ทำความเข้าใจเกี่ยวกับการปรับสมดุลระนาบเดียว
คำจำกัดความ: การปรับสมดุลระนาบเดียวคืออะไร?
การปรับสมดุลระนาบเดียว เป็น สมดุล กระบวนการที่แก้ไขความไม่สมดุลของโรเตอร์โดยการเพิ่มหรือลดมวลในระนาบรัศมีเพียงระนาบเดียวที่ตั้งฉากกับแกนหมุน วิธีนี้เหมาะสมเมื่อความไม่สมดุลเกิดขึ้นเป็นหลัก คงที่ ในธรรมชาติ หมายถึง จุดศูนย์กลางมวลของโรเตอร์จะเคลื่อนออกจากแกนหมุน แต่ไม่มีความสัมพันธ์หรือโมเมนต์ที่มีนัยสำคัญใดๆ ที่ทำให้โรเตอร์สั่นคลอน.
การปรับสมดุลระนาบเดียวเป็นวิธีการปรับสมดุลที่ง่ายที่สุดและประหยัดที่สุด โดยต้องใช้เพียงระนาบเดียว ระนาบการแก้ไข และโดยปกติเพียงหนึ่ง น้ำหนักทดลอง วิ่งไปจนเสร็จ.
เมื่อใดจึงควรใช้การปรับสมดุลแบบระนาบเดียว
การปรับสมดุลระนาบเดียวเหมาะสำหรับโรเตอร์ประเภทเฉพาะและสภาวะการทำงาน:
1. โรเตอร์แบบดิสก์
โรเตอร์ที่มีความยาวแกน (ความหนา) เล็กเมื่อเทียบกับเส้นผ่านศูนย์กลาง ถือเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุด โรเตอร์ประเภทนี้มักเรียกว่าโรเตอร์แบบ "แคบ" หรือ "บาง" ตัวอย่างเช่น:
- หินเจียร
- ใบเลื่อยวงเดือน
- ใบพัดพัดลมหรือโบลเวอร์แบบขั้นตอนเดียว
- มู่เล่
- โรเตอร์ดิสก์เบรก
- รอกเดี่ยว
2. โรเตอร์แข็งที่ทำงานต่ำกว่าความเร็ววิกฤตแรก
สำหรับ โรเตอร์แบบแข็ง ที่ทำงานได้ดีต่ำกว่าระดับแรก ความเร็ววิกฤต, การปรับสมดุลระนาบเดียวอาจเพียงพอแม้ว่าโรเตอร์จะมีความยาวตามแนวแกนบ้างก็ตาม สิ่งสำคัญคือโรเตอร์จะต้องไม่เกิดการโค้งงอหรืองอมากเกินไประหว่างการทำงาน.
3. เมื่อความไม่สมดุลถูกรู้ว่าเป็นแบบคงที่
หากสภาวะไม่สมดุลเกิดจากแหล่งเดียว เช่น การสะสมของวัสดุ ใบพัดลมที่หายไป หรือการติดตั้งแบบนอกศูนย์ และการวัดการสั่นสะเทือนแสดงให้เห็นว่ามีการเคลื่อนที่แบบอินเฟสเป็นหลักที่ตำแหน่งตลับลูกปืนทั้งหมด การปรับสมดุลแบบระนาบเดียวจึงเหมาะสม.
ขั้นตอนการปรับสมดุลระนาบเดียว
ขั้นตอนนี้เป็นไปตามแนวทางตรงไปตรงมาและเป็นระบบโดยใช้วิธีค่าสัมประสิทธิ์อิทธิพล:
ขั้นตอนที่ 1: การวัดเบื้องต้น
ขณะที่โรเตอร์ทำงานด้วยความเร็วปกติ ให้วัดและบันทึกเวกเตอร์การสั่นสะเทือนเริ่มต้น (แอมพลิจูดและเฟส) ที่ตำแหน่งแบริ่งหนึ่งตำแหน่งหรือมากกว่า ซึ่งแสดงถึงการสั่นสะเทือนที่เกิดจากจุดเริ่มต้น ความไม่สมดุล.
ขั้นตอนที่ 2: ติดน้ำหนักทดลอง
หยุดเครื่องและติดเครื่องที่รู้จัก น้ำหนักทดลอง ที่ตำแหน่งมุมที่สะดวก (โดยทั่วไปคือ 0°) บนระนาบการแก้ไขที่เลือก น้ำหนักทดลองควรมีขนาดเพียงพอที่จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของการสั่นสะเทือนที่เห็นได้ชัด โดยทั่วไปคือ 25-50% ของระดับการสั่นสะเทือนเริ่มต้น.
ขั้นตอนที่ 3: ทดลองใช้งาน
รีสตาร์ทเครื่องและวัดเวกเตอร์การสั่นสะเทือนใหม่ที่ตำแหน่งเดิม การวัดนี้แสดงถึงผลรวมของความไม่สมดุลเดิมและน้ำหนักทดลอง.
ขั้นตอนที่ 4: คำนวณน้ำหนักการแก้ไข
เครื่องมือปรับสมดุลทำหน้าที่ การบวกเวกเตอร์ และคำนวณ influence coefficient. จากนั้นจะคำนวณมวลและตำแหน่งเชิงมุมที่แน่นอนสำหรับค่าถาวร น้ำหนักการแก้ไข ที่จะช่วยลดการสั่นสะเทือน.
