การถ่วงสมดุลโรเตอร์: ความไม่สมดุลแบบสถิตและแบบไดนามิก การสั่นพ้อง และขั้นตอนการปฏิบัติจริง
คู่มือนี้อธิบายเกี่ยวกับการถ่วงสมดุลโรเตอร์สำหรับ โรเตอร์แบบแข็ง: ความหมายของ "ความไม่สมดุล" ความแตกต่างระหว่างความไม่สมดุลแบบคงที่และแบบไดนามิก เหตุใดการสั่นพ้องและความไม่เป็นเชิงเส้นจึงอาจขัดขวางผลลัพธ์ที่มีคุณภาพ และโดยทั่วไปแล้วการปรับสมดุลจะดำเนินการในระนาบการแก้ไขหนึ่งหรือสองระนาบ.
สารบัญ
- โรเตอร์คืออะไร และการถ่วงสมดุลช่วยแก้ไขอะไรได้บ้าง?
- ประเภทของโรเตอร์และประเภทของดิสบาลานซ์
- การสั่นสะเทือนของกลไก: สิ่งที่การปรับสมดุลสามารถและไม่สามารถขจัดได้
- การสั่นพ้อง: ปัจจัยที่ขัดขวางการถ่วงสมดุล
- แบบจำลองเชิงเส้นเทียบกับแบบจำลองไม่เชิงเส้น: เมื่อใดที่การคำนวณหยุดทำงาน
- อุปกรณ์ถ่วงสมดุลและเครื่องถ่วงสมดุล
- การถ่วงสมดุลโรเตอร์แบบแข็ง (หมายเหตุเชิงปฏิบัติ)
- วิธีการถ่วงสมดุลแบบไดนามิก (วิธีสามรอบ)
- เกณฑ์สำหรับการประเมินคุณภาพการถ่วงสมดุล
- มาตรฐานและเอกสารอ้างอิง
- คำถามที่พบบ่อย
โรเตอร์คืออะไร และการถ่วงสมดุลช่วยแก้ไขอะไรได้บ้าง?
โรเตอร์คือวัตถุที่หมุนรอบแกนหนึ่งและถูกยึดโดยพื้นผิวรองรับของมันในตัวรองรับ พื้นผิวรองรับของโรเตอร์จะถ่ายโอนน้ำหนักไปยังตัวรองรับผ่านตลับลูกปืนแบบกลิ้งหรือแบบเลื่อน พื้นผิวรองรับคือพื้นผิวของทรัลเลียนหรือพื้นผิวที่แทนที่ทรัลเลียน
ในโรเตอร์ที่สมดุลอย่างสมบูรณ์ มวลของมันจะกระจายตัวอย่างสมมาตรเกี่ยวกับแกนหมุน กล่าวคือ ส่วนประกอบใดๆ ของโรเตอร์สามารถจับคู่กับส่วนประกอบอื่นที่อยู่สมมาตรเกี่ยวกับแกนหมุนได้ ในโรเตอร์ที่สมดุล แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางที่กระทำต่อส่วนประกอบใดๆ ของโรเตอร์จะสมดุลกับแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางที่กระทำต่อส่วนประกอบที่สมมาตร ตัวอย่างเช่น แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง F1 และ F2 มีขนาดเท่ากันและทิศทางตรงกันข้าม กระทำต่อส่วนประกอบที่ 1 และ 2 (ทำเครื่องหมายสีเขียวในรูปที่ 1) ซึ่งเป็นจริงสำหรับส่วนประกอบโรเตอร์ที่สมมาตรทั้งหมด ดังนั้น แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางรวมที่กระทำต่อโรเตอร์จึงเป็น 0 และโรเตอร์จึงสมดุล.
แต่หากความสมมาตรของโรเตอร์ถูกทำลาย (องค์ประกอบที่ไม่สมมาตรจะถูกทำเครื่องหมายด้วยสีแดงในรูปที่ 1) แรงเหวี่ยงที่ไม่สมดุล F3 จะกระทำต่อโรเตอร์ เมื่อหมุน แรงนี้จะเปลี่ยนทิศทางตามการหมุนของโรเตอร์ ภาระการเคลื่อนไหวที่เกิดจากแรงนี้จะถูกส่งผ่านไปยังแบริ่ง ทำให้เกิดการสึกหรอที่เร็วขึ้น
นอกจากนี้ ภายใต้การกระทำของแรงทิศทางที่เปลี่ยนแปลงนี้ จะเกิดการเปลี่ยนรูปเป็นวงรอบของตัวรองรับและฐานรากซึ่งโรเตอร์ถูกยึดไว้ กล่าวคือ จะเกิดการสั่นสะเทือนขึ้น เพื่อขจัดความไม่สมดุลของโรเตอร์และการสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นตามมา จึงจำเป็นต้องติดตั้งมวลถ่วงสมดุลเพื่อฟื้นฟูความสมมาตรให้กับโรเตอร์
การถ่วงสมดุลโรเตอร์เป็นการดำเนินการเพื่อแก้ไขความไม่สมดุลโดยการเพิ่มมวลถ่วงสมดุล
งานของการถ่วงสมดุลคือการหาขนาดและตำแหน่ง (มุม) ของมวลถ่วงสมดุลหนึ่งหรือหลายมวล
ประเภทของโรเตอร์และประเภทของดิสบาลานซ์
เมื่อพิจารณาถึงความแข็งแรงของวัสดุโรเตอร์และขนาดของแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางที่กระทำต่อโรเตอร์แล้ว โรเตอร์สามารถแบ่งออกได้เป็นสองประเภท คือ โรเตอร์แบบแข็งทื่อและโรเตอร์แบบยืดหยุ่น
โรเตอร์แบบแข็งจะเปลี่ยนรูปเพียงเล็กน้อยภายใต้แรงเหวี่ยงในโหมดการทำงาน และผลกระทบของการเปลี่ยนรูปนี้ในการคำนวณสามารถละเลยได้
การเสียรูปของโรเตอร์แบบยืดหยุ่นไม่สามารถละเลยได้อีกต่อไป การเสียรูปของโรเตอร์แบบยืดหยุ่นทำให้การแก้ปัญหาการถ่วงสมดุลซับซ้อนขึ้น และต้องใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์อื่น ๆ เมื่อเปรียบเทียบกับปัญหาการถ่วงสมดุลของโรเตอร์แบบแข็ง ควรสังเกตว่าโรเตอร์เดียวกันนี้ที่ความเร็วต่ำอาจมีพฤติกรรมเหมือนโรเตอร์แบบแข็ง และที่ความเร็วสูงอาจมีพฤติกรรมเหมือนโรเตอร์แบบยืดหยุ่น ในส่วนต่อไปนี้ เราจะพิจารณาเฉพาะการถ่วงสมดุลของโรเตอร์แบบแข็งเท่านั้น.
