Vibromera.com ile tanışın — yeni uluslararası web sitemiz. Vibromera.com'u ziyaret edin →

Saha Dinamik Dengeleme

Endüstriyel Rotor Dengeleme için Kapsamlı Teknik Kılavuz

Bölüm I: Dinamik Dengelemenin Teorik ve Düzenleyici Temelleri

Field dynamic balancing is one of the key operations in vibration commissioning and condition-based maintenance, aimed at extending the service life of industrial equipment and preventing emergency situations. The use of portable instruments such as Balanset-1A allows these operations to be performed directly at the operating site, minimizing downtime and costs associated with dismantling. However, successful balancing requires not only the ability to work with the instrument, but also a deep understanding of the physical processes underlying vibration, as well as knowledge of the regulatory framework governing the quality of work.

Metodoloji prensibi, deneme ağırlıklarının yerleştirilmesi ve dengesizlik etki katsayılarının hesaplanmasına dayanmaktadır. Basitçe ifade etmek gerekirse, cihaz dönen bir rotorun titreşimini (genlik ve faz) ölçer, ardından kullanıcı belirli düzlemlerde küçük deneme ağırlıklarını sırayla ekleyerek ek kütlenin titreşim üzerindeki etkisini "kalibre eder". Titreşim genliği ve fazındaki değişikliklere dayanarak, cihaz dengesizliği gidermek için gerekli düzeltme ağırlıklarının kütlesini ve montaj açısını otomatik olarak hesaplar.

Bu yaklaşım, sözde "uygulama"yı hayata geçirir. üç-çalışma yöntemi İki düzlemde dengeleme için: başlangıç ölçümü ve deneme ağırlıklarıyla iki çalıştırma (her düzlemde bir tane). Tek düzlemde dengeleme için genellikle iki çalıştırma yeterlidir - ağırlıksız ve bir deneme ağırlığıyla. Modern cihazlarda, gerekli tüm hesaplamalar otomatik olarak yapılır, bu da süreci önemli ölçüde basitleştirir ve operatör yeterlilik gereksinimlerini azaltır.

Bölüm 1.1: Dengesizlik Fiziği: Derinlemesine Analiz

Döner ekipmanlardaki her türlü titreşimin temelinde dengesizlik veya dengesizlik yatar. Dengesizlik, rotor kütlesinin dönme eksenine göre eşit olmayan bir şekilde dağıldığı bir durumdur. Bu eşit olmayan dağılım, merkezkaç kuvvetlerinin oluşmasına ve dolayısıyla desteklerin ve tüm makine yapısının titreşimine yol açar. Giderilmeyen dengesizliğin sonuçları felaket olabilir: yatakların erken aşınması ve hasar görmesinden temele ve makinenin kendisine zarar vermeye kadar. Dengesizliğin etkili bir şekilde teşhis edilmesi ve giderilmesi için, türlerini net bir şekilde ayırt etmek gerekir.

Dengesizlik Türleri

Standlarda elektrik motoru, titreşim sensörleri, ölçüm cihazı, yazılım ekranlı dizüstü bilgisayar ile rotor dengeleme kurulumu
Dönen elektrik motor bileşenlerindeki dengesizlikleri tespit etmek için statik ve dinamik kuvvetleri ölçmek üzere bilgisayar kontrollü izleme sistemine sahip rotor dengeleme makinesi kurulumu.

Statik dengesizlik (tek düzlem): In this type of unbalance the rotor's central principal axis of inertia is displaced parallel to the axis of rotation - the center of mass is offset radially from the rotation axis. In a static state, such a rotor, installed on horizontal knife-edges (parallel ways), will always turn with the heavy side downward. Static unbalance is dominant for thin, disk-shaped rotors where the length-to-diameter ratio (L/D) is below approximately 0.5, for example, grinding wheels or narrow fan impellers. Static unbalance elimination is possible by installing one corrective weight in one correction plane, diametrically opposite to the heavy point - a single-plane approach that is valid at moderate speeds (roughly under 1000 rpm); high-speed narrow discs still require two-plane balancing.

