ทำความเข้าใจเกี่ยวกับความไม่สมดุลเบื้องต้น
ความไม่สมดุลเบื้องต้น — เรียกว่าความไม่สมดุลเดิมหรือความไม่สมดุลเริ่มต้น — คือ ความไม่สมดุล สภาพที่มีอยู่ใน โรเตอร์ before any สมดุล ได้มีการใช้การแก้ไข มันคือสถานะพื้นฐานของโรเตอร์ ถูกจับระหว่างการทำงานครั้งแรกของกระบวนการปรับสมดุล ขนาดและตำแหน่งเชิงมุมของมันจะพบได้โดยการวัด การสั่นสะเทือน แอมพลิจูดและ เฟส ในขณะที่โรเตอร์หมุนด้วยความเร็วในการปรับสมดุล ทุกสิ่งที่ตามมาในงานปรับสมดุลจะอ้างอิงถึงเวกเตอร์เริ่มต้นนี้: เป็นเกณฑ์มาตรฐานที่จะทำให้สามารถตัดสินความมีประสิทธิภาพของงาน และสิ่งที่เหลืออยู่เมื่อการแก้ไขสมบูรณ์เรียกว่า ความไม่สมดุลที่เหลืออยู่.
1. แหล่งที่มาของความไม่สมดุลเริ่มต้น
ความไม่สมดุลเริ่มต้นสะสมจากแหล่งต่างๆ มากมายตลอดชีวิตของโรเตอร์ — ในการผลิต ในการประกอบ ในการใช้งาน และแม้ในระหว่างการบำรุงรักษาที่มีจุดประสงค์เพื่อปรับปรุง
ความคลาดเคลื่อนในการผลิต
แม้ว่ามีการกลึงแบบแม่นยำ ความสมมาตรที่สมบูรณ์แบบเป็นไปไม่ได้:
- การแปรผันของความหนาแน่นของวัสดุ: วัสดุที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน โพรงภายใน หรือการรวมตัวสร้างความไม่สมดุลของมวล
- ค่าความคลาดเคลื่อนในการกลึง: การเบี่ยงเบนเล็กน้อยจากความเข้มข้นแท้จริง — การหมดแรง หรือ ความแปลกประหลาด — สร้างความไม่สมดุล
- การแปรผันของความหนาของผนัง: ในโรเตอร์หล่อหรือสร้างขึ้น ผนังที่ไม่เท่ากันหมายความว่าการกระจายมวลไม่เท่ากัน
- ความพรุนและข้อบกพร่องของการหล่อ: กระเป๋าอากาศ การหดตัว หรือการรวมตัวของซากวัตถุเปลี่ยนมวล
ข้อผิดพลาดและความแปรปรวนในการประกอบ
เมื่อโรเตอร์สร้างจากส่วนประกอบหลายส่วน สามารถนำเข้าความไม่สมดุลได้แม้ว่าแต่ละส่วนจะดีแต่ละส่วน:
- การสะสมของค่าความคลาดเคลื่อน: ส่วนประกอบที่สมดุลได้ดีสามารถเพิ่มได้ vectorially เป็นจำนวนรวมที่มีนัยสำคัญ
- การเชื่อมต่อด้วยคีย์: คีย์ ร่องคีย์ และสไปลน์มีลักษณะไม่สมมาตรโดยธรรมชาติ
- รูสำหรับน๊อตและตัวยึดเหล็ก: รูที่間隔ไม่เท่า กัน หรือตัวยึดเหล็กที่ไม่ตรงกัน เพิ่มความไม่สมดุล
- การพอดีแบบอุณหภูมิและการอัด: ส่วนประกอบที่ติดแน่นด้วยการหดตัวหรือการอัด อาจไม่นั่งที่เส้นแกนกลาง
สาเหตุการดำเนินงาน
ความไม่สมดุลยังพัฒนาในการใช้งาน เบี่ยงเบนไปจากสภาวะที่สมดุลเดิมของโรเตอร์:
- การสะสมของวัตถุ: ฝุ่น ธุลี ตะไคร่ หรือผลิตภัณฑ์กระบวนการจำนวนมากบน impellersใบพัด หรือพื้นผิวโรเตอร์
- Erosion and สวมใส่: การสูญเสียวัตถุที่ไม่เท่ากันจากการขัด การกัดกร่อน, หรือ การเกิดโพรงอากาศ.