ขึ้นอยู่กับการกระจายตัวของมวลที่ไม่สมดุลตามความยาวของโรเตอร์ สามารถแบ่งความไม่สมดุลออกเป็นสองประเภท คือ ความไม่สมดุลแบบสถิตและความไม่สมดุลแบบไดนามิก (ชั่วขณะ) ดังนั้นจึงเรียกวิธีการนี้ว่า การปรับสมดุลโรเตอร์แบบสถิตและแบบไดนามิก ความไม่สมดุลของโรเตอร์แบบสถิตเกิดขึ้นโดยที่โรเตอร์ไม่หมุน กล่าวคือ ในสภาวะคงที่ เมื่อโรเตอร์ถูกแรงโน้มถ่วงดึงกลับโดยให้ "จุดหนัก" อยู่ด้านล่าง ตัวอย่างของโรเตอร์ที่มีความไม่สมดุลแบบสถิตแสดงในรูปที่ 2
ความไม่สมดุลแบบไดนามิกเกิดขึ้นเฉพาะเมื่อโรเตอร์กำลังหมุนเท่านั้น
ตัวอย่างของโรเตอร์ที่มีความไม่สมดุลเชิงพลศาสตร์แสดงไว้ในรูปที่ 3
ในกรณีนี้ มวล M1 และ M2 ที่ไม่สมดุลกันนั้น อยู่ในระนาบที่แตกต่างกัน กล่าวคือ อยู่ในตำแหน่งที่แตกต่างกันตามความยาวของโรเตอร์ ในตำแหน่งคงที่ กล่าวคือ เมื่อโรเตอร์ไม่หมุน แรงโน้มถ่วงเท่านั้นที่กระทำต่อโรเตอร์ และมวลจะสมดุลกัน ในขณะที่โรเตอร์หมุน แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง Fc1 และ Fc2 จะเริ่มกระทำต่อมวล M1 และ M2 แรงเหล่านี้มีขนาดเท่ากันและทิศทางตรงกันข้าม อย่างไรก็ตาม เนื่องจากแรงเหล่านี้กระทำในตำแหน่งที่แตกต่างกันตามความยาวของเพลาและไม่ได้อยู่บนเส้นเดียวกัน แรงเหล่านี้จึงไม่หักล้างกัน แรง Fc1 และ Fc2 จะสร้างแรงบิดที่กระทำต่อโรเตอร์ ดังนั้น ความไม่สมดุลนี้จึงเรียกว่า ความไม่สมดุลของโมเมนต์ ด้วยเหตุนี้ แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางที่ไม่ได้รับการชดเชยจึงกระทำต่อตำแหน่งของแบริ่ง ซึ่งอาจเกินค่าที่คำนวณไว้มากและลดอายุการใช้งานของแบริ่งลง.
เนื่องจากความไม่สมดุลประเภทนี้เกิดขึ้นเฉพาะในระหว่างการหมุนของโรเตอร์เท่านั้น จึงเรียกว่าความไม่สมดุลแบบไดนามิก ไม่สามารถแก้ไขได้ในสภาวะคงที่โดยการปรับสมดุล "บนใบมีด" หรือวิธีการที่คล้ายกัน เพื่อขจัดความไม่สมดุลแบบไดนามิก ต้องติดตั้งตุ้มน้ำหนักชดเชยสองตัว ซึ่งจะสร้างแรงบิดที่มีขนาดเท่ากันและทิศทางตรงกันข้ามกับแรงบิดที่เกิดจากมวล M1 และ M2 มวลชดเชยไม่จำเป็นต้องตั้งในทิศทางตรงกันข้ามและมีขนาดเท่ากับมวล M1 และ M2 สิ่งสำคัญคือต้องสร้างแรงบิดที่ชดเชยแรงบิดที่ไม่สมดุลได้อย่างสมบูรณ์.
โดยทั่วไป มวล M1 และ M2 อาจไม่เท่ากัน ดังนั้นจึงเกิดความไม่สมดุลทั้งแบบสถิตและแบบไดนามิก ตามทฤษฎีแล้วพิสูจน์ได้ว่าสำหรับโรเตอร์แบบแข็ง จำเป็นต้องใช้ตุ้มน้ำหนักสองอันที่เว้นระยะห่างกันตามความยาวของโรเตอร์ ซึ่งเพียงพอที่จะขจัดความไม่สมดุลนี้ได้ ตุ้มน้ำหนักเหล่านี้จะชดเชยทั้งแรงบิดที่เกิดจากความไม่สมดุลแบบไดนามิกและแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางที่เกิดจากความไม่สมมาตรของมวลเทียบกับแกนโรเตอร์ (ความไม่สมดุลแบบสถิต) โดยทั่วไป ความไม่สมดุลแบบไดนามิกมักพบในโรเตอร์ยาว เช่น เพลา และความไม่สมดุลแบบสถิตมักพบในโรเตอร์แคบ อย่างไรก็ตาม หากโรเตอร์แคบนั้นเอียงเทียบกับแกน หรือผิดรูป ("รูปเลขแปด") การขจัดความไม่สมดุลแบบไดนามิกจะทำได้ยาก (ดูรูปที่ 4) เพราะในกรณีนี้ การติดตั้งตุ้มน้ำหนักแก้ไขที่สร้างโมเมนต์ชดเชยที่จำเป็นนั้นทำได้ยาก.
แรง F1 และ F2 ไม่ได้อยู่บนเส้นเดียวกันและไม่หักล้างกัน
เนื่องจากแขนในการสร้างแรงบิดมีขนาดเล็กเพราะโรเตอร์แคบ อาจต้องใช้น้ำหนักแก้ไขขนาดใหญ่ อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ยังส่งผลให้เกิด “ความไม่สมดุลเหนี่ยวนำ” จากการเสียรูปของโรเตอร์แคบโดยแรงเหวี่ยงหนีศูนย์จากน้ำหนักแก้ไข (ดูตัวอย่างเช่น "Methodological instructions for balancing rigid rotors (to GOST 22061-76; its modern international counterpart is ISO 21940-11, formerly ISO 1940-1)" หัวข้อ 10. ROTOR-SUPPORTS SYSTEM.)