Çift (moment) dengesizliği: Bu tür dengesizlik, rotorun ana atalet ekseninin kütle merkezindeki dönme ekseniyle kesiştiği ancak ona paralel olmadığı durumlarda ortaya çıkar. Çift dengesizliği, farklı düzlemlerde bulunan, büyüklükleri eşit ancak zıt yönlü iki dengesiz kütle olarak temsil edilebilir. Statik bir durumda, böyle bir rotor dengededir ve dengesizlik yalnızca dönüş sırasında "sallanma" veya "yalpalama" şeklinde kendini gösterir. Bunu telafi etmek için, iki farklı düzlemde en az iki düzeltici ağırlık yerleştirilmesi ve bir dengeleyici moment oluşturulması gerekir.

Rulman standları üzerinde elektrik motoru, titreşim sensörleri, kablolar ve Vibromera analizörü dizüstü bilgisayar ekranı ile rotor dengeleme kurulumu
Hassas yataklara monte edilmiş bakır sargılı bir elektrik motoru rotor test cihazının, dönme dinamiklerini ölçmek için elektronik izleme ekipmanına bağlı teknik şeması.

Dinamik dengesizlik: Bu, gerçek koşullarda en sık görülen dengesizlik türüdür ve statik ve çift dengesizliklerin bir kombinasyonunu temsil eder. Bu durumda, rotorun ana merkez atalet ekseni, dönme ekseniyle çakışmaz ve kütle merkezinde onu kesmez. Dinamik dengesizliği gidermek için en az iki düzlemde kütle düzeltmesi gereklidir. Balanset-1A gibi iki kanallı cihazlar, bu sorunu çözmek için özel olarak tasarlanmıştır.

Yarı-statik dengesizlik: Bu, ana atalet ekseninin dönme ekseniyle kesiştiği, ancak rotorun kütle merkezinde kesişmediği dinamik dengesizliğin özel bir durumudur. Bu, karmaşık rotor sistemlerinin teşhisi için ince ama önemli bir ayrımdır.

Sert ve Esnek Rotorlar: Kritik Ayrım

Dengelemedeki temel kavramlardan biri, rijit ve esnek rotorlar arasındaki ayrımdır. Bu ayrım, başarılı dengelemenin olasılığını ve metodolojisini belirler.

Sert rotor: Bir rotor, çalışma dönüş frekansı ilk kritik frekansından önemli ölçüde düşükse ve santrifüj kuvvetlerinin etkisi altında önemli elastik deformasyonlara (sapmalara) maruz kalmıyorsa rijit kabul edilir. Böyle bir rotorun dengelenmesi genellikle iki düzeltme düzleminde başarıyla gerçekleştirilir. Balanset-1A cihazları öncelikle rijit rotorlarla çalışmak üzere tasarlanmıştır.

Esnek rotor: Bir rotor, kritik frekanslarından birine yakın veya onu aşan bir dönüş frekansında çalışıyorsa esnek kabul edilir. Bu durumda, elastik şaft sapması kütle merkezinin yer değiştirmesine benzer hale gelir ve genel titreşime önemli ölçüde katkıda bulunur.

Önemli Uyarı

Esnek bir rotoru, rijit rotorlar için kullanılan yöntemle (iki düzlemde) dengelemeye çalışmak genellikle başarısızlıkla sonuçlanır. Düzeltici ağırlıkların takılması, düşük, rezonans altı hızlarda titreşimi telafi edebilir, ancak rotor büküldüğünde, çalışma hızına ulaşıldığında, bu ağırlıklar bükülme titreşim modlarından birini uyararak titreşimi artırabilir. Bu, aletle yapılan tüm işlemler doğru şekilde gerçekleştirilse bile dengelemenin "işe yaramamasının" temel nedenlerinden biridir.

Çalışmaya başlamadan önce, rotorun çalışma hızını bilinen (veya hesaplanan) kritik frekanslarla ilişkilendirerek sınıflandırmak son derece önemlidir. Rezonansı atlatmak mümkün değilse, rezonansı kaydırmak için dengeleme sırasında ünitenin montaj koşullarını geçici olarak değiştirmek önerilir.

