Döner Makinelerdeki Dengesizliği Anlamak
Tanım: Dengesizlik Nedir?
Dengesizlik (genellikle dengesizlik ile aynı anlamda kullanılır) bir rotordaki kütle merkezinin (veya ağırlık merkezinin) dönüş merkeziyle hizalanmadığı bir durumdur. Bu ofset, eksantriklik, kütlenin dönme ekseni etrafında eşit olarak dağılmadığı anlamına gelir. Rotor döndüğünde, bu eşit olmayan kütle dağılımı, rotoru merkezinden uzaklaştıran net bir merkezkaç kuvveti oluşturarak tüm makinenin titreşmesine neden olur. Dengesizlik, dönen makinelerde en yaygın titreşim kaynağıdır.
Dengesizliğin Klasik İmzası
Dengesizliğin çok belirgin ve tanınabilir bir titreşim imzası vardır, bu da teşhisini nispeten kolaylaştırır:
- Sıklık: Titreşim tam olarak şu anda meydana geliyor: 1x dönüş hızı Rotorun. Makine hızlandıkça veya yavaşladıkça, titreşim frekansı da bunu mükemmel bir şekilde takip edecektir.
- Yön: Titreşim ağırlıklı olarak şu şekildedir: radyal (yatay ve dikey) yönde. Genellikle çok az eksenel (itme) titreşim vardır.
- Genlik: Titreşimin genliği, dönme hızının karesiyle orantılıdır. Hızı iki katına çıkarırsanız, dengesizlik kuvveti (ve ortaya çıkan titreşim) dört katına çıkar.
- Aşama: Dengesizlik için faz ölçümü genellikle kararlı ve tekrarlanabilirdir.
Dengesizlik Türleri
Dengesizlik üç ana türe ayrılabilir:
1. Statik Dengesizlik
"Kuvvet dengesizliği" olarak da bilinen bu durum, en basit türdür. Kütlenin tek bir düzlemde, ince bir disk üzerindeki tek bir ağır nokta gibi eşit olmayan bir şekilde dağılmasıyla oluşur. "Statik" olarak adlandırılmasının nedeni, rotor hareketsizken bile tespit edilebilmesidir; sürtünmesiz bıçak ağızlarına yerleştirildiğinde, rotor ağır nokta dibe inene kadar yuvarlanır. Bu durum, ağır noktanın 180° karşısına yerleştirilen tek bir ağırlıkla düzeltilebilir.
2. Çift Dengesizliği
Bu durum, bir rotorun zıt uçlarında, birbirinden 180° uzaklıkta bulunan iki eşit ağırlık noktası olduğunda meydana gelir. Bu durum, rotoru uçtan uca döndürmeye çalışan bir "çift" veya sallanma hareketi yaratır. Saf çift dengesizliğine sahip bir rotor statik olarak dengelidir (bıçak sırtlarında yuvarlanmaz), ancak dönerken şiddetli bir şekilde titreşir. Sallanma hareketini dengelemek için iki ayrı düzlemde iki düzeltme ağırlığına ihtiyaç duyar.
3. Dinamik Dengesizlik
Bu, gerçek makinelerde en sık görülen durumdur. Statik ve çift dengesizliğin bir birleşimidir. Dinamik dengesizliği düzeltmek, rotor boyunca en az iki farklı düzlemde kütle düzeltmeleri yapmayı gerektirir; bu işlem, di̇nami̇k dengeleme.
Dengesizliğin Yaygın Nedenleri
Dengesizlik, üretim aşamasından itibaren mevcut olabilir veya çalışma sırasında gelişebilir. Yaygın nedenler şunlardır:
- Üretim Kusurları: Dökümlerde gözeneklilik, düzensiz malzeme yoğunluğu ve işleme toleransları.
- Montaj Hataları: Yanlış takılmış bileşenler, eşit olmayan şekilde sıkılmış cıvatalar veya hizasız anahtarlar.
- Aşınma ve Yıpranma: Fan kanatlarında veya pompa pervanelerinde düzensiz aşınma, korozyon veya yıpranma.
- Malzeme Birikimi: Fan, üfleyici ve santrifüjlerdeki rotorlarda kir, toz veya ürün birikmesi.
- Bileşen Arızası: Atılan bir denge ağırlığı veya kırılan bir bıçak, anında ciddi bir dengesizlik durumu yaratacaktır.
Dengesizliği Düzeltmenin Kritik Olmasının Nedeni
Bir makinenin önemli bir dengesizlikle çalışmasına izin vermek, sağlığına zararlıdır. Sürekli döngüsel kuvvet şunlara neden olur:
- Erken Yatak Arızası: Yataklar yüksek dinamik yüklere maruz kaldığından dolayı hızlı aşınma meydana gelir.
- Yorgunluk ve Çatlama: Titreşim, şaft, temel ve diğer bileşenlerde yorulma stresine neden olur.
- Azaltılmış Verimlilik: Yararlı bir iş yapmak yerine enerji titreşim ve ısı şeklinde boşa harcanır.
- Güvenlik Riskleri: Ciddi dengesizlik felaketle sonuçlanabilecek arızalara yol açabilir.
Dengesizlik, makine güvenilirliğini artırmanın en etkili yollarından biri olan sistematik bir dengeleme prosedürüyle düzeltilir.