สิ่งนี้สังเกตได้ชัดในใบพัดแคบของพัดลม ซึ่งนอกจากจะมีความไม่สมดุลของแรงแล้ว ยังมีความไม่สมดุลทางอากาศพลศาสตร์อีกด้วย และควรเข้าใจว่าความไม่สมดุลทางอากาศพลศาสตร์ หรือแรงอากาศพลศาสตร์นั้นแปรผันตรงกับความเร็วเชิงมุมของโรเตอร์ และเพื่อชดเชยความไม่สมดุลนี้จึงใช้แรงเหวี่ยงของมวลแก้ไข ซึ่งมีสัดส่วนกับความเร็วเชิงมุมยกกำลังสอง ดังนั้น ผลของการถ่วงสมดุลจึงเกิดขึ้นได้เฉพาะที่ความถี่การถ่วงสมดุลเฉพาะเท่านั้น ที่ความถี่การหมุนอื่น ๆ จะมีข้อผิดพลาดเพิ่มเติม
สิ่งเดียวกันนี้สามารถกล่าวได้เกี่ยวกับแรงแม่เหล็กไฟฟ้าในมอเตอร์ไฟฟ้า ซึ่งก็มีความสัมพันธ์กับอัตราเร็วเชิงมุมเช่นกัน ดังนั้นจึงไม่สามารถกำจัดสาเหตุของการสั่นสะเทือนทั้งหมดในเครื่องจักรได้ด้วยการถ่วงสมดุล
การสั่นสะเทือนของกลไก
การสั่นสะเทือนคือการตอบสนองของกลไกการออกแบบต่อผลกระทบของแรงกระตุ้นแบบเป็นวัฏจักร แรงนี้อาจมีลักษณะแตกต่างกัน
แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางที่เกิดจากโรเตอร์ที่ไม่สมดุลเป็นแรงที่ไม่ได้รับการชดเชยซึ่งกระทำต่อ "จุดหนัก" แรงนี้และการสั่นสะเทือนที่เกิดจากแรงนี้สามารถกำจัดได้โดยการปรับสมดุลโรเตอร์.
แรงอันตรกิริยาเชิง "เรขาคณิต" ที่เกิดขึ้นจากข้อผิดพลาดในการผลิตและการประกอบชิ้นส่วนที่ประกบกัน แรงเหล่านี้อาจเกิดขึ้นได้ เช่น ความไม่กลมของคอเพลา ข้อผิดพลาดในรูปทรงของฟันเฟือง ความไม่เรียบของรางลูกปืน การเยื้องศูนย์ของเพลาที่ประกบกัน เป็นต้น ในกรณีที่แกนเพลาไม่เป็นวงกลม แกนเพลาจะเคลื่อนที่ไปตามมุมการหมุนของเพลา แม้ว่าการสั่นสะเทือนนี้จะเกิดขึ้นที่ความเร็วรอบของโรเตอร์ด้วย แต่ก็แทบเป็นไปไม่ได้เลยที่จะกำจัดมันได้ด้วยการปรับสมดุล.
แรงอากาศพลศาสตร์ที่เกิดจากการหมุนของใบพัดของพัดลมและกลไกใบพัดอื่น ๆ แรงไฮโดรไดนามิกที่เกิดจากการหมุนของใบพัดของปั๊มไฮดรอลิก, กังหัน, เป็นต้น
แรงแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากการทำงานของเครื่องจักรไฟฟ้า เช่น ขดลวดโรเตอร์ที่ไม่สมมาตร ขดลวดลัดวงจร เป็นต้น
ขนาดของการสั่นสะเทือน (เช่น แอมพลิจูด Av) ขึ้นอยู่ไม่เพียงแต่แรงกระตุ้น Fv ที่กระทำต่อกลไกซึ่งมีอัตราความถี่ ω เท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับความแข็ง k ของกลไก มวล m และสัมประสิทธิ์การหน่วง C ด้วย
เซ็นเซอร์ประเภทต่าง ๆ สามารถนำมาใช้เพื่อวัดการสั่นสะเทือนและกลไกการสมดุลได้ รวมถึง:
- เซ็นเซอร์วัดการสั่นสะเทือนแบบสัมบูรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อวัดการเร่งการสั่นสะเทือน (เครื่องวัดความเร่ง) และเซ็นเซอร์วัดความเร็วการสั่นสะเทือน;
- เซ็นเซอร์วัดการสั่นสะเทือนสัมพัทธ์ - แบบกระแสไหลวนหรือแบบคาปาซิทีฟ ออกแบบมาเพื่อวัดการเคลื่อนที่ของการสั่นสะเทือน;
- ในบางกรณี (เมื่อการออกแบบกลไกเอื้ออำนวย) เซ็นเซอร์วัดแรงยังสามารถใช้ประเมินภาระการสั่นสะเทือนได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เซ็นเซอร์เหล่านี้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการวัดภาระการสั่นสะเทือนของฐานรองเครื่องปรับสมดุลที่มีแบริ่งแข็ง.