Bölüm 1.2: Düzenleyici Çerçeve: ISO Standartları

Dengeleme alanındaki standartlar birkaç önemli işlevi yerine getirir: birleşik teknik terminoloji oluştururlar, kalite gereksinimlerini tanımlarlar ve en önemlisi, teknik gereklilik ile ekonomik uygulanabilirlik arasında bir uzlaşma için temel oluştururlar.

ISO 21940-11 (eski adıyla ISO 1940-1): Rijit Davranış Gösteren Rotorların Balans Alınması İçin Kalite Gereklilikleri

Software for Balanset-1A portable balancer and vibration analyzer. Balance tolerance calculator (ISO 1940)
Software for Balanset-1A portable balancer and vibration analyzer. Balance tolerance calculator (ISO 1940)

This standard is the fundamental document for determining permissible residual unbalance. It introduces the concept of balance quality grade (G), which is chosen by machine type only. The speed enters later, when the grade is converted into a permissible specific unbalance: ebaşına = (G × 9549) / n.

Kalite notu G: Each type of equipment corresponds to a specific quality grade that remains constant regardless of rotation speed. For example, grade G6.3 is recommended for fans, pumps and general-purpose electric motors, G16 for crushers and agricultural machinery, and G2.5 for turbines and turbo-compressors.

İzin verilen kalıntı dengesizliğin hesaplanması (Ubaşına): The standard allows calculation of a specific permissible unbalance value that serves as a target indicator during balancing. The calculation is performed in three stages:

  1. İzin verilen özgül dengesizliğin belirlenmesi (ebaşına) şu formülü kullanarak:
    e başına = (G × 9549) / n
    Burada G, dengeleme kalitesi derecesidir (örneğin, 2,5), n ise çalışma dönüş frekansıdır (rpm). e için ölçüm birimibaşına g·mm/kg veya μm'dir.
  2. İzin verilen kalıntı dengesizliğin belirlenmesi (Ubaşına) tüm rotor için:
    U per = e per × M
    Burada M, rotor kütlesidir (kg). U için ölçüm birimibaşına g·mm'dir.
  3. Allocation of Ubaşına between the two correction planes. For a symmetric rotor, split it 50/50 (in the example below: 19.9 g·mm per plane). For an asymmetric between-bearing rotor: Usol = Ubaşına × (b/L), USağ = Ubaşına × (a/L), where a and b are the distances from the center of mass to the left and right bearings and L = a + b. Overhung rotors require a moment-based recalculation with a tighter tolerance on the overhung plane. Balanset-1A performs this allocation automatically and shows the per-plane residual unbalance (D1, D2) next to the balancing tolerance on the Result tab.

Örnek: G2.5 kalite sınıfına sahip, 3000 rpm'de çalışan, 5 kg kütleli bir elektrik motoru rotoru için:
ebaşına = (2,5 × 9549) / 3000 ≈ 7,96 μm
Ubaşına = 7,96 × 5 = 39,8 g·mm
This means that after balancing, the residual unbalance should not exceed 39.8 g·mm - for this symmetric rotor, about 19.9 g·mm in each of the two correction planes.

ISO 20806:2009: Orta ve Büyük Rotorların Yerinde Balans Alınması İçin Kriterler ve Koruyucu Önlemler

Bu standart doğrudan saha dengeleme sürecini düzenler.

Avantajları: Yerinde dengelemenin temel avantajı, rotorun gerçek çalışma koşullarında, destekleri üzerinde ve çalışma yükü altında dengelenmesidir. Bu, destek sisteminin dinamik özelliklerini ve bağlı şaft takımı bileşenlerinin etkisini otomatik olarak hesaba katar.

Dezavantajları ve sınırlamaları:

  • Sınırlı erişim: Montajı yapılmış bir makinede düzeltme düzlemlerine erişim çoğu zaman zordur ve bu da ağırlık montajı için olanakları sınırlar.
  • Deneme çalışmalarına ihtiyaç var mı? Dengeleme işlemi