ขั้นตอนที่ 5: ติดตั้งการแก้ไขและตรวจสอบ
ถอดตุ้มน้ำหนักทดลองออก ติดตั้งตุ้มน้ำหนักแก้ไขที่คำนวณไว้ถาวร (โดยการเพิ่มหรือลดมวล ณ ตำแหน่งที่กำหนด) และรันเครื่องเพื่อตรวจสอบว่าการสั่นสะเทือนลดลงเหลือระดับที่ยอมรับได้ หากจำเป็น สามารถทำการปรับสมดุลเพื่อปรับแต่งผลลัพธ์ได้.
ข้อดีของการปรับสมดุลระนาบเดียว
- ความเรียบง่าย: ต้องการเพียงระนาบแก้ไขหนึ่งอัน ทำให้ง่ายต่อการนำไปใช้และเข้าใจ.
- Speed: ขั้นตอนนี้โดยทั่วไปจะต้องใช้เพียงสองหรือสามครั้งเท่านั้น (เริ่มต้น ทดลอง และยืนยัน) ซึ่งจะช่วยประหยัดเวลาและลดระยะเวลาหยุดทำงานของเครื่องจักร.
- คุ้มค่า: การวัดที่น้อยลงและการคำนวณที่ง่ายขึ้นหมายถึงต้นทุนแรงงานที่ลดลงและอุปกรณ์ปรับสมดุลที่ราคาไม่แพง.
- การเข้าถึง: ตำแหน่งต่างๆ บนโรเตอร์อาจเข้าถึงได้เพื่อเพิ่มน้ำหนักแก้ไข ซึ่งให้ความยืดหยุ่นในการวางน้ำหนัก.
ข้อจำกัดและเมื่อไม่ควรใช้การปรับสมดุลระนาบเดียว
การปรับสมดุลระนาบเดียวมีข้อจำกัดสำคัญที่ต้องเข้าใจ:
1. ไม่สามารถแก้ไขความไม่สมดุลของคู่ได้
หากโรเตอร์มีนัยสำคัญ ความไม่สมดุลของคู่รัก—ในกรณีที่แรงไม่สมดุลเกิดขึ้นที่ปลายตรงข้ามของโรเตอร์แต่อยู่ในตำแหน่งเชิงมุมตรงข้ามกัน การปรับสมดุลระนาบเดียวจะไม่มีประสิทธิภาพ เงื่อนไขนี้ต้องการ การปรับสมดุลแบบไดนามิก โดยมีการแก้ไขอย่างน้อยสองระนาบ.
2. ไม่เหมาะสำหรับโรเตอร์ยาว
โรเตอร์ที่มีอัตราส่วนความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่าประมาณ 0.5 ถึง 1.0 มักต้องมีการปรับสมดุลสองระนาบ ตัวอย่างเช่น อาร์เมเจอร์มอเตอร์ เพลาปั๊ม และโรเตอร์พัดลมแบบยาว.
3. อาจไม่ลดการสั่นสะเทือนที่ตลับลูกปืนทั้งหมด
การแก้ไขระนาบเดียวที่ปรับให้เหมาะสมสำหรับตำแหน่งตลับลูกปืนหนึ่งตำแหน่งอาจไม่สามารถลดการสั่นสะเทือนที่ตำแหน่งตลับลูกปืนอื่นๆ ได้อย่างเพียงพอ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากโรเตอร์มีความยาวหรือทำงานใกล้ความเร็ววิกฤต.
4. ไม่มีประสิทธิภาพสำหรับโรเตอร์แบบยืดหยุ่น
โรเตอร์ที่ทำงานเกินความเร็ววิกฤตแรกจะเกิดการโค้งงอ และต้องใช้เทคนิคการปรับสมดุลหลายระนาบที่คำนึงถึงรูปร่างโหมดของโรเตอร์.
ความสัมพันธ์กับการปรับสมดุลแบบคงที่
การปรับสมดุลระนาบเดียวมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับ การปรับสมดุลแบบคงที่. อันที่จริงแล้ว การปรับสมดุลระนาบเดียวที่ทำบนเครื่องจักรที่หมุนอยู่นั้น โดยพื้นฐานแล้วเป็นการวัดความไม่สมดุลสถิตแบบไดนามิก การปรับสมดุลสถิตสามารถทำได้ในขณะที่โรเตอร์หยุดนิ่ง (บนคมมีดหรือลูกกลิ้ง) ในขณะที่การปรับสมดุลระนาบเดียวจะทำในขณะที่โรเตอร์หมุนอยู่ ซึ่งช่วยให้การวัดมีความแม่นยำมากขึ้นภายใต้สภาวะการทำงานจริง.
การใช้งานและอุตสาหกรรมทั่วไป
การปรับสมดุลแบบระนาบเดียวใช้กันอย่างแพร่หลายในหลายอุตสาหกรรมสำหรับประเภทโรเตอร์ที่เหมาะสม:
- งานไม้และงานโลหะ: ใบเลื่อยวงเดือน, ล้อเจียร, แผ่นตัด
- ระบบปรับอากาศ: พัดลมและโบลเวอร์แบบแรงเหวี่ยงขั้นเดียว
- อุปกรณ์การเกษตร: ส่วนประกอบรถเกี่ยวข้าว รอกเดี่ยว
- ยานยนต์: ล้อช่วยแรง, จานเบรก, รอกเดี่ยว
- การจัดการวัสดุ: รอกสายพานลำเลียง, ลูกกลิ้งส่งกำลัง
สำหรับการใช้งานเหล่านี้ การปรับสมดุลแบบระนาบเดียวให้ความสมดุลที่ดีที่สุดระหว่างประสิทธิภาพ ความเรียบง่าย และต้นทุน ทำให้เป็นเทคนิคพื้นฐานในสาขาการปรับสมดุลโรเตอร์.