- ส่วนประกอบหักหรือหายไป: ใบพัดหายไป ใบแรงเหวี่ยงหัก ส่วนประกอบที่หลุด
- การเสียรูป: การดัด งอ หรือเสียรูปเนื่องจากแรงกระแทก ความร้อนสูงเกินไป หรือการรับน้ำหนักมากเกินไป.
- ส่วนประกอบที่หลวม: ส่วนประกอบที่อยู่นิ่งแล้วเลื่อนตำแหน่ง
กิจกรรมการบำรุงรักษาและซ่อมแซม
ที่น่าประหลาดใจคือ การบำรุงรักษาอาจนำเสนอความไม่สมดุลเดียวกับที่มันตั้งใจที่จะแก้ไข:
- การติดตั้งชิ้นส่วนสำรองที่มีมวลหรือการกระจายมวลที่แตกต่างกัน
- การซ่อมแซมด้วยการเชื่อมที่เพิ่มโลหะแบบไม่สมดุล
- การแก้ไขหรือการกลึงที่เอาส่วนวัสดุออกไม่สม่ำเสมอ
- สีหรือสารเคลือบที่ทาแบบไม่สม่ำเสมอ
2. วิธีการวัดความไม่สมดุลเบื้องต้น
ความไม่สมดุลเบื้องต้นถูกวัดปริมาณในการวิ่งการวัดครั้งแรกของขั้นตอนการสมดุล
พารามิเตอร์การวัด
- แอมพลิจูดการสั่นสะเทือน: ขนาดของส่วนประกอบ 1× (หนึ่งครั้งต่อการหมุน) ซึ่งมักเป็น mm/s, in/s, หรือ mils มันติดตามสัดส่วนโดยตรงกับความรุนแรงของความไม่สมดุล
- มุมเฟส: ตำแหน่งเชิงมุมของจุดที่หนักในองศา สัมพัทธ์กับเครื่องหมายอ้างอิงที่ตรวจพบโดย คีย์เฟสเซอร์ หรือ เครื่องวัดรอบเฟสบอกคุณ ที่ไหน มวลความไม่สมดุลอยู่ที่
- ความเร็ว: ความเร็วในการหมุนที่อ่านค่าการวัด — สำคัญเพราะ แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง จากความไม่สมดุลเพิ่มขึ้นตามกำลังสองของความเร็ว
การแทนค่าเวกเตอร์
ความไม่สมดุลเบื้องต้นจะแสดงเป็นเวกเตอร์ “O” (สำหรับ “Original”) ที่มีทั้งขนาดและทิศทาง ซึ่งมักจะวาดบน พล็อตขั้วโลก ที่ไหน:
- ความยาวของเวกเตอร์แสดงแอมพลิจูดของการสั่นสะเทือน และ
- มุมของเวกเตอร์แสดงเฟส — ตำแหน่งของจุดที่หนัก
3. ความสำคัญในกระบวนการสมดุล
การวัดความไม่สมดุลเบื้องต้นทำหลายงานพร้อมกัน
เส้นฐานสำหรับการแก้ไข
การคำนวณการสมดุลทั้งหมดมีการอ้างอิงถึงความไม่สมดุลเบื้องต้น วัตถุประสงค์คือการเพิ่ม น้ำหนักการแก้ไข ที่สร้างเวกเตอร์การสั่นสะเทือนที่เท่ากันและตรงข้ามกับเวกเตอร์เบื้องต้น ทำให้ยกเลิกได้
การประเมินความรุนแรง
ขนาดของความไม่สมดุลเบื้องต้นแสดงว่าปัญหามีความรุนแรงเพียงใด และช่วยตัดสินใจว่า:
- การปรับสมดุลเป็นการกระทำที่ถูกต้องหรือไม่ หรือความผิดพลาดทางกลไกอื่น — ความหลวม หรือการทำให้ไม่ตรงกลาง — ควรได้รับการแก้ไขก่อน;
- ขนาดที่เหมาะสมของ น้ำหนักทดลอง; and
- ว่าการแก้ไขหนึ่งครั้งเพียงพอหรือต้องใช้การวนซ้ำหลายครั้ง
การตรวจสอบสติที่มีประโยชน์ก่อนสัมผัสโรเตอร์คือการแปลงแอมพลิจูดที่วัดได้เป็นแรงที่โรเตอร์ปล่อยออกมาจริง ๆ ของเรา แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางจากเครื่องคำนวณความไม่สมดุล แปลงความไม่สมดุลและความเร็วที่กำหนดให้เป็นนิวตันโดยตรง ซึ่งทำให้ความเร่งธีบเห็นได้ชัด
การติดตามความก้าวหน้า
การเปรียบเทียบความไม่สมดุลเบื้องต้นกับความไม่สมดุลที่เหลือหลังจากการแก้ไขจะสามารถวัดความสำเร็จของงานได้ การปรับสมดุลที่ดีมักจะลดการสั่นสะเทือนลง 70-90% หรือมากกว่า จากระดับเบื้องต้น
การคำนวณค่าสัมประสิทธิ์อิทธิพล
ใน วิธีค่าสัมประสิทธิ์อิทธิพลความไม่สมดุลเวกเตอร์เบื้องต้นจะถูกลบออกจากการสั่นสะเทือนที่วัดได้ระหว่างการรันน้ำหนักทดลองเพื่อแยกผลกระทบของน้ำหนักทดลอง:
T = (O + T) − O, where O is the initial unbalance and T is the trial-weight effect.
จากผลกระทบที่แยกออกมาตัววิเคราะห์จะคำนวณค่าสัมประสิทธิ์อิทธิพล และในทางกลับกัน มวลการแก้ไขและมุมที่ถูกต้อง สำหรับงานระนาบเดียว คุณสามารถทำซ้ำการคำนวณเลขคณิตนี้ด้วย เครื่องคำนวณสัมประสิทธิ์อิทธิพล.
4. ความสัมพันธ์กับความไม่สมดุลที่เหลือ
วัตถุประสงค์ทั้งหมดของการปรับสมดุลคือการลดความไม่สมดุลเบื้องต้นให้อยู่ที่ระดับที่เหลือต่ำเพียงพอ ความสัมพันธ์นี้เป็นสถานการณ์ก่อนและหลังแบบง่าย:
- ความไม่สมดุลเบื้องต้น: สถานการณ์ “ก่อน”
- การแก้ไข: ขั้นตอนการปรับสมดุลและการติดตั้งน้ำหนัก
- ความไม่สมดุลที่เหลือ: สถานการณ์ “หลัง”
ตามอุดมคติแล้ว ค่าคงเหลือควรน้อยกว่า 10–30% ของค่าเริ่มต้น โดยมีเป้าหมายที่แน่นอนตั้งไว้ตามข้อกำหนดคุณภาพความสมดุลของโรเตอร์ภายใต้ ISO 21940-11 (ผู้สืบทอดสมัยใหม่ของ ISO 1940-1) การแปลงค่า เกรด G และความเร็วทำงานไปเป็นตัวเลขที่อนุญาตในหน่วยแกรม-มิลลิเมตรทำได้อย่างรวดเร็วโดยใช้ เครื่องคำนวณความไม่สมดุลคงเหลือ (ISO 21940-11).