ดังนั้น การสั่นสะเทือนจึงเป็นปฏิกิริยาของเครื่องจักรต่อการกระทำของแรงภายนอก ขนาดของการสั่นสะเทือนไม่ได้ขึ้นอยู่กับขนาดของแรงที่กระทำต่อกลไกเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับระดับความแข็งของการออกแบบกลไกด้วย แรงเดียวกันสามารถทำให้เกิดการสั่นสะเทือนที่แตกต่างกันได้ ในเครื่องปรับสมดุลชนิดแข็ง แม้ว่าการสั่นสะเทือนจะเล็กน้อย ตลับลูกปืนก็อาจได้รับแรงไดนามิกที่มีนัยสำคัญได้ นี่คือเหตุผลที่ใช้เซ็นเซอร์วัดแรงแทนเซ็นเซอร์วัดการสั่นสะเทือน (เครื่องวัดความเร่งการสั่น) เมื่อทำการปรับสมดุลบนเครื่องปรับสมดุลชนิดแข็ง
เซ็นเซอร์วัดการสั่นสะเทือนถูกใช้กับกลไกที่มีตัวรองรับที่ค่อนข้างยืดหยุ่น เมื่อการกระทำของแรงเหวี่ยงที่ไม่สมดุลทำให้เกิดการเปลี่ยนรูปที่สังเกตได้ของตัวรองรับและการสั่นสะเทือน เซ็นเซอร์วัดแรงถูกใช้สำหรับตัวรองรับที่แข็งแรง เมื่อแม้แรงที่มีนัยสำคัญเนื่องจากความไม่สมดุลก็ไม่ทำให้เกิดการสั่นสะเทือนที่มีนัยสำคัญ
การสั่นพ้องเป็นปัจจัยที่ขัดขวางการปรับสมดุล
ก่อนหน้านี้เราได้กล่าวถึงว่าโรเตอร์แบ่งออกเป็นแบบแข็งและแบบยืดหยุ่น ความแข็งหรือความยืดหยุ่นของโรเตอร์ไม่ควรสับสนกับความแข็งหรือความเคลื่อนไหวของฐานรองรับ (ฐานราก) ที่ติดตั้งโรเตอร์ไว้ โรเตอร์จะถือว่าแข็งเมื่อการเปลี่ยนรูป (การโค้งงอ) ภายใต้แรงเหวี่ยงสามารถละเลยได้ การเปลี่ยนรูปของโรเตอร์แบบยืดหยุ่นมีขนาดใหญ่และไม่สามารถละเลยได้
ในบทความนี้ เราจะพิจารณาเฉพาะการถ่วงสมดุลของโรเตอร์แข็งเท่านั้น โรเตอร์แข็ง (ไม่สามารถเปลี่ยนรูปได้) สามารถติดตั้งบนฐานรองรับที่แข็งหรือยืดหยุ่นได้ ฐานรองรับเหล่านี้มีความแข็ง/ความสามารถในการรองรับที่สัมพันธ์กัน ซึ่งขึ้นอยู่กับความเร็วของโรเตอร์และขนาดของแรงเหวี่ยงที่เกิดขึ้น ขอบเขตเงื่อนไขคือความถี่ของการสั่นสะเทือนตามธรรมชาติของฐานรองรับโรเตอร์
สำหรับระบบกลไก รูปร่างและความถี่ของการสั่นสะเทือนตามธรรมชาติจะถูกกำหนดโดยมวลและความยืดหยุ่นขององค์ประกอบในระบบกลไก กล่าวคือ ความถี่ของการสั่นสะเทือนตามธรรมชาติเป็นลักษณะภายในของระบบกลไกและไม่ขึ้นอยู่กับแรงภายนอก เมื่อถูกเบี่ยงเบนจากสภาวะสมดุล การรองรับเนื่องจากความยืดหยุ่นจะพยายามกลับสู่ตำแหน่งสมดุล แต่เนื่องจากแรงเฉื่อยของโรเตอร์ขนาดใหญ่ กระบวนการนี้จึงมีลักษณะเป็นการสั่นแบบหน่วง การสั่นสะเทือนเหล่านี้เป็นการสั่นสะเทือนตามธรรมชาติของระบบรองรับโรเตอร์ ความถี่ของการสั่นสะเทือนขึ้นอยู่กับอัตราส่วนระหว่างมวลของโรเตอร์กับความยืดหยุ่นของระบบรองรับ
เมื่อโรเตอร์เริ่มหมุนและความถี่ของการหมุนเข้าใกล้ความถี่ของการสั่นสะเทือนตามธรรมชาติ แอมพลิจูดของการสั่นสะเทือนจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ซึ่งอาจนำไปสู่การทำลายโครงสร้างได้
ปรากฏการณ์การสั่นพ้องเชิงกลเกิดขึ้น ในบริเวณที่เกิดการสั่นพ้อง การเปลี่ยนแปลงความเร็วในการหมุนเพียง 100 รอบต่อนาทีอาจนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของการสั่นสะเทือนได้หลายสิบเท่า ในเวลาเดียวกัน (ในบริเวณที่เกิดการสั่นพ้อง) เฟสของการสั่นสะเทือนจะเปลี่ยนแปลงไป 180°
หากการออกแบบกลไกไม่ประสบความสำเร็จและความถี่ในการทำงานของโรเตอร์ใกล้เคียงกับความถี่ของการสั่นสะเทือนตามธรรมชาติ การทำงานของกลไกจะเป็นไปไม่ได้เนื่องจากมีการสั่นสะเทือนที่สูงเกินยอมรับได้ ซึ่งไม่สามารถทำได้ในวิธีปกติ เนื่องจากแม้แต่การเปลี่ยนแปลงความเร็วเพียงเล็กน้อยก็จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างมากในพารามิเตอร์การสั่นสะเทือน สำหรับการถ่วงสมดุลในบริเวณเรโซแนนซ์ จะใช้วิธีพิเศษที่ไม่ได้กล่าวถึงในบทความนี้
สามารถกำหนดความถี่ของการสั่นสะเทือนตามธรรมชาติของกลไกในขณะที่โรเตอร์หมุนเฉื่อยหยุด (เมื่อปิดการหมุนของโรเตอร์) หรือโดยวิธีแรงกระแทกพร้อมกับการวิเคราะห์สเปกตรัมของการตอบสนองของระบบต่อแรงกระแทกในภายหลัง
สำหรับกลไกที่มีอัตราความถี่ในการหมุนสูงกว่าความถี่เรโซแนนซ์ กล่าวคือ ทำงานในสภาวะเรโซแนนซ์ จุดรองรับจะถือว่ามีการเคลื่อนที่ และสำหรับการวัดจะใช้เซ็นเซอร์วัดการสั่นสะเทือนเป็นหลัก โดยทั่วไปคือไวโบรแอกเซเลอโรมิเตอร์ ซึ่งวัดความเร่งขององค์ประกอบโครงสร้าง สำหรับกลไกที่ทำงานในโหมดก่อนเรโซแนนซ์ จุดรองรับจะถือว่ามีความแข็งคงที่ ในกรณีนี้จะใช้เซ็นเซอร์วัดแรง
แบบจำลองเชิงเส้นและไม่เชิงเส้นของระบบกลศาสตร์ ความไม่เชิงเส้นเป็นปัจจัยที่ขัดขวางการถ่วงสมดุล
