İki Düzlem Dengelemeyi Anlamak
İki düzlemli dengeleme bir dinamik dengeleme iki düzlemli dengeleme, düzeltme ağırlıkları rotor'un uzunluğu boyunca iki ayrı düzleme yerleştirilir; böylece hem statik dengesizlik ve çift dengesizliği aynı anda. Bu, endüstriyel dönen makinelerin büyük çoğunluğu için standart yöntemdir — eksenel uzunluğu çapına eşit veya ondan daha büyük olan herhangi bir rotor. Aksine tek düzlem dengeleme, rotor'un yalnızca kütle merkezi kaçıklığını düzelten tek düzlemli balansın aksine, iki düzlemli balanslama hem öteleme merkezkaç kuvveti ve rotorun merkezinde sallanmasına ya da titremesine neden olan an.
1. Tanım: Neden İki Düzlem?
Her rijit rotor'un balanssızlık iki bağımsız bileşene ayrıştırılabilir. Statik dengesizlik şaft ekseninden kaymış bir kütle merkezine sahip bir net ağırlık noktasıdır; her iki yatakta da aynı fazda bir kuvvet oluşturur ve rotor dönmeden bıçak kenarlarında dengelense bile kendini gösterir. Çift dengesizliği rotorun zıt uçlarında 180° aralıkla yerleştirilmiş bir çift eşit ağırlık noktasıdır: net bir kütle merkezi kayması yaratmadığı için statik durumda fark edilmez, ancak hızlandığında iki yatağı birbirinden faz dışı hale getiren bir sallanma momenti oluşturur.
Tek bir düzeltme düzlemi yalnızca statik bileşeni ortadan kaldırabilir. Bir çift dengesizliği ortadan kaldırmak için, birlikte zıt bir moment oluşturan iki düzeltme gerekir — ve bu, tanımı gereği iki düzlem gerektirir. Gerçek rotorlar, statik ve çift dengesizliğinin rastgele bir karışımını barındırdığından (bu duruma genellikle yarı-statik dengesizlik (ikisi birleştiğinde), rijit rotor'un davranışını tam tanımlamak ve düzeltmek için gereken minimum sayı iki düzeltme düzlemidir titreşim.
2. İki Düzlemli Dengeleme Ne Zaman Gereklidir?
Aşağıdakilerden herhangi biri geçerli olduğunda iki düzleme yönelin:
Uzun veya ince rotorlar
Genel bir kural olarak, uzunluk-çap oranı yaklaşık 0,5 ile 1,0 arasında olan tüm rotorlar iki düzlemde dengelenmelidir. Tipik örnekler şunlardır:
- Elektrik motoru armatürleri
- Pompa ve kompresör milleri
- Çok kademeli fan rotorları
- Tahrik milleri ve kaplinler
- Mil ve dönen takımlar
- Türbin rotorları
Dar bir disk — bir taşlama çarkı, tek bir kasnak, ince bir volan — diğer uçta yer alır ve genellikle tek bir düzlemde düzeltilebilir; zira anlamlı bir torku destekleyecek kadar uzun değildir.
Görünür çift dengesizliği
Ölçülen 1× faz iki yatak desteğindeki faz farkı oldukça belirgindir — 180°'ye yaklaşan bir açı ile sallanma veya eğilme hareketine işaret etmektedir — çift dengesizliği mevcuttur ve bunu gidermek için yalnızca iki düzlemli bir düzeltme yeterlidir.
Tek düzlemli dengeleme yetersiz kaldığında
Klasik bir teşhis ipucu: Tek düzlemde yapılan bir deneme, bir yerdeki titreşimi azaltırken diğer yerdeki titreşimi artırır. Bu durum, düzeltilmemiş bir çiftin tipik belirtisidir ve ikinci bir düzlem gerektiğini gösterir.
Dağınık kütleli sert rotorlar
Hatta bir sert rotor ilk seviyesinin oldukça altında seyrediyor kritik hız Kütlesi kayda değer bir eksenel uzunluk boyunca dağılmışsa, iki düzlemden yararlanır ve böylece titreşimin tek bir yatakta değil, her yatakta en aza indirilmesini sağlar.
3. İki Düzlemli Dengeleme Yöntemi
İki düzlemli dengeleme, tek düzlemli çalışmaya göre daha karmaşıktır; çünkü her iki düzlemden birinde yapılan bir düzeltme, titreşimi ikisi birden rulmanlar. Kabul gören çözüm şudur: etki katsayısı yöntemi, iki kat halinde uygulanır deneme ağırlıkları bir dizi boyunca ölçüm çalışmaları.