5. ระดับความไม่สมดุลเริ่มต้นทั่วไป
ขนาดของความไม่สมดุลเริ่มต้นแตกต่างกันมากขึ้นอยู่กับประเภทอุปกรณ์และประวัติการใช้งาน
โรเตอร์ใหม่หรือที่เพิ่งปรับสมดุล
การสั่นสะเทือนทั่วไปอยู่ที่ 0.5 ถึง 2.0 มม./วินาที (0.02 ถึง 0.08 นิ้ว/วินาที) สำหรับเครื่องจักรอุตสาหกรรม ซึ่งแสดงถึงสภาวะความสมดุลที่ดีถึงยอมรับได้
โรเตอร์ที่ไม่สมดุลปานกลาง
การสั่นสะเทือน 2.0 ถึง 7.0 มม./วินาที (0.08 ถึง 0.28 นิ้ว/วินาที) หมายความว่าโรเตอร์ควรได้รับการปรับสมดุลในเร็ว ๆ นี้ นี่เป็นสภาวะทั่วไปสำหรับอุปกรณ์ที่ถึงเวลาบำรุงรักษาประจำตามปกติ
โรเตอร์ไม่สมดุลอย่างรุนแรง
การสั่นสะเทือนเกิน 7.0 มม./วินาที (0.28 นิ้ว/วินาที) บ่งชี้ถึงความไม่สมดุลที่รุนแรงซึ่งต้องการความเร่งด่วน มักเกิดจากใบพัดที่หายไป การสะสมของสิ่งสกปรก หรือความเสียหายของส่วนประกอบขนาดใหญ่
หมายเหตุ: ค่าเหล่านี้เป็นแนวทางทั่วไปสำหรับเครื่องจักรอุตสาหกรรมทั่วไป ระดับที่ยอมรับได้นั้นขึ้นอยู่กับประเภท ขนาด ความเร็ว และการติดตั้งของเครื่องจักร ตามที่กำหนดไว้ในมาตรฐานต่าง ๆ เช่น ISO 20816 series (เดิมชื่อ ISO 10816)
6. การวัดและการบันทึกข้อมูลในสนาม
ในเครื่องจักรที่ประกอบแล้ว ความไม่สมดุลเริ่มต้นจะถูกจับไว้ในสถานที่แทนที่จะเป็นใน เครื่องถ่วงดุล: เครื่องวิเคราะห์แบบสองช่องสัญญาณแบบพกพา เช่น บาลานเซ็ต-1A อ่านแอมพลิจูด 1× และเฟสในแบริ่งของเครื่องจักรที่ความเร็วทำงาน บันทึกเวกเตอร์ “O” เดิมไว้ และจากนั้นแนะนำการทำงานน้ำหนักทดลองและการรันแก้ไขที่ผลักมันลงมา โดยจับภาพสภาวะเดิมที่แท้จริงที่โรเตอร์ทำงานจริง รวมถึงผลกระทบจากการประกอบตัวและความร้อนที่เครื่องปรับสมดุลในแผนกไม่สามารถมองเห็นได้
ไม่ว่าจะใช้เครื่องมือใด การวัดความไม่สมดุลเริ่มต้นจะต้องถูกบันทึกไว้ในบันทึกการปรับสมดุล:
- แอมพลิจูดการสั่นสะเทือนและเฟสที่จุดวัดแต่ละจุด;
- ความเร็วทำงานระหว่างการวัด;
- วันที่และหมายเลขประจำตัวอุปกรณ์ และ
- สาเหตุที่มองเห็นได้ของความไม่สมดุลที่สังเกตเห็นได้ระหว่างการตรวจสอบ
เอกสารนี้สร้างประวัติการใช้งานของสภาวะโรเตอร์และสนับสนุน การวิเคราะห์แนวโน้ม เมื่อเวลาผ่านไป — เปิดเผยว่า เช่น ความไม่สมดุลนั้นค่อยๆ เพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ เนื่องจากการสะสมหรือการสึกกร่าน และช่วยให้การบำรุงรักษาสามารถวางแผนได้ก่อนที่การสั่นสะเทือนจะกลายเป็นรุนแรง