เมื่อทำการถ่วงสมดุลโรเตอร์แบบแข็ง จะใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่เรียกว่าแบบจำลองเชิงเส้นสำหรับการคำนวณการถ่วงสมดุล แบบจำลองเชิงเส้นหมายความว่าในแบบจำลองดังกล่าว ปริมาณหนึ่งจะเป็นสัดส่วนโดยตรง (เชิงเส้น) กับอีกปริมาณหนึ่ง ตัวอย่างเช่น หากมวลที่ยังไม่ได้รับการชดเชยบนโรเตอร์เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า ค่าการสั่นสะเทือนก็จะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าเช่นกัน สำหรับโรเตอร์แบบแข็ง สามารถใช้แบบจำลองเชิงเส้นได้ เนื่องจากโรเตอร์ไม่เกิดการเปลี่ยนรูป
สำหรับโรเตอร์ที่ยืดหยุ่นได้ โมเดลเชิงเส้นไม่สามารถใช้ได้อีกต่อไป สำหรับโรเตอร์ที่ยืดหยุ่นได้ หากมวลของจุดหนักเพิ่มขึ้นในระหว่างการหมุน จะเกิดการเปลี่ยนรูปเพิ่มเติมขึ้น และนอกจากมวลแล้ว รัศมีของตำแหน่งของจุดหนักก็จะเพิ่มขึ้นด้วย ดังนั้น สำหรับโรเตอร์ที่ยืดหยุ่นได้ การสั่นสะเทือนจะเพิ่มขึ้นมากกว่าสองเท่า และวิธีการคำนวณตามปกติจะไม่สามารถใช้ได้
นอกจากนี้ การเปลี่ยนแปลงของความยืดหยุ่นของฐานรองรับเมื่อเกิดการเสียรูปขนาดใหญ่ เช่น เมื่อฐานรองรับเกิดการเสียรูปเพียงเล็กน้อย บางองค์ประกอบของโครงสร้างจะทำงาน และเมื่อเกิดการเสียรูปขนาดใหญ่ องค์ประกอบอื่นของโครงสร้างจะเข้ามามีส่วนร่วมด้วย นี่คือเหตุผลที่คุณไม่สามารถถ่วงสมดุลกลไกที่ไม่ยึดติดกับฐานราก แต่เพียงวางไว้บนพื้นได้ ตัวอย่างเช่น เมื่อเกิดการสั่นสะเทือนอย่างมีนัยสำคัญ แรงไม่สมดุลอาจดึงกลไกออกจากพื้น ส่งผลให้ลักษณะความแข็งของระบบเปลี่ยนแปลงไปอย่างมีนัยสำคัญ ฐานรองมอเตอร์ต้องยึดแน่นหนา จุดยึดสลักเกลียวต้องขันให้แน่น ความหนาของแหวนรองต้องให้ความแข็งแรงในการยึดติดเพียงพอ เป็นต้น หากตลับลูกปืนเสียหาย อาจทำให้เกิดการเยื้องศูนย์ของเพลาอย่างมากและแรงกระแทก ซึ่งจะทำให้ความตรงเชิงเส้นลดลงและไม่สามารถถ่วงสมดุลได้อย่างมีคุณภาพ
อุปกรณ์ถ่วงสมดุลและเครื่องถ่วงสมดุล
ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น การปรับสมดุลคือกระบวนการจัดแนวแกนกลางหลักของความเฉื่อยให้ตรงกับแกนหมุนของโรเตอร์
กระบวนการนี้สามารถทำได้ด้วยสองวิธี
วิธีแรกเกี่ยวข้องกับการกลึงฐานรองโรเตอร์ในลักษณะที่ทำให้แกนที่ผ่านจุดศูนย์กลางของฐานรองตัดกับแกนหลักของโมเมนต์ความเฉื่อยของโรเตอร์ เทคนิคนี้ไม่ค่อยถูกใช้ในทางปฏิบัติและจะไม่ถูกกล่าวถึงโดยละเอียดในบทความนี้
วิธีที่สอง (ที่พบมากที่สุด) คือการเคลื่อนย้าย ติดตั้ง หรือถอดน้ำหนักแก้ไขบนโรเตอร์ ซึ่งจะถูกวางไว้เพื่อให้แกนความเฉื่อยของโรเตอร์อยู่ใกล้กับแกนการหมุนของมันมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
การเคลื่อนย้าย การเพิ่ม หรือการนำน้ำหนักปรับแก้ออกในระหว่างการบาลานซ์สามารถทำได้โดยกระบวนการทางเทคโนโลยีต่าง ๆ ได้แก่: การเจาะ, การกัด, การขัดผิว, การเชื่อม, การขันหรือคลายสกรู, การเผาด้วยเลเซอร์หรือลำแสงอิเล็กตรอน, การแยกด้วยไฟฟ้า, การขัดผิวด้วยสนามแม่เหล็กไฟฟ้า, เป็นต้น
กระบวนการปรับสมดุลสามารถทำได้สองวิธี:
- การถ่วงสมดุลของโรเตอร์ที่ประกอบแล้ว (ในตลับลูกปืนของตัวเอง) โดยใช้เครื่องถ่วงสมดุล
- การปรับสมดุลของโรเตอร์บนเครื่องปรับสมดุล สำหรับการปรับสมดุลของโรเตอร์ในตลับลูกปืนของตัวเอง มักใช้เครื่องมือปรับสมดุลเฉพาะทาง (ชุดอุปกรณ์) ซึ่งช่วยให้สามารถวัดการสั่นสะเทือนของโรเตอร์ที่ปรับสมดุลแล้วในรูปแบบเวกเตอร์ที่ความถี่การหมุนของมัน กล่าวคือ สามารถวัดทั้งแอมพลิจูดและเฟสของการสั่นสะเทือน ในปัจจุบัน อุปกรณ์ดังกล่าวข้างต้นได้รับการผลิตขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีไมโครโปรเซสเซอร์ และ (ยกเว้นการวัดและวิเคราะห์การสั่นสะเทือน) สามารถคำนวณค่าพารามิเตอร์ของน้ำหนักปรับแก้ได้โดยอัตโนมัติ ซึ่งควรติดตั้งบนโรเตอร์เพื่อชดเชยความไม่สมดุลของมัน
อุปกรณ์เหล่านี้ประกอบด้วย:
- หน่วยวัดและคำนวณที่อิงตามคอมพิวเตอร์หรือตัวควบคุมอุตสาหกรรม
- เซ็นเซอร์ตรวจจับการสั่นสะเทือน 2 ตัว (หรือมากกว่า)
- เซ็นเซอร์มุมเฟส
- อุปกรณ์เสริมสำหรับติดตั้งเซ็นเซอร์ในสถานที่
- ซอฟต์แวร์เฉพาะทาง ออกแบบมาเพื่อดำเนินการวัดพารามิเตอร์การสั่นสะเทือนของโรเตอร์อย่างครบวงจรในหนึ่ง สอง หรือหลายระนาบแก้ไข
เครื่องถ่วงสมดุลสองประเภทที่ใช้กันทั่วไปในปัจจุบันคือ:
- เครื่องจักรที่มีฐานรองรับแบบนุ่ม (พร้อมฐานรองรับแบบนุ่ม);
- เครื่องบาลานซ์แบบฐานแข็ง (ฐานรองรับแบบแข็ง)
เครื่องจักรที่มีแบริ่งแบบอ่อนจะมีตัวรองรับที่ค่อนข้างยืดหยุ่นได้ เช่น สปริงแบน ความถี่ของการสั่นสะเทือนตามธรรมชาติของตัวรองรับเหล่านี้มักจะต่ำกว่าความถี่การหมุนของโรเตอร์ที่กำลังถ่วงสมดุลซึ่งติดตั้งอยู่บนนั้นประมาณ 2-3 เท่า โดยปกติแล้วจะใช้เซ็นเซอร์วัดการสั่นสะเทือน (เช่น มาตรวัดความเร่ง เซ็นเซอร์วัดความเร็วการสั่นสะเทือน เป็นต้น) ในการวัดการสั่นสะเทือนของตัวรองรับก่อนเกิดการสั่นพ้องของเครื่องจักร.