1. Adım — İlk ölçüm
Makineyi seçilen balans hızında çalıştırın ve her iki yataktaki başlangıç 1× titreşim vektörlerini (genlik ve faz) kaydedin. Bunları “Yatak 1” ve “Yatak 2” olarak etiketleyin. Bu ikili, rotordaki tüm dengesizliğin birleşik etkisini yakalar.
Adım 2 - Düzeltme düzlemlerini tanımlayın
İki düzeltme düzlemleri kütle eklenebilecek veya çıkarılabilecek yerler. Bunları mümkün olduğunca birbirinden uzak ve erişilebilir yerlere yerleştirin — genellikle her bir rotor ucunun yakınında, bağlantı flanşlarında veya fan göbeklerinde. Geniş düzlem aralığı, güçlü ve iyi ayarlanmış bir tork düzeltmesi sağlar.
3. Adım — Düzlem 1'de deneme ağırlığı
Makineyi durdurun ve bilinen kütleli bir deneme ağırlığını birinci düzlemde bilinen bir açıyla yerleştirin. Tekrar çalıştırın ve her iki yatakta yeni titreşimi kaydedin. Vektör değiştirmek Her bir yatağa bakıldığında iki etki katsayısı ortaya çıkar: Düzlem 1’in Yatak 1 üzerindeki etkisi ve Düzlem 1’in Yatak 2 üzerindeki etkisi.
4. Adım — Düzlem 2'de deneme ağırlığı
İlk deneme ağırlığını çıkarın, ikinci düzleme bir deneme ağırlığı yerleştirin, çalıştırın ve tekrar ölçüm yapın. Böylece kalan iki katsayı elde edilir: 1. Yatağındaki 2. Düzlem ve 2. Yatağındaki 2. Düzlem.
5. Adım — Düzeltmeleri hesaplayın
Araç şu anda 2×2 matris şeklinde düzenlenmiş dört karmaşık etki katsayısını barındırmaktadır. Kullanarak vektör matematiği ve matris tersi hesaplaması yoluyla, her iki yatağındaki titreşimi aynı anda sıfıra indirgemek için her düzlemde gerekli olan kesin kütle ve açıyı belirleyen bir çift eşzamanlı denklemi çözer. A tek düzlemli etki katsayısı hesaplayıcı bir düzlem için temel vektör aritmetiğini göstermektedir; iki düzlemli durum bunu basitçe bir matrise genişletirken, bir deneme ağırlığı hesaplayıcı makul bir ilk test kütlesinin belirlenmesine yardımcı olur.
6. Adım — Yükle ve kontrol et
Hesaplanan ağırlıkları kalıcı olarak takın ve doğrulama amacıyla çalıştırın. Her iki yerdeki titreşim artık hedef aralıkta rahatça yer almalıdır. Eğer az da olsa bir kalıntı kalırsa, hızlı bir trim balansı — önceden ölçülmüş katsayıları yeniden kullanarak — ek deneme çalıştırmalarına gerek kalmadan sonucu daha da hassaslaştırır.
4. Etki Katsayısı Matrisinin Açıklaması
Bu yöntemin gücü o 2×2 matriste yatmaktadır, çünkü her bir düzlem ikisi birden rulmanlar:
- Doğrudan etkiler: Düzlem 1'deki bir ağırlık, en çok yakındaki Yön 1'i etkiler; Düzlem 2'deki bir ağırlık ise en çok yakındaki Yön 2'yi etkiler.
- Çapraz bağlanma etkileri: Düzlem 1'deki bir ağırlık, 2 numaralı yatağı da hareket ettirir (genellikle daha az bir kuvvetle) ve Düzlem 2'deki bir ağırlık da 1 numaralı yatağı hareket ettirir.
Matrisin çözümü dört etkileşimin hepsini aynı anda hesaba katar; bu sayede iki düzeltme birbiriyle çelişmek yerine birbirini destekler. Bu hesaplamaları elle yapmak imkansızdır — bir işaret kayması ya da bir derece faz hatası ters çevirme işlemi boyunca yayılır — işte tam da bu nedenle özel bir dengeleme cihazı kendini hak eder.
İki düzlem (1, 2) ve iki yön (A, B) için sistem V'dirA = αA1-W1 + αA2-W2 ve VB = αB1-W1 + αB2-W2; burada her bir terim V, α ve W bir karmaşık (genlik ve faz) vektördür. Dengeleme yazılımı, düzeltme ağırlıkları W’yi bulmak için bu 2×2 sistemini tersine çevirir1 ve W2 V yapanA ve VB Yok ol.
