ทำความเข้าใจวิธีการสามรอบในการปรับสมดุลโรเตอร์
คำจำกัดความ: วิธี Three-Run คืออะไร?
ที่ วิธีการสามรอบ เป็นขั้นตอนที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดสำหรับ การปรับสมดุลสองระนาบ (แบบไดนามิก). มันกำหนด น้ำหนักการแก้ไข จำเป็นต้องใช้สอง ระนาบการแก้ไข โดยใช้การวัดค่าแบบ 3 ครั้งพอดี คือ ครั้งแรกเพื่อกำหนดค่าพื้นฐาน ความไม่สมดุล เงื่อนไขตามด้วยสองลำดับ น้ำหนักทดลอง การทำงาน (หนึ่งครั้งต่อระนาบการแก้ไขแต่ละระนาบ).
วิธีนี้ให้ความสมดุลที่เหมาะสมที่สุดระหว่างความแม่นยำและประสิทธิภาพ โดยต้องเริ่มและหยุดเครื่องจักรน้อยกว่า วิธีการสี่รอบ ในขณะที่ให้ข้อมูลเพียงพอในการคำนวณการแก้ไขที่มีประสิทธิภาพสำหรับอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ สมดุล แอปพลิเคชัน
ขั้นตอนการทำงานสามครั้ง: ทีละขั้นตอน
ขั้นตอนปฏิบัติเป็นไปตามลำดับขั้นตอนที่ตรงไปตรงมาและเป็นระบบ:
การทำงานที่ 1: การวัดพื้นฐานเบื้องต้น
เครื่องจักรทำงานด้วยความเร็วในการปรับสมดุลในสภาพที่ไม่สมดุลตามที่พบ. Vibration การวัดจะดำเนินการที่ตำแหน่งแบริ่งทั้งสองตำแหน่ง (กำหนดเป็นแบริ่ง 1 และแบริ่ง 2) โดยบันทึกทั้งสองตำแหน่ง แอมพลิจูด and มุมเฟส. การวัดเหล่านี้แสดงถึงเวกเตอร์การสั่นสะเทือนที่เกิดจากการกระจายความไม่สมดุลเดิม.
- วัดที่แบริ่ง 1: แอมพลิจูด A₁, เฟส θ₁
- วัดที่แบริ่ง 2: แอมพลิจูด A₂, เฟส θ₂
- วัตถุประสงค์: กำหนดเงื่อนไขการสั่นสะเทือนพื้นฐาน (O₁ และ O₂) ที่ต้องได้รับการแก้ไข
การทำงานที่ 2: น้ำหนักทดลองในระนาบการแก้ไขที่ 1
เครื่องหยุดทำงาน และตุ้มน้ำหนักทดลองที่ทราบค่า (T₁) จะถูกยึดชั่วคราวในตำแหน่งเชิงมุมที่ทำเครื่องหมายไว้อย่างแม่นยำในระนาบแก้ไขแรก (โดยทั่วไปจะอยู่ใกล้กับแบริ่ง 1) เครื่องจะสตาร์ทใหม่ด้วยความเร็วเท่าเดิม และวัดการสั่นสะเทือนที่แบริ่งทั้งสองอีกครั้ง.
- เพิ่ม: น้ำหนักทดลอง T₁ ที่มุม α₁ ในระนาบที่ 1
- วัดที่แบริ่ง 1: เวกเตอร์การสั่นสะเทือนใหม่ (O₁ + ผลของ T₁)
- วัดที่แบริ่ง 2: เวกเตอร์การสั่นสะเทือนใหม่ (O₂ + ผลของ T₁)
- วัตถุประสงค์: กำหนดว่าน้ำหนักในระนาบที่ 1 ส่งผลต่อการสั่นสะเทือนที่ตลับลูกปืนทั้งสองอย่างไร
เครื่องมือปรับสมดุลจะคำนวณ ค่าสัมประสิทธิ์อิทธิพล สำหรับระนาบ 1 โดยการลบเวกเตอร์ของการวัดเริ่มต้นจากการวัดใหม่เหล่านี้.
การทำงานที่ 3: น้ำหนักทดลองในระนาบการแก้ไขที่ 2
ตุ้มน้ำหนักทดลองอันแรกจะถูกนำออก และตุ้มน้ำหนักทดลองอันที่สอง (T₂) จะถูกติดไว้ที่ตำแหน่งที่ทำเครื่องหมายไว้ในระนาบแก้ไขที่สอง (โดยทั่วไปจะอยู่ใกล้กับแบริ่ง 2) จากนั้นจะทำการวัดอีกครั้ง โดยบันทึกการสั่นสะเทือนที่แบริ่งทั้งสองอีกครั้ง.