เครื่องถ่วงสมดุลก่อนการสั่นพ้องใช้ฐานรองที่มีความแข็งค่อนข้างสูง ซึ่งความถี่ธรรมชาติของการสั่นควรสูงกว่าความถี่การหมุนของโรเตอร์ที่กำลังถ่วงสมดุลประมาณ 2-3 เท่า โดยทั่วไปจะใช้ตัวแปลงสัญญาณแรงเพื่อวัดแรงสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นกับฐานรองของเครื่องถ่วงสมดุลก่อนการสั่นพ้อง
ข้อดีของเครื่องถ่วงสมดุลก่อนเกิดเรโซแนนซ์คือ สามารถทำการถ่วงสมดุลได้ที่ความเร็วรอบโรเตอร์ค่อนข้างต่ำ (สูงสุด 400-500 รอบต่อนาที) ซึ่งช่วยลดความซับซ้อนในการออกแบบเครื่องจักรและฐานรากอย่างมาก และเพิ่มประสิทธิภาพและความปลอดภัยในการถ่วงสมดุล.
การถ่วงสมดุลโรเตอร์แข็ง
สำคัญ!
- การถ่วงสมดุลจะกำจัดเฉพาะการสั่นสะเทือนที่เกิดจากการกระจายมวลของโรเตอร์ที่ไม่สมมาตรเมื่อเทียบกับแกนหมุนเท่านั้น การสั่นสะเทือนประเภทอื่น ๆ จะไม่ถูกกำจัดโดยการถ่วงสมดุล!
- กลไกทางเทคนิคซึ่งการออกแบบรับประกันการไม่มีการสั่นพ้องที่ความถี่การทำงานของการหมุน ติดตั้งอย่างมั่นคงบนฐาน ติดตั้งในตลับลูกปืนที่ใช้งานได้ ต้องผ่านการปรับสมดุล
- เครื่องจักรที่ชำรุดต้องได้รับการซ่อมแซมก่อนที่จะทำการถ่วงสมดุล มิฉะนั้น การถ่วงสมดุลที่มีคุณภาพจะไม่สามารถทำได้
การถ่วงสมดุลไม่สามารถทดแทนการซ่อมแซมได้!
หน้าที่หลักของการถ่วงสมดุลคือการหามวลและตำแหน่งของน้ำหนักชดเชยที่ใช้ต้านแรงเหวี่ยงหนีศูนย์
ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น สำหรับโรเตอร์แบบแข็ง โดยทั่วไปแล้วจำเป็นต้องติดตั้งน้ำหนักชดเชยสองตัว ซึ่งเพียงพอที่จะขจัดความไม่สมดุลทั้งแบบสถิตและแบบพลวัตของโรเตอร์ได้ แผนผังทั่วไปสำหรับการวัดการสั่นสะเทือนระหว่างการถ่วงสมดุลมีดังนี้
เซ็นเซอร์วัดการสั่นสะเทือนถูกติดตั้งบนฐานรองรับแบริ่งที่จุด 1 และ 2 เครื่องหมายรอบถูกติดกับโรเตอร์ โดยทั่วไปใช้เทปสะท้อนแสง เครื่องหมาย RPM ถูกใช้โดยเครื่องวัดความเร็วรอบแบบเลเซอร์เพื่อกำหนดความเร็วรอบและเฟสของสัญญาณการสั่นสะเทือน
วิธีการถ่วงสมดุลแบบไดนามิก (วิธีสามรอบ)
ในกรณีส่วนใหญ่ การถ่วงสมดุลแบบไดนามิกจะดำเนินการโดยใช้วิธีการเริ่มต้นสามครั้ง วิธีการนี้อาศัยข้อเท็จจริงที่ว่าน้ำหนักทดลองที่มีน้ำหนักที่ทราบจะวางบนโรเตอร์ในระนาบที่ 1 และ 2 และน้ำหนักกับตำแหน่งของน้ำหนักแก้ไขจะถูกคำนวณจากผลการเปลี่ยนแปลงในพารามิเตอร์การสั่นสะเทือน
ตำแหน่งที่ติดตั้งน้ำหนักเรียกว่าระนาบแก้ไข โดยปกติระนาบแก้ไขจะถูกเลือกในบริเวณที่รองรับแบริ่งซึ่งโรเตอร์ติดตั้งอยู่
เมื่อเริ่มต้นใช้งานครั้งแรก จะทำการวัดการสั่นสะเทือนเริ่มต้น จากนั้นจึงวางน้ำหนักทดลองที่มีน้ำหนักที่ทราบแน่ชัดบนโรเตอร์ให้อยู่ใกล้กับตลับลูกปืนด้านใดด้านหนึ่ง ดำเนินการเริ่มต้นครั้งที่สองและวัดพารามิเตอร์การสั่นสะเทือน ซึ่งควรมีการเปลี่ยนแปลงเนื่องจากการติดตั้งน้ำหนักทดลอง จากนั้นนำน้ำหนักทดลองในระนาบแรกออกและติดตั้งในระนาบที่สอง ดำเนินการทดสอบครั้งที่สามและวัดพารามิเตอร์การสั่นสะเทือน นำน้ำหนักทดลองออกและซอฟต์แวร์จะคำนวณมวลและมุมติดตั้งของน้ำหนักถ่วงสมดุลโดยอัตโนมัติ
จุดประสงค์ของการติดตั้งน้ำหนักทดสอบคือการตรวจสอบว่าระบบตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของความไม่สมดุลอย่างไร น้ำหนักและตำแหน่งของน้ำหนักทดสอบเป็นที่ทราบแล้ว ดังนั้นซอฟต์แวร์จึงสามารถคำนวณค่าที่เรียกว่าสัมประสิทธิ์อิทธิพลได้ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าการเพิ่มความไม่สมดุลที่ทราบแล้วมีผลต่อพารามิเตอร์การสั่นสะเทือนอย่างไร สัมประสิทธิ์อิทธิพลเป็นลักษณะเฉพาะของระบบกลไกเอง และขึ้นอยู่กับค่าความแข็งของตัวรองรับและมวล (แรงเฉื่อย) ของระบบโรเตอร์-รองรับ