5. Sahada İki Düzlemli Dengeleme
İki düzlemli dengeleme, en yaygın kullanılan yöntemdir yerinde balanslamave bu, taşınabilir iki kanallı bir analizörün tam da bu amaçla tasarlandığı şeydir. Şu tür bir cihazla Balanset-1A, bir teknisyen bir ivmeölçer her bir yatakta bir optik lazer takometre faz referansı için ve makineyi sökmeden ya da rotor bir tekerlek dengeleme atölyesine. Çünkü iş orada yapılıyor yerinde, makinenin kendi yataklarında ve gerçek çalışma hızında yapıldığı için, sonuç bir atölye balansının göremeyeceği gerçek kurulu koşulları — yatak sertliği, temel esnekliği, termal ve proses yükleri — yansıtır dengeleme makinesi yeniden üretilemiyor. Ardından cihaz son artık balanssızlık rapor onaylanmadan önce seçilen ISO sınıfına göre.
6. İki Düzlemli Dengelemenin Avantajları
- Tam düzeltme: hem statik hem de çift dengesizliğini ortadan kaldırır; tam sert rotor yapısı.
- Tüm yataklardaki titreşimi en aza indirir: sadece bir ucu değil, tüm rotor sistemini optimize eder.
- Bileşen ömrünü uzatır: Her iki destek noktasında titreşimin azalması, yataklarda, contalarda ve kaplinlerde daha az aşınma ve yorulma Çatlama.
- Sektör standardı: birçok ekipman üreticisi tarafından talep edilen ve sert rotorlar için ISO 21940-11 (ISO 1940-1 standardının güncel versiyonu).
- Çoğu makine için uygundur: endüstriyel ekipmanların ezici çoğunluğunu kapsayan, birinci kritik hızlarının altında çalışan sert rotorlar için geçerlidir.
7. Konumu: Tek, iki ve çok düzlemli
| Yöntem | Düzlemler | Düzeltir | Tipik rotor |
|---|---|---|---|
| Tek düzlemli | 1 | Yalnızca statik | İnce diskler, dar kasnaklar, tekli fanlar |
| İki düzlemli | 2 | Statik + çift | En sağlam endüstriyel rotorlar |
| Çoklu düzlem | 3 veya daha fazla | Statik + tork + modal eğilme | Kritik hızın üzerindeki esnek rotorlar |
Tek düzlemli dengelemeyle karşılaştırıldığında, iki düzlemli dengeleme daha karmaşık ve daha uzun sürer, ancak en dar disk tipi rotorlar hariç her türlü rotor için çok daha iyi titreşim azaltma sağlar. Diğer yandan, bir esnek rotor Bir veya daha fazla kritik hızın üzerinde çalışan makineler için üç veya daha fazla düzlem gerekebilir — bkz. çok düzlemli dengeleme — ancak endüstriyel makinelerin büyük çoğunluğu için iki düzlem tamamen yeterlidir.
8. Sık Karşılaşılan Zorluklar ve Çözümleri
Ulaşılamayan düzeltme düzlemleri
Zorluk: monte edilmiş bir makinede ideal düzlem konumlarına ulaşılamayabilir.
Çözüm: Elinizde ne varsa onu kullanın — bağlantı göbekleri, fan kanatları, dış flanşlar — ve matris gerçek makine üzerinde ölçüldüğü için, ideal olmayan geometriyi aletin katsayılarının telafi etmesine izin verin.
Deney ağırlığına verilen zayıf tepki
Zorluk: Deneme ağırlığı ölçüm değerlerini neredeyse hiç değiştirmezse, etki katsayıları gürültülü hale gelir ve çözüm güvenilirliğini yitirir.
Çözüm: Etkisini ölçüm gürültüsü eşiğinin oldukça üzerine çıkarmak için daha büyük bir deneme kütlesi kullanın veya bunu daha büyük bir yarıçapa taşıyın.
Doğrusal olmayan davranış
Zorluk: ile rotorlar mekanik gevşeklik, yumuşak ayakveya yakınında yapılan operasyon rezonans ağırlıklara doğrusal bir şekilde tepki vermeyebilir — bu, yöntemin varsaydığı bir ön koşuldur.
Çözüm: öncelikle mekanik arızaları giderin (bağlantı elemanlarını sıkın, ayak sallanmasını giderin) ve mümkünse kritik hızların dışında dengeleme yapın. Sorunun gerçekten dengesizlikten kaynaklandığını ve hizasızlık kendini o gibi göstererek