- ลบ: น้ำหนักทดลอง T₁ จากเครื่องบิน 1
- เพิ่ม: น้ำหนักทดลอง T₂ ที่มุม α₂ ในระนาบที่ 2
- วัดที่แบริ่ง 1: เวกเตอร์การสั่นสะเทือนใหม่ (O₁ + ผลของ T₂)
- วัดที่แบริ่ง 2: เวกเตอร์การสั่นสะเทือนใหม่ (O₂ + ผลของ T₂)
- วัตถุประสงค์: กำหนดว่าน้ำหนักในระนาบ 2 ส่งผลต่อการสั่นสะเทือนที่ตลับลูกปืนทั้งสองอย่างไร
ขณะนี้เครื่องมือมีชุดค่าสัมประสิทธิ์อิทธิพลครบสี่ชุดที่อธิบายว่าระนาบแต่ละระนาบส่งผลต่อตลับลูกปืนแต่ละตัวอย่างไร.
การคำนวณน้ำหนักการแก้ไข
หลังจากการทำงานสามครั้งเสร็จสิ้น ซอฟต์แวร์ปรับสมดุลจะทำงาน คณิตศาสตร์เวกเตอร์ เพื่อแก้ปัญหาน้ำหนักการแก้ไข:
เมทริกซ์สัมประสิทธิ์อิทธิพล
จากการวัด 3 รอบ จะได้ค่าสัมประสิทธิ์ 4 ค่า ดังนี้
- α₁₁: ผลกระทบของ Plane 1 ต่อ Bearing 1 (ผลกระทบหลัก)
- α₁₂: ระนาบที่ 2 ส่งผลต่อแบริ่งที่ 1 อย่างไร (การมีเพศสัมพันธ์แบบไขว้)
- α₂₁: ระนาบที่ 1 ส่งผลต่อแบริ่งที่ 2 อย่างไร (การมีเพศสัมพันธ์แบบไขว้)
- อัลฟา₂₂: Plane 2 ส่งผลต่อ Bearing 2 อย่างไร (ผลกระทบหลัก)
การแก้ไขระบบ
เครื่องมือแก้สมการพร้อมกันสองสมการเพื่อหา W₁ (การแก้ไขสำหรับระนาบ 1) และ W₂ (การแก้ไขสำหรับระนาบ 2):
- α₁₁ · W₁ + α₁₂ · W₂ = -O₁ (เพื่อยกเลิกการสั่นที่แบริ่ง 1)
- α₂₁ · W₁ + α₂₂ · W₂ = -O₂ (เพื่อยกเลิกการสั่นสะเทือนที่แบริ่ง 2)
โซลูชันนี้ให้ทั้งมวลและตำแหน่งเชิงมุมที่จำเป็นสำหรับน้ำหนักแก้ไขแต่ละอัน.
ขั้นตอนสุดท้าย
- ถอดน้ำหนักทดลองทั้งสองออก
- ติดตั้งน้ำหนักการแก้ไขถาวรที่คำนวณได้ในทั้งสองระนาบ
- ดำเนินการตรวจสอบเพื่อยืนยันว่าการสั่นสะเทือนลดลงเหลือระดับที่ยอมรับได้
- หากจำเป็น ให้ดำเนินการปรับสมดุลเพื่อปรับแต่งผลลัพธ์ให้เหมาะสม
ข้อดีของวิธีการสามรอบ
วิธีการสามรอบได้กลายมาเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับการปรับสมดุลสองระนาบ เนื่องจากมีข้อได้เปรียบสำคัญหลายประการ:
1. ประสิทธิภาพที่เหมาะสมที่สุด
การทำงานสามครั้งแสดงถึงค่าขั้นต่ำที่จำเป็นในการกำหนดค่าสัมประสิทธิ์อิทธิพลสี่ค่า (เงื่อนไขเริ่มต้นหนึ่งค่า และการทดลองทำงานหนึ่งครั้งต่อระนาบ) ซึ่งจะช่วยลดเวลาหยุดทำงานของเครื่องจักรให้เหลือน้อยที่สุด พร้อมทั้งให้ลักษณะเฉพาะของระบบที่สมบูรณ์.
2. ความน่าเชื่อถือที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว
ประสบการณ์ภาคสนามหลายทศวรรษแสดงให้เห็นว่าการทำงานสามครั้งให้ข้อมูลเพียงพอสำหรับการปรับสมดุลที่เชื่อถือได้ในแอปพลิเคชันอุตสาหกรรมส่วนใหญ่.
