Rotor Dengeleme — Prosedürler, Türler & Standartlar
Döner makinelerin balans ayarına dair eksiksiz kılavuz: statik ve dinamik balans (tek düzlem ve çift düzlem), etki katsayısı yöntemi, ISO 21940 toleransları, saha balans ayarı ve düzeltme teknikleri.
Bu kılavuz, Vibromera tarafından kullanılan saha dengeleme metodolojisini yansıtır; Vibromera'nın iki düzlemli Balanset cihazları, aşağıda açıklanan etki katsayısı yöntemini uygular.
Aynı konunun satın alma kararı açısından değerlendirmesi için bkz. taşınabilir bir dengeleme makinesi nasıl seçilir.
Statik ve Dinamik Dengeleme
İki temel dengeleme türü vardır; bunlar rotor geometrisine ve mevcut dengesizlik türüne göre belirlenir.
| Kriter | Tek Düzlem | İki Düzlem |
|---|---|---|
| Dengesizlik türü düzeltildi | Yalnızca statik | Statik + çift (dinamik) |
| Rotor geometrisi | L/D < 0,5 (disk benzeri) | L/D > 0,5 (uzunlamasına) |
| Koşu sayısı | 2 (başlangıç + deneme) | 3–4 (başlangıç + 2 deneme veya çapraz bağlantı) |
| Gerekli sensörler | 1 ivmeölçer + takometre | 2 ivmeölçer + takometre |
| Rulman titreşim deseni | 1×'te aynı fazda | Faz değişiyor (aynı fazda değil, 180° değil) |
| Tipik rotorlar | Fan pervaneleri, kasnaklar, taşlama diskleri | Motorlar, pompalar, silindirler, türbinler, miller |
| ISO düzlem önerisi | ISO 1940-1 §4.3'e göre dar rotorlar | Tüm uzun rotorlar için standart |
| Balanset-1A modu | F2 | F3 |
Dengeleme Prosedürü
Etki katsayısı (deneme ağırlığı) yöntemi — saha ve atölye dengelemesi için standart yaklaşım
Neden Dengeleme? — Faydaları
Dönen makinelerde titreşimin temel kaynağı dengesizliktir. Dengesizliğin düzeltilmesi ölçülebilir sonuçlar verir.
Rotor dengelemesi nedir?
Rotor dengeleme Dönen bir cismin kütle dağılımını, kütle merkezi geometrik dönme ekseniyle çakışacak şekilde iyileştirme işlemidir. Bu, merkezkaç kuvvetlerini en aza indirerek titreşimi, rulman yükleri, gürültüyü ve enerji tüketimini azaltır. Düzeltme, titreşim ölçümleri ve faz analizinin rehberliğinde belirli konumlara ve açılara ağırlık eklenerek veya ağırlık çıkarılarak yapılır. Kabul kriteri ISO 1940-1 (ISO 21940-11) G notları tarafından tanımlanır. İki türü vardır. statik (tek düzlem) disk benzeri rotorlar için ve dinamik (iki düzlem) uzun rotorlar için.
Balanssızlık Dönen makinelerde titreşimin en yaygın kaynağıdır. Kütle dağılımı kusurlu olduğunda – üretim toleransları, malzeme homojen olmaması, korozyon, tortu birikimi veya hasar nedeniyle – hızın karesiyle artan merkezkaç kuvvetleri oluşur. Düşük hızda küçük bir dengesizlik, yüksek hızda yıkıcı hale gelebilir.
Dengeleme işlemi, titreşim tepkisini yinelemeli olarak ölçerek ve kalıntı denge sağlanana kadar kütle dağılımını ayarlayarak bu sorunu çözer. balanssızlık Tolerans dahilindedir. Bu hem bir üretim süreci (atölye dengeleme makinelerinde) hem de bir bakım sürecidir (kurulu ekipmanda saha dengelemesi).
Etki Katsayısı Yöntemi
Hem özel makinelerde hem de sahada yapılan modern dengeleme işlemleri, şu prensiplere dayanmaktadır: etki katsayısı (deneme ağırlığı) yöntemi. Fiziksel prensip şudur: Bilinen bir konumdaki bilinen bir kütlenin titreşimi nasıl değiştirdiğini biliyorsak, orijinal dengesizliği ortadan kaldırmak için gereken kütleyi ve konumu hesaplayabiliriz.
İki düzlemli dengeleme için sistem 2×2'lik bir matris haline gelir (düzlemler arasındaki çapraz bağlantıyı hesaba katan dört etki katsayısı), ancak prensip aynıdır. Balanset-1A Bu sorun otomatik olarak çözülüyor; operatör sadece makineyi çalıştırıyor ve deneme ağırlıklarını takıyor.
Deneme Ağırlığı Seçimi
Deneme ağırlığı, tehlikeli yükler oluşturmadan titreşimde fark edilir bir değişim yaratmalıdır (ideal olarak başlangıç seviyesinin %10–30'u). Faydalı bir başlangıç tahmini:
Ne Zaman Dengeleme Yapılmalı — Titreşim İmzası
Titreşimin dengesizlikten mi yoksa başka bir nedenden mi kaynaklandığını nasıl anlıyorsunuz? hizasızlık, gevşeklik veya rulman kusurları?
Frekans: Tam olarak 1× RPM'de (çalışma hızı) baskın tepe noktası FFT spektrum.
Yön: Esas olarak radyal (yatay ve dikey). Eksenel bileşen küçüktür.
Faz: 1× büyütmede kararlı, tekrarlanabilir faz açısı. Faz zamanla kayma göstermez.
Hız bağımlılığı: Genlik, hızın karesiyle (ω² ile orantılı olarak) artar.
Hizalama bozukluğuyla karşılaştırın: Hizalama hatası önemli 2× ve/veya eksenel 1× bileşenler üretir. Rulman arızaları senkronize olmayan frekanslar üretir.
Dengeleme işleminden önce, her zaman teşhisi doğrulayın. Balanset-1A Spektrum analizörü (F1 modu) tam spektrumu gösterir. FFT dengelemeye geçmeden önce 1×'in baskın olduğunu doğrulamayı sağlayan spektrum.
Düzeltme Yöntemleri
Kütle Ekleme
- Klipsli ağırlıklar: Yaylı klipsli çinko veya çelik ağırlıklar. Genellikle vantilatörlerde, tekerleklerde kullanılır. Hızlı ve geçici çözümdür.
- Cıvatalı ağırlıklar: Dişli deliklere veya T yuvalarına cıvatalarla sabitlenmiş hassas ağırlıklar. Büyük rotorlar ve türbinler için standarttır.
- Kaynakla monte edilen ağırlıklar: Rotor üzerine punta kaynağıyla tutturulmuş çelik levhalar veya çubuklar. Kalıcıdır. Ağır sanayi fanları ve kırıcı rotorları için yaygındır.
- Epoksi/macun: Metal dolgulu iki bileşenli yapıştırıcı. Düzensiz yüzeyler için uygundur. Orta sıcaklıklarla sınırlıdır.
- Ayar vidaları: Radyal deliklere vidalanır. Genellikle kaplin göbeklerinde ve millerinde kullanılır. Ayarlanabilir.
Kütlenin Kaldırılması
- Delme: Ağır bölgeden malzeme uzaklaştırılır. Uzaklaştırılan kütlenin hassas kontrolü sağlanır (kütle = yoğunluk × hacim). Geri dönüşümsüzdür.
- Öğütme/taşlama: Jantın veya yüzeyin üzerinden malzeme çıkarmak. Türbin tekerleklerinde ve fren disklerinde yaygındır.
Ağırlık Dağılımı
Hesaplanan kesin açı, erişilebilir konumlar arasında (örneğin, bir kaplinin cıvata delikleri arasında) kaldığında, düzeltme vektör ayrıştırması kullanılarak iki bitişik konum arasında paylaştırılır. Balanset-1A Otomatik ağırlık dağılımı hesaplayıcısı içerir.
Saha Dengeleme (Yerinde)
Alan dengelemesi, bir rotorun dengelenmesi anlamına gelir. makineden çıkarmadan. Bu, sökme kaynaklı arıza sürelerini ortadan kaldırır ve atölyede dengelemenin taklit edemediği gerçek çalışma koşullarını (hizalama, yatak ön yüklemesi, temel etkileri) hesaba katar.
Balanset-1A Bu, eksiksiz bir taşınabilir saha dengeleme sistemidir: 2 kanallı titreşim analizörü, lazer takometre, dahili... ISO 1940 Tolerans hesaplayıcı, tek düzlem (F2) ve iki düzlem (F3) dengeleme modları, otomatik ağırlık bölme ve resmi denge raporu oluşturma (F6). Ölçüm doğruluğu: ±5% hız, ±1° faz. G 16'dan G 2.5'e kadar uygundur.
Balanset-4 Karmaşık çok yataklı rotorlar veya birden fazla makinenin eş zamanlı izlenmesi için 4 kanala kadar genişletilebilir.
Alan Dengelemenin Avantajları
- Sökme işlemi gerekmez: Büyük makineler için saatlerce veya günlerce süren arıza sürelerinden tasarruf sağlar.
- Gerçek çalışma koşulları: Hizalama, yatak ön yüklemesi, termal durum ve temel etkilerini içerir.
- Trim dengeleme: Atölye balans ayarıyla giderilemeyen, montajdan kaynaklanan dengesizlikleri düzeltir.
- Bakım sonrası doğrulama: Pervane değişimi, kaplin değişimi veya rulman revizyonu sonrasında hızlı kontrol.
Standartlar ve Toleranslar
Dengeleme "mümkün olan en iyi" değil, "tolerans dahilinde" olmalıdır. Tolerans, uluslararası standartlarla tanımlanır:
| Standart | Konu | Ana İçerik |
|---|---|---|
| ISO 1940-1 / ISO 21940-11 | Denge kalite dereceleri (G sınıfı) | G 0.4–G 4000 ölçeği. Formül: Uper = (9 549×G×M)/n. G 6.3 = fanlar, pompalar, motorlar için standart. |
| ISO 1940-2 / ISO 21940-2 | Kelime bilgisi | Tanımlar: dengesizlik tipleri, rotor sınıflandırmaları, makine tipleri, kalite terimleri. |
| ISO 14694 | Endüstriyel fanlar | endüstriyel fanlara özgü BV fan uygulama kategorileri, balans sınıfları ve titreşim sınırı kılavuzu. |
| ISO 10816 / ISO 20816 | Makine titreşim değerlendirmesi | Denge kalitesi operasyonel sonuç ölçümü. A/B/C/D bölge sınıflandırması. |
| ISO 21940-12 | Esnek rotorlar | Birinci bükülme kritik hızının üzerindeki rotorlar için çok hızlı, çok düzlemli prosedürler. |
| ISO 21940-14 | Dengeleme prosedürleri | Çeşitli düzlemlerde denge kurmaya yönelik genel prosedürler. |
| API 610 / API 617 | Petrol pompaları / kompresörler | Rotor dengeleme gereksinimleri için ISO 1940 G sınıfı standartlarına bakınız. |
Uygulamalı Örnekler
Makine: 22 kW santrifüj besleme fanı, 1460 RPM, pervane kütlesi 38 kg. Aşırı titreşim: Tahrik ucu yatağında 8,2 mm/s RMS. FFT, kararlı faza sahip baskın 1× tepeyi doğrulamaktadır.
Kurulum: Balanset-1A DE yatağına sensör, mile lazer takometre. Mod F2 (tek düzlem — L/D < 0,4).
Adım 1: İlk çalıştırma: 47° açıda 8,2 mm/s.
Adım 2: Deneme ağırlığı: Fan göbeğinde 0° açıda 15 g, R = 200 mm.
Adım 3: Deneme sürüşü: 112° açıda 5,9 mm/s.
Adım 4: Yazılım şu hesaplamayı yapar: düzeltme = 198°'de 22 g, R = 200 mm.
Adım 5: 198° açıyla 22 g kaynak ağırlığını takın. Deneme ağırlığını çıkarın.
Adım 6: Doğrulama: 0,9 mm/s. ISO toleransı G 6.3 → Uper = 1 570 g·mm. Elde edilen: ~180 g·mm. ✅ Başarılı.
Makine: 45 kW motor + santrifüj pompa, 2950 RPM, rotor kütlesi 55 kg. Titreşim: DE yatağı 6,1 mm/s, NDE yatağı 4,8 mm/s. Faz farkı ~140° → dinamik dengesizlik.
Kurulum: Balanset-1A iki sensörlü (DE + NDE), F3 modu. Düzeltme düzlemleri: bağlantı göbeği (düzlem 1) ve motor fan ucu (düzlem 2).
Koşular: Başlangıç → deneme düzlemi 1 (0°'de 10 g) → deneme düzlemi 2 (0°'de 8 g).
Sonuç: Yazılım 2×2 matrisi çözüyor. Düzeltme: düzlem 1 = 245°'de 18 g, düzlem 2 = 68°'de 12 g.
Doğrulama: DE: 0,7 mm/s, ÖYD: 0,5 mm/s. G 6.3 limiti: 1 122 g·mm. ✅ Her iki düzlem de tolerans dahilinde.
Makine: Çekiçli kırıcı, 980 RPM, rotor kütlesi 420 kg. Çekiç değiştirildikten sonra titreşim 14,5 mm/s'ye yükseldi.
Özellikler: G 16 (ağır hizmet, zorlu koşullar). Uper = 9 549 × 16 × 420 / 980 = 65 500 g-mm.
Prosedür: Tek düzlem (disk benzeri rotor). Jant üzerinde 0° açıyla 150 g deneme. Düzeltme: 315°'de 280 g. Kaynakla monte edilen çelik levha.
Sonuç: 2,8 mm/s. Kalıntı ~5 600 g·mm. ✅ G 16 limitinin oldukça altında.
İlgili Konular
- ISO 1940-1: G sınıfı tolerans sistemi — sonuçların dengelenmesi için kabul kriteri.
- ISO 1940-2: Sözlük — tüm dengeleme terimlerinin tanımları.
- Denge Kalite Notu: Etkileşimli G notu hesaplayıcısı.
- Balanssızlık: Dengelemenin düzelttiği fiziksel durum.
- ISO 14694: Fanlara özgü BV kategorileri ve titreşim sınırları.
- Harmonikler: 1× (dengesizlik) ile 2× (hizalama hatası) ve diğer sıralamaları birbirinden ayırt etmek.
- Doğal Frekans: Sert/esnek rotor sınırı, dengeleme yaklaşımı için kritik öneme sahiptir.
Sıkça Sorulan Sorular — Rotor Dengeleme
Prosedürler, türler, teşhis ve standartlar
▸ Rotor dengeleme nedir?
▸ Statik mi yoksa dinamik dengeleme mi?
▸ Deneme ağırlığı yöntemi nasıl çalışır?
▸ Tek düzlem mi, çift düzlem mi?
▸ Toleranslar için hangi ISO standardı geçerlidir?
▸ Rotoru sökmeden, yerinde balans ayarı yapabilir miyim?
▸ Yaygın düzeltme yöntemleri nelerdir?
▸ Dengesizlik mi yoksa hizalama sorunu mu olduğunu nasıl anlarım?
İlgili Sözlük Makaleleri
Herhangi Bir Rotoru Dengeleyin — Sahada
Tek düzlem ve iki düzlem modları, ISO 1940 tolerans hesaplayıcısı, teşhis için spektrum analizörü, otomatik ağırlık bölme ve resmi balans raporları — hepsi tek bir taşınabilir cihazda.
Dengeleme Ekipmanlarına Göz Atın →