สำหรับกลไกประเภทเดียวกันที่มีการออกแบบเหมือนกัน ค่าสัมประสิทธิ์อิทธิพลจะใกล้เคียงกัน สามารถบันทึกค่าเหล่านี้ไว้ในหน่วยความจำคอมพิวเตอร์และนำมาใช้ในการถ่วงสมดุลกลไกประเภทเดียวกันโดยไม่ต้องทดสอบ ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการถ่วงสมดุลได้อย่างมาก โปรดทราบว่าควรเลือกมวลของน้ำหนักทดลองให้เหมาะสมเพื่อให้พารามิเตอร์การสั่นสะเทือนเปลี่ยนแปลงอย่างเห็นได้ชัดเมื่อติดตั้งน้ำหนักทดลอง มิฉะนั้น ความผิดพลาดในการคำนวณสัมประสิทธิ์อิทธิพลจะเพิ่มขึ้นและคุณภาพของการถ่วงสมดุลจะลดลง
ดังที่เห็นใน Fig. 1 แรงเหวี่ยงหนีศูนย์จะกระทำในทิศทางแนวรัศมี กล่าวคือ ตั้งฉากกับแกนโรเตอร์ ดังนั้นต้องติดตั้งเซ็นเซอร์การสั่นสะเทือนให้แกนความไวของเซ็นเซอร์ชี้ไปในทิศทางแนวรัศมีเช่นกัน โดยปกติความแข็งของฐานรองรับในทิศทางแนวนอนจะน้อยกว่า จึงทำให้การสั่นสะเทือนในทิศทางแนวนอนสูงกว่า ดังนั้นเพื่อเพิ่มความไว ควรติดตั้งเซ็นเซอร์ให้แกนความไวชี้ในแนวนอนด้วย แม้ว่าโดยหลักการแล้วจะไม่มีความแตกต่างพื้นฐาน นอกจากการสั่นสะเทือนในทิศทางแนวรัศมีแล้ว ยังต้องติดตามการสั่นสะเทือนในทิศทางแกนตามแนวแกนหมุนของโรเตอร์ด้วย การสั่นสะเทือนนี้มักไม่ได้เกิดจากความไม่สมดุล แต่เกิดจากสาเหตุอื่น โดยหลักแล้วเกี่ยวข้องกับการไม่ตรงแนวของเพลาที่เชื่อมต่อกันผ่านคัปปลิง
การสั่นสะเทือนนี้ไม่สามารถกำจัดได้ด้วยการปรับสมดุลเพียงอย่างเดียว ในกรณีนี้จำเป็นต้องทำการจัดแนวแกน ในทางปฏิบัติ เครื่องจักรดังกล่าวโดยทั่วไปมักมีความไม่สมดุลของโรเตอร์และการจัดแนวแกนที่ไม่ถูกต้อง ซึ่งทำให้การกำจัดการสั่นสะเทือนทำได้ยากขึ้นมาก ในกรณีเช่นนี้ จำเป็นต้องจัดตำแหน่งศูนย์กลางของเครื่องจักรให้เรียบร้อยก่อน แล้วจึงทำการปรับสมดุล (อย่างไรก็ตาม หากมีความไม่สมดุลของแรงบิดอย่างมาก การสั่นสะเทือนก็อาจเกิดขึ้นในทิศทางตามแนวแกนเนื่องจากการ "บิด" ของโครงสร้างฐานราก)
บทความที่เกี่ยวข้อง (ตัวอย่างของแท่นบาลานซ์)
- ขาตั้งสมดุลพร้อมฐานรองนุ่ม
- การปรับสมดุลโรเตอร์ของมอเตอร์ไฟฟ้า
- แท่นถ่วงสมดุลที่เรียบง่ายแต่มีประสิทธิภาพ
เกณฑ์การประเมินคุณภาพของการถ่วงสมดุลกลไก
คุณภาพการถ่วงสมดุลของโรเตอร์ (กลไก) สามารถประเมินได้สองวิธี วิธีแรกคือการเปรียบเทียบปริมาณความไม่สมดุลคงเหลือที่กำหนดระหว่างกระบวนการถ่วงสมดุลกับค่าคลาดเคลื่อนของความไม่สมดุลคงเหลือ ค่าคลาดเคลื่อนเหล่านี้สำหรับโรเตอร์แต่ละชั้นระบุไว้ใน ISO 21940-11 (เดิมคือ ISO 1940-1)
อย่างไรก็ตาม การปฏิบัติตามค่าความคลาดเคลื่อนที่กำหนดไว้ไม่สามารถรับประกันความน่าเชื่อถือในการทำงานของกลไกได้อย่างสมบูรณ์ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการบรรลุระดับการสั่นสะเทือนขั้นต่ำของกลไกนั้น สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าขนาดของการสั่นสะเทือนของกลไกไม่ได้ถูกกำหนดโดยขนาดของแรงที่เกี่ยวข้องกับความไม่สมดุลที่เหลืออยู่ของโรเตอร์เท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์อื่นๆ อีกหลายประการ รวมถึง: ความแข็ง k ขององค์ประกอบโครงสร้างของกลไก มวล m ของกลไก ตัวแปรการหน่วง รวมถึงความถี่ในการหมุน ดังนั้น เพื่อประมาณคุณภาพเชิงพลวัตของกลไก (รวมถึงคุณภาพของความสมดุลของมัน) ในหลายกรณี จึงแนะนำให้ประมาณระดับการสั่นสะเทือนที่เหลืออยู่ของกลไก ซึ่งถูกควบคุมโดยมาตรฐานหลายฉบับ
มาตรฐานที่พบบ่อยที่สุดซึ่งควบคุมระดับการสั่นสะเทือนที่ยอมรับได้ของกลไกคือ ISO 10816-3-2002 ด้วยความช่วยเหลือของมาตรฐานนี้ สามารถกำหนดค่าความคลาดเคลื่อนสำหรับเครื่องจักรทุกประเภท โดยคำนึงถึงกำลังของระบบขับเคลื่อนไฟฟ้า
นอกเหนือจากมาตรฐานสากลนี้แล้ว ยังมีมาตรฐานเฉพาะทางหลายฉบับที่พัฒนาขึ้นสำหรับเครื่องจักรประเภทเฉพาะ ตัวอย่างเช่น 31350-2007, ISO 7919-1-2002 เป็นต้น
มาตรฐานและเอกสารอ้างอิง
- ISO 1940-1:2007. การสั่นสะเทือน ข้อกำหนดสำหรับคุณภาพการถ่วงสมดุลของโรเตอร์แบบแข็ง ส่วนที่ 1 การกำหนดค่าความไม่สมดุลที่อนุญาต.
