ทำความเข้าใจเกี่ยวกับการปรับสมดุลแบบคงที่ (การปรับสมดุลแบบระนาบเดียว)

คำจำกัดความ: การปรับสมดุลแบบคงที่คืออะไร?

การปรับสมดุลแบบคงที่ เป็นรูปแบบที่ง่ายที่สุดของการปรับสมดุลโรเตอร์ เป็นกระบวนการที่แก้ไข ความไม่สมดุลแบบคงที่สภาวะที่จุดศูนย์กลางมวลของโรเตอร์เคลื่อนออกจากแกนหมุน ทำให้เกิด “จุดหนัก” เพียงจุดเดียว ในทางทฤษฎี การปรับสมดุลแบบนี้สามารถทำได้ในขณะที่โรเตอร์อยู่นิ่ง (แบบคงที่) หากโรเตอร์ที่มีความไม่สมดุลสถิตย์บริสุทธิ์ถูกวางบนพื้นผิวที่ไม่มีแรงเสียดทาน (เช่น คมมีด) โรเตอร์จะหมุนจนกระทั่งจุดหนักตกตะกอนที่จุดต่ำสุดเนื่องจากแรงโน้มถ่วง

การปรับสมดุลแบบคงที่เกี่ยวข้องกับการแก้ไขใน เครื่องบินลำเดียว เพื่อแก้ไขจุดหนักนี้ การแก้ไขคือการวางน้ำหนักเพียงอันเดียว 180° ตรงข้ามกับจุดหนัก เพื่อนำจุดศูนย์กลางมวลกลับมาที่จุดศูนย์กลางการหมุน

ความไม่สมดุลแบบคงที่เทียบกับความไม่สมดุลแบบไดนามิก

ความไม่สมดุลสถิตย์ หรือที่รู้จักกันในชื่อ “ความไม่สมดุลของแรง” เพราะมันสร้างแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางที่กระทำในแนวรัศมีจากจุดศูนย์กลางการหมุน อย่างไรก็ตาม มันไม่ก่อให้เกิด “การควบคู่” หรือการโยกตัว ซึ่งตรงกันข้ามกับ ความไม่สมดุลแบบไดนามิกซึ่งเป็นการรวมกันของทั้งแรงและความไม่สมดุลของคู่ควบ และจำเป็นต้องมีการแก้ไขอย่างน้อยสองระนาบจึงจะได้รับการแก้ไขอย่างสมบูรณ์ โรเตอร์สามารถรักษาสมดุลสถิตได้อย่างสมบูรณ์แบบ แต่ยังคงมีความไม่สมดุลของคู่ควบอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งจะทำให้เกิดการสั่นสะเทือนอย่างรุนแรงเมื่อหมุน

เมื่อใดการปรับสมดุลแบบคงที่จึงจะเพียงพอ?

การปรับสมดุลแบบสถิตเป็นวิธีที่เหมาะสมและเพียงพอสำหรับโรเตอร์บางประเภทเท่านั้น โดยทั่วไปจะสงวนไว้สำหรับชิ้นส่วนที่แคบมากหรือมีรูปร่างคล้ายจาน ซึ่งความยาวแกนเล็กมากเมื่อเทียบกับเส้นผ่านศูนย์กลาง สำหรับโรเตอร์ประเภทนี้ ไม่น่าจะเกิดความไม่สมดุลอย่างมีนัยสำคัญ

ตัวอย่างทั่วไปของโรเตอร์ที่การปรับสมดุลแบบคงที่ระนาบเดียวมักเพียงพอ ได้แก่:

• หินเจียร
• ล้อและยางรถยนต์
• ล้อพัดลมหรือโบลเวอร์แบบเดี่ยวแคบ
• มู่เล่
• รอกและลูกรอก

สำหรับโรเตอร์ใดๆ ที่มีความยาวมาก (เช่น อาร์เมเจอร์มอเตอร์ ปั๊มหลายขั้นตอน หรือเพลาที่ยาว) การปรับสมดุลแบบคงที่เพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอ และ การปรับสมดุลแบบไดนามิก เป็นสิ่งที่จำเป็น

วิธีการปรับสมดุลแบบคงที่

1. การทรงตัวแบบคมมีด

นี่เป็นวิธีคลาสสิกแบบไม่หมุน ใบพัดจะถูกวางบนคมมีดคู่ขนาน ระดับ และแรงเสียดทานต่ำ ใบพัดจะหมุนจนกระทั่งจุดที่หนักที่สุดอยู่ด้านล่าง จากนั้นจึงเพิ่มน้ำหนักชั่วคราวลงไปด้านบน (180° ตรงข้าม) จนกระทั่งใบพัดคงอยู่ในตำแหน่งที่วางโดยไม่หมุน น้ำหนักนี้จะกลายเป็นน้ำหนักถาวร

2. เครื่องปรับสมดุลแนวตั้ง

การปรับสมดุลแบบสถิตสมัยใหม่มักทำบนเครื่องปรับสมดุลแนวตั้ง โรเตอร์ (เช่น มู่เล่หรือยาง) จะถูกวางลงบนแผ่นแนวนอนที่มีเซ็นเซอร์แรงรองรับ เครื่องจะหมุนโรเตอร์ด้วยความเร็วต่ำ และเซ็นเซอร์จะวัดทิศทางและขนาดของแรงที่ไม่สมดุล พร้อมแสดงค่าการแก้ไขที่ต้องการบนหน้าจอ

3. การปรับสมดุลสนามระนาบเดียว

การปรับสมดุลแบบคงที่สามารถทำได้ในภาคสนามโดยใช้เครื่องจักรที่ประกอบแล้ว โดยใช้เครื่องวิเคราะห์การสั่นสะเทือนแบบพกพา วิธีนี้เป็นวิธีแบบระนาบเดียวของวิธีสัมประสิทธิ์อิทธิพล จะทำการอ่านค่าการสั่นสะเทือน เพิ่มน้ำหนักทดลอง อ่านค่าครั้งที่สอง จากนั้นเครื่องมือจะคำนวณน้ำหนักแก้ไขเดี่ยวที่ต้องการและมุมของน้ำหนักแก้ไข

ข้อจำกัด

ข้อจำกัดหลักของการปรับสมดุลแบบสถิตคือไม่สามารถตรวจจับหรือแก้ไขความไม่สมดุลของคู่ควบได้ การใช้การปรับสมดุลแบบสถิตกับโรเตอร์ที่มีความไม่สมดุลแบบไดนามิกบางครั้งอาจทำให้การสั่นสะเทือนแย่ลงโดยการแก้ไของค์ประกอบแรง แต่กลับเพิกเฉยหรือทำให้องค์ประกอบคู่ควบรุนแรงขึ้น ด้วยเหตุนี้ สำหรับเครื่องจักรอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ การปรับสมดุลแบบไดนามิกแบบสองระนาบจึงเป็นมาตรฐานและแนวปฏิบัติที่จำเป็น

← กลับสู่ดัชนีหลัก