҳаракат медиҳад — сарчашмаи имзои беҳамтои номувозинатӣ.
2. Имзои классикии ларзиш
Номувозинатӣ яке аз хатогиҳое аст, ки ташхиси он осонтар аст, зеро изи ангушти он хеле доимӣ аст:
- Басомад: ларзиш дақиқан дар 1× суръати гардиш (ин суръати гардиш). Суръатро тағйир диҳед ва қулла онро дақиқ пайгирӣ мекунад — хусусияти муайянкунанда, ки онро аз бисёр хатогиҳои дигар фарқ мекунонад.
- Самт: энергия асосан радиалӣ (уфуқӣ ва амудӣ) аст, бо миқдори ками меҳварӣ (иттиҳодӣ/аксиалӣ).
- Амплитуда: он ба квадрати суръат мутаносиб аст — ду баробар кардани RPM тақрибан ҷавобро чор баробар мекунад, ҳамон тавре ки физикаи боло пешгӯӣ мекунад.
- Фаза: 1× фаза хондан устувор ва такрорпазир аст, ки ин айнан он чизест, ки нуқтаи вазнинро ҷойгиршаванда ва ислоҳпазир мекунад.
Ин ҷуфти устувори амплитуда-фаза маводи хом барои ислоҳ аст: донистани он ки ҷавоби 1× чӣ қадар калон аст ва дар он ба куҷо ишора мекунад, ба таҳлилчӣ имкон медиҳад, ки андоза ва кунҷи вазни муқобили лозимаро ҳисоб кунад. Қуллаи тозаи 1× бо ларзиши пастии аксиалӣ ба номувозинатӣ ишора мекунад; компонентҳои қавии 2× ба ҷои он пешниҳод мекунанд носамтии меҳварҳо ё сустӣ.
3. Се намуди номувозинатӣ
Номувозинии статикӣ
Инчунин ҳамчун “номувозинатии қувва” номида мешавад, ин соддатарин ҳолат аст: масса дар як ҳамворӣ ҷойиваз шудааст, мисли як нуқтаи вазнин дар диски нозук. Он номида мешавад статикӣ зеро он бо ротор дар ҳолати оромӣ зоҳир мешавад — дар канори чангкаши бе соиш гузошта шуда, ротор то он даме, ки нуқтаи вазнин дар поён ҷойгир шавад, мегардад. Он бо як вазне, ки 180° муқобили нуқтаи вазнин гузошта шудааст, ислоҳ карда мешавад, соҳаи балансировкаи якҳамворӣ.
Номувозинии ҷуфтӣ
Дар ин ҷо ду нуқтаи вазни баробар дар нӯгҳои муқобили ротор, 180° дур аз ҳам ҷойгиранд. Онҳо ҳамчун қувваи холис бекор мешаванд, аммо ҷуфти қувва — лаҳзаи ларзишӣ, ки кӯшиш мекунад роторро аз нӯг ба нӯг чархонад. Ротор бо номувозинатии тозаи моментӣ аз нигоҳи статикӣ мувозинатшуда аст (он дар канори чангкаш мегардад нест), аммо вақте ки мегардад, бо шадидӣ меҷунбад. Ислоҳ ба ду вазн дар ду ҳамвории алоҳида барои муқовимат ба лаҳзаи ларзишӣ ниёз дорад.
Дисбаланси динамикӣ
Ҳолате, ки дар қариб тамоми дастгоҳҳои воқеӣ ёфт мешавад, номувозинатии динамикӣ омезиши компонентҳои статикӣ ва моментӣ аст. Ислоҳи он ба тағйироти масса дар ҳадди ақал ду ҳамворӣ дар тӯли ротор ниёз дорад — раванди мувозинаткунии динамикӣ (дуҳамворӣ). Як ҳолати вобастаи наздик, ки дар он таъсироти статикӣ ва моментӣ мавқеи кунҷии якхеларо мубодила мекунанд, номида мешавад номувозинатии квазистатикӣ.
4. Сабабҳои маъмулии номувозинатӣ
Номувозинатӣ метавонад аз заводи истеҳсолот вуҷуд дошта бошад ё дар хизмат пайдо шавад. Манбаъҳои оддӣ инҳоянд:
- Норасоии истеҳсолот: пористӣ дар қулобҳо, зичии нобаробари мавод ва толерансҳои коркард.
- Хатогиҳои ҷамъбаст: компонентҳои нодуруст насбшуда, болтҳои ба таври нобаробар сахтшуда ё шпонкаҳои носамт, ки тақсимоти массаро тағйир медиҳанд.
- Фарсоиш: эрозияи нобаробар, коррозия ё фарсудашавӣ дар пиряхҳои вентилятор ва насос чархи корӣ.
- Ҷамъшавии мавод: ҷамъшавии чанг, хокистар ё маҳсулот дар роторҳои вентиляторҳо, думбалаҳо ва центрифугаҳо.
- Вайроншавии компонентҳо: партофтани вазни мувозинаткунанда ё шикастани пичак дарҳол ҳолати шадиди номувозинатиро эҷод мекунад.
5. Чаро ислоҳи номувозинатӣ муҳим аст
Истифодаи дастгоҳ бо номувозинатии назаррас онро доимӣ вайрон мекунад, зеро қувваи гардишӣ сохторро дар ҳар як гардиш давр мезанад:
- Нармшавии пеш аз мӯҳлати подшипник: подшипникҳо борҳои динамии баландро мебарад ва зуд фарсо мешаванд.
- Хастагӣ ва трещинаҳо: стресси даврӣ ҷамъ мешавад хастагӣ вайронкунӣ дар навард, асос ва сохтор.
- Камшавии самаранокӣ: энергия ба ҷои кори фоиданок ҳамчун ларзиш ва гармӣ пароканда мешавад.
- Хатарҳои бехатарӣ: номувозинатии шадид метавонад ба вайроншавии фалокатбор расад.
6. Ченкунӣ, ислоҳ ва толерансии номувозинатӣ
Номувозинатӣ бо раванди муташаккили мувозинаткунӣ нест карда мешавад — яке аз роҳҳои самараноки арзон барои баланд бардоштани боэътимодии дастгоҳ. Дар дастгоҳи ҷамъшуда ин дар ҷои кор иҷро карда мешавад, на дар дастгоҳи балансировка. Як таҳлилгари дунақбали интиқолпазир, ба монанди Balanset-1A амплитуда ва фазаро 1× чен мекунад, ҳисоб мекунад коэффитсиентҳои таъсир аз як вазни озмоишӣ, ва ба муҳандис масса ва кунҷи ислоҳи лозимаро барои як- ё дуҳамворӣ балансировка дар ҷои кор. Азбаски он дар подшипникҳои худи дастгоҳ дар суръати корӣ кор мекунад, ҳолати воқеии гардишро сабт мекунад.
Мувозинаткунӣ ҳеҷ гоҳ ба даст овардани сифр нест — он даровардани номувозинатӣ ба зери ҳадди муайян аст. Ин ҳад аз дараҷаи сифати мувозинат (G-grade) системаи ISO 21940-11 (ки стандарти маъруфи ISO 1940-1-ро иваз кардааст). Дараҷа ва суръати хидмат ба як номувозинатии боқимонда дар g·mm табдил меёбанд; як Ҳисобкунаки номувозинатии боқимонда (ISO 21940-11) дараҷаи интихобшуда ва RPM-ро бевосита ба рақами иҷозатшуда барои ҳар як ҳамворӣ табдил медиҳад.