- ISO 10816-3:2009. การสั่นสะเทือนเชิงกล — การประเมินการสั่นสะเทือนของเครื่องจักรโดยการวัดบนชิ้นส่วนที่ไม่หมุน — ตอนที่ 3: เครื่องจักรอุตสาหกรรมที่มีกำลังไฟฟ้าระบุมากกว่า 15 กิโลวัตต์ และความเร็วระบุระหว่าง 120 รอบ/นาที ถึง 15,000 รอบ/นาที เมื่อวัดในสถานที่จริง.
- ISO 14694:2003. พัดลมอุตสาหกรรม — ข้อกำหนดด้านคุณภาพการสมดุลและระดับการสั่นสะเทือน.
- ISO 7919-1:2002. การสั่นสะเทือนของเครื่องจักรที่ไม่มีการเคลื่อนที่แบบลูกสูบ — การวัดบนเพลาหมุนและเกณฑ์การประเมิน — คำแนะนำทั่วไป.
คำถามที่พบบ่อย
การถ่วงสมดุลช่วยขจัดแรงสั่นสะเทือนทั้งหมดได้หรือไม่?
ไม่ การถ่วงสมดุลช่วยขจัดแรงสั่นสะเทือนที่เกิดจากการกระจายมวลของโรเตอร์ที่ไม่สมมาตรเมื่อเทียบกับแกนหมุน แรงสั่นสะเทือนจากความคลาดเคลื่อนของแนวแกน ข้อบกพร่องของแบริ่ง แรงทางอากาศพลศาสตร์/อุทกพลศาสตร์ แรงทางแม่เหล็กไฟฟ้า และสาเหตุอื่นๆ จำเป็นต้องมีการวินิจฉัยและแก้ไขแยกต่างหาก.
เหตุใดการถ่วงสมดุลจึงอาจล้มเหลวเมื่ออยู่ใกล้จุดเรโซแนนซ์?
ใกล้จุดเรโซแนนซ์ การเปลี่ยนแปลงความเร็วเพียงเล็กน้อยอาจทำให้แอมพลิจูดการสั่นสะเทือนเปลี่ยนแปลงอย่างมาก และเกิดการเลื่อนเฟสถึง 180 องศา ในสภาวะเช่นนี้ ผลการวัดจะไม่มีเสถียรภาพ และขั้นตอนการถ่วงสมดุลแบบเดิมอาจไม่สามารถหาค่าที่เสถียรได้หากไม่มีวิธีการพิเศษ.
เมื่อใดที่คุณต้องการการถ่วงสมดุลแบบระนาบเดียว เทียบกับการถ่วงสมดุลแบบสองระนาบ?
สำหรับโรเตอร์แบบแข็ง การติดตั้งตุ้มถ่วงสองอันที่แยกจากกันตามความยาวของโรเตอร์นั้นโดยทั่วไปแล้วเพียงพอต่อการขจัดความไม่สมดุลทั้งแบบสถิตและแบบไดนามิก โรเตอร์แบบแคบมักแสดงความไม่สมดุลแบบสถิตเป็นส่วนใหญ่ แต่การเสียรูปและรูปทรงเรขาคณิตอาจทำให้เกิดส่วนประกอบแบบไดนามิกซึ่งอาจต้องใช้การแก้ไขในสองระนาบ.
ควรทำอะไรบ้างก่อนทำการถ่วงสมดุล?
ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเครื่องจักรอยู่ในสภาพพร้อมใช้งาน: ติดตั้งบนฐานอย่างมั่นคง ตลับลูกปืนอยู่ในสภาพดี ไม่มีส่วนใดหลวมมากเกินไป และไม่มีแหล่งที่มาของความไม่เป็นเชิงเส้นที่เห็นได้ชัด การถ่วงสมดุลไม่ใช่สิ่งที่ทดแทนการซ่อมแซมได้.
ประเด็นสำคัญ
- การถ่วงสมดุลจะช่วยแก้ไขการกระตุ้นที่เกี่ยวข้องกับมวล (แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง) แต่จะไม่สามารถแก้ไขปัญหาการจัดแนวที่ไม่ถูกต้อง ความเสียหายของแบริ่ง หรือแหล่งกำเนิดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า/อากาศพลศาสตร์ได้.
- การสั่นพ้องและความไม่เป็นเชิงเส้นอาจทำให้การปรับสมดุลแบบเดิมไม่ได้ผลหรืออาจก่อให้เกิดอันตรายได้
- สำหรับโรเตอร์แบบแข็ง การถ่วงสมดุลแบบสองระนาบเป็นวิธีแก้ปัญหาทั่วไปสำหรับความไม่สมดุลทั้งแบบสถิตและแบบไดนามิก.