3. ประหยัดเวลาและต้นทุน
เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการทำงานสี่รอบ การกำจัดการทดลองทำงานหนึ่งครั้งจะช่วยลดเวลาในการปรับสมดุลลงประมาณ 20% ซึ่งแปลว่ามีเวลาหยุดทำงานและต้นทุนแรงงานลดลง.
4. การดำเนินการที่ง่ายกว่า
จำนวนรอบที่น้อยลงหมายถึงการจัดการน้ำหนักการทดลองที่น้อยลง โอกาสเกิดข้อผิดพลาดที่น้อยลง และการจัดการข้อมูลที่ง่ายขึ้น.
5. เพียงพอสำหรับการใช้งานส่วนใหญ่
สำหรับเครื่องจักรอุตสาหกรรมทั่วไปที่มีเอฟเฟกต์การเชื่อมต่อแบบครอสคัปปลิ้งปานกลางและเป็นที่ยอมรับ การปรับสมดุลความคลาดเคลื่อน, การวิ่งสามครั้งอย่างต่อเนื่องให้ผลลัพธ์ที่ประสบความสำเร็จ.
เมื่อใดจึงควรใช้การรันแบบสามครั้ง
วิธีการสามรอบนี้เหมาะสำหรับ:
- การปรับสมดุลอุตสาหกรรมตามปกติ: มอเตอร์ พัดลม ปั๊ม โบลเวอร์ ซึ่งเป็นอุปกรณ์หมุนเวียนส่วนใหญ่
- ความต้องการความแม่นยำปานกลาง: เกรดคุณภาพสมดุลจาก G 2.5 ถึง G 16
- การใช้งานการปรับสมดุลสนาม: การปรับสมดุลในสถานที่ ที่การลดระยะเวลาหยุดทำงานให้เหลือน้อยที่สุดเป็นสิ่งสำคัญ
- ระบบกลไกที่มีเสถียรภาพ: อุปกรณ์ที่มีสภาพทางกลที่ดีและการตอบสนองเชิงเส้น
- รูปทรงโรเตอร์มาตรฐาน: โรเตอร์แบบแข็ง โดยมีอัตราส่วนความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลางโดยทั่วไป
ข้อจำกัดและเมื่อไม่ควรใช้
วิธีการสามรอบอาจไม่เพียงพอในบางสถานการณ์:
เมื่อต้องการใช้วิธีสี่รอบ
- ข้อกำหนดความแม่นยำสูง: ความคลาดเคลื่อนที่แคบมาก (G 0.4 ถึง G 1.0) ซึ่งการตรวจสอบความเป็นเส้นตรงเพิ่มเติมนั้นมีค่า
- การเชื่อมต่อแบบไขว้ที่แข็งแกร่ง: เมื่อระนาบการแก้ไขอยู่ใกล้กันมากหรือความแข็งไม่สมมาตรอย่างมาก
- ลักษณะเฉพาะของระบบที่ไม่รู้จัก: การปรับสมดุลอุปกรณ์ที่ไม่ธรรมดาหรือกำหนดเองครั้งแรก
- เครื่องจักรที่มีปัญหา: อุปกรณ์ที่แสดงสัญญาณของพฤติกรรมที่ไม่เป็นเชิงเส้นหรือปัญหาทางกลไก
เมื่อเครื่องบินลำเดียวอาจเพียงพอ
- โรเตอร์แบบดิสก์แคบซึ่งมีความไม่สมดุลแบบไดนามิกน้อยที่สุด
- เมื่อตำแหน่งตลับลูกปืนเพียงตำแหน่งเดียวแสดงการสั่นสะเทือนอย่างมีนัยสำคัญ
การเปรียบเทียบกับวิธีการอื่น ๆ
วิธีการรันสามครั้งเทียบกับสี่ครั้ง
| ด้าน | สามรอบ | โฟร์รัน |
|---|---|---|
| จำนวนการวิ่ง | 3 (เริ่มต้น + 2 การทดลอง) | 4 (เริ่มต้น + 2 การทดลอง + รวม) |
| เวลาที่ต้องการ | สั้นกว่า | ~20% ยาวกว่า |
| การตรวจสอบความเป็นเส้นตรง | เลขที่ | ใช่ (รัน 4 ตรวจสอบแล้ว) |
| การใช้งานทั่วไป | งานอุตสาหกรรมทั่วไป | อุปกรณ์สำคัญที่มีความแม่นยำสูง |
| ความแม่นยำ | ดี | ยอดเยี่ยม |
| ความซับซ้อน | ต่ำกว่า | สูงกว่า |
วิธีการสามรอบเทียบกับแบบระนาบเดียว
วิธีการสามรอบมีความแตกต่างกันโดยพื้นฐานจาก การปรับสมดุลระนาบเดียว, ซึ่งใช้การรันเพียงสองครั้ง (เริ่มต้นและทดลองหนึ่งครั้ง) แต่สามารถแก้ไขระนาบเดียวได้เท่านั้นและไม่สามารถแก้ไข ความไม่สมดุลของคู่รัก.
แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับความสำเร็จของวิธีการสามรอบ
การเลือกน้ำหนักทดลอง
- เลือกน้ำหนักทดลองที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงแอมพลิจูดการสั่นสะเทือน 25-50%
- เล็กเกินไป: อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนต่ำและมีข้อผิดพลาดในการคำนวณ
- ใหญ่เกินไป: มีความเสี่ยงต่อการตอบสนองแบบไม่เชิงเส้นหรือระดับการสั่นสะเทือนที่ไม่ปลอดภัย
- ใช้ขนาดที่ใกล้เคียงกันสำหรับทั้งสองระนาบเพื่อรักษาคุณภาพการวัดที่สม่ำเสมอ
ความสอดคล้องในการปฏิบัติงาน
- รักษาความเร็วให้เท่ากันทั้งสามครั้ง
- อนุญาตให้รักษาเสถียรภาพทางความร้อนระหว่างการทำงานหากจำเป็น
- รับรองเงื่อนไขกระบวนการที่สม่ำเสมอ (การไหล แรงดัน อุณหภูมิ)
- ใช้ตำแหน่งเซ็นเซอร์และวิธีการติดตั้งที่เหมือนกัน
คุณภาพข้อมูล
- ทำการวัดหลายครั้งต่อการทำงานและหาค่าเฉลี่ย
- ตรวจสอบการวัดเฟสให้สอดคล้องและเชื่อถือได้
- ตรวจสอบว่าน้ำหนักทดลองทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่วัดได้ชัดเจน
- มองหาความผิดปกติที่อาจบ่งชี้ถึงข้อผิดพลาดในการวัด
ความแม่นยำในการติดตั้ง
- ทำเครื่องหมายและตรวจสอบตำแหน่งเชิงมุมของน้ำหนักทดลองอย่างระมัดระวัง
- ให้แน่ใจว่าน้ำหนักทดลองถูกยึดไว้อย่างแน่นหนาและจะไม่เปลี่ยนแปลงในระหว่างการทำงาน
- ติดตั้งตุ้มแก้ไขขั้นสุดท้ายด้วยความเอาใจใส่และความแม่นยำเท่ากัน
- ตรวจสอบมวลและมุมอีกครั้งก่อนการทำงานขั้นสุดท้าย
การแก้ไขปัญหาทั่วไป
ผลลัพธ์ที่ไม่ดีหลังจากการแก้ไข
สาเหตุที่เป็นไปได้:
- น้ำหนักแก้ไขติดตั้งในมุมที่ไม่ถูกต้องหรือมีมวลที่ไม่ถูกต้อง
- เงื่อนไขการทำงานเปลี่ยนแปลงระหว่างการทดลองใช้งานและการติดตั้งแก้ไข
- ปัญหาทางกลไก (ความหลวม ความไม่ตรงแนว) ไม่ได้รับการแก้ไขก่อนการปรับสมดุล
- การตอบสนองของระบบที่ไม่เป็นเชิงเส้น
น้ำหนักทดลองให้ผลตอบสนองน้อย
โซลูชั่น:
- ใช้ตุ้มน้ำหนักทดลองขนาดใหญ่ขึ้นหรือวางไว้ในรัศมีที่มากขึ้น
- ตรวจสอบการติดตั้งเซ็นเซอร์และคุณภาพสัญญาณ
- ตรวจสอบความเร็วในการทำงานให้ถูกต้อง
- พิจารณาว่าระบบมีการหน่วงสูงมากหรือความไวในการตอบสนองต่ำมาก
การวัดที่ไม่สอดคล้องกัน
โซลูชั่น:
- เผื่อเวลาให้มากขึ้นสำหรับการรักษาเสถียรภาพทางความร้อนและทางกล
- ปรับปรุงการติดตั้งเซ็นเซอร์ (ใช้สตั๊ดแทนแม่เหล็ก)
- แยกจากแหล่งกำเนิดการสั่นสะเทือนภายนอก
- แก้ไขปัญหาทางกลไกที่ทำให้เกิดพฤติกรรมที่แปรผัน