Rotor Dengeleme Nedir? Kapsamlı Bir Kılavuz

Tanım: Dengelemenin Temel Kavramı

Rotor balans ayarı Dönen bir gövdenin (rotorun) kütle dağılımını iyileştirerek etkin kütle merkez hattının gerçek geometrik merkez hattıyla çakışmasını sağlayan sistematik bir süreçtir. Bir rotor dengesiz olduğunda, dönüş sırasında merkezkaç kuvvetleri oluşur ve bu da aşırı titreşime, gürültüye, yatak ömrünün kısalmasına ve potansiyel olarak yıkıcı bir arızaya yol açar. Dengelemenin amacı, belirli noktalara hassas miktarlarda ağırlık ekleyerek veya çıkararak bu kuvvetleri en aza indirmek ve böylece titreşimi kabul edilebilir bir seviyeye düşürmektir.

Dengeleme Neden Kritik Bir Bakım Görevidir?

Dengesizlik, döner makinelerde en sık görülen titreşim kaynaklarından biridir. Hassas dengeleme yapmak sadece titreşimi azaltmakla ilgili değildir; aynı zamanda önemli faydalar sağlayan kritik bir bakım faaliyetidir:

• Artan Yatak Ömrü: Dengesizlik kuvvetleri doğrudan yataklara iletilir. Bu kuvvetlerin azaltılması, yatakların ömrünü önemli ölçüde uzatır.
• Geliştirilmiş Makine Güvenilirliği: Daha düşük titreşim, contalar, miller ve yapısal destekler dahil olmak üzere tüm makine bileşenleri üzerindeki stresi azaltarak daha az arıza oluşmasını sağlar.
• Geliştirilmiş Güvenlik: Yüksek titreşim seviyeleri, bileşen arızalarına yol açarak personel için önemli güvenlik tehlikeleri yaratabilir.
• Azaltılmış Gürültü Seviyeleri: Mekanik titreşim, endüstriyel gürültünün başlıca kaynağıdır. Dengeli bir makine çok daha sessiz çalışır.
• Daha Düşük Enerji Tüketimi: Aksi takdirde titreşim ve ısı yaratarak boşa gidecek olan enerji, yararlı işe dönüştürülerek verimliliği artırır.

Dengeleme Türleri: Statik ve Dinamik

Dengeleme prosedürleri, düzelttikleri dengesizlik türüne göre sınıflandırılır. İki temel tür, statik ve dinamik dengelemedir.

Statik Dengeleme (Tek Düzlem Dengeleme)

Statik dengesizlik, rotorun kütle merkezinin dönme ekseninden kaydığı durumlarda ortaya çıkar. Bu genellikle tek bir "ağır nokta" olarak görselleştirilir. Statik dengeleme, ağır noktanın 180° karşısına tek bir düzeltme ağırlığı uygulayarak bu durumu düzeltir. "Statik" olarak adlandırılmasının nedeni, bu tür dengesizliğin rotor hareketsizken (örneğin, bıçak ağzı silindirlerde) tespit edilebilmesidir. Uzunluk-çap oranının küçük olduğu fanlar, taşlama taşları ve volanlar gibi dar, disk şeklindeki rotorlar için uygundur.

Dinamik Dengeleme (İki Düzlem Dengeleme)

Dinamik dengesizlik, hem statik dengesizliği hem de "çift" dengesizliğini kapsayan daha karmaşık bir durumdur. Çift dengesizliği, rotorun zıt uçlarında birbirinden 180° uzaklıkta iki eşit ağırlık noktası olduğunda ortaya çıkar. Bu, yalnızca rotor dönerken algılanabilen bir salınım hareketi veya moment oluşturur. Dinamik dengeleme, çoğu rotor için, özellikle de çaplarından daha uzun olan rotorlar için (motor armatürleri, şaftlar ve türbinler gibi) gereklidir. Hem kuvveti hem de çift dengesizliğini dengelemek için rotor uzunluğu boyunca en az iki farklı düzlemde düzeltmeler yapılmasını gerektirir.

Dengeleme Prosedürü: Nasıl Yapılır?

Modern dengeleme genellikle özel ekipman ve sistematik bir yaklaşım kullanılarak, çoğunlukla etki katsayısı yöntemi kullanılarak gerçekleştirilir:

1. İlk Çalıştırma: Makine, mevcut dengesizliğin neden olduğu başlangıç titreşim genliğini ve faz açısını ölçmek için çalıştırılır. Bir titreşim sensörü ve bir takometre (faz referansı için) kullanılır.
2. Deneme Ağırlığı Koşusu: Bilinen bir deneme ağırlığı, düzeltme düzleminde bilinen bir açısal konumda rotora geçici olarak bağlanır.
3. İkinci Tur: Makine tekrar çalıştırılır ve yeni titreşim genliği ve fazı ölçülür. Titreşimdeki değişim (vektör farkı) yalnızca deneme ağırlığından kaynaklanır.
4. Hesaplama: Deneme ağırlığının titreşimi nasıl etkilediğini bilerek, dengeleme cihazı bir "etki katsayısı" hesaplar. Bu katsayı daha sonra düzeltme ağırlığının kesin miktarını ve orijinal dengesizliği gidermek için yerleştirilmesi gereken tam açıyı belirlemek için kullanılır.
5. Düzeltme ve Doğrulama: Deneme ağırlığı çıkarılır, hesaplanan kalıcı düzeltme ağırlığı takılır ve titreşimin kabul edilebilir bir seviyeye düştüğünü doğrulamak için son bir çalışma yapılır. İki düzlemli dengelemede, bu işlem ikinci düzlem için tekrarlanır.

İlgili Standartlar ve Toleranslar

Kabul edilebilir titreşim seviyeleri keyfi değildir. Bunlar uluslararası standartlar tarafından, özellikle de ISO 21940 (Eski ISO 1940'ın yerini alan) seri. Bu standartlar, farklı makine sınıfları için "Denge Kalitesi Derecelerini" (örneğin, G 6.3, G 2.5, G 1.0) tanımlar. Daha düşük bir G sayısı, daha dar bir toleransı gösterir. Bu dereceler, belirli bir rotor için izin verilen maksimum artık dengesizliği, kütlesine ve çalışma hızına göre hesaplamak ve operasyonel gereklilikleri karşıladığından emin olmak için kullanılır.

← Ana Dizin'e Geri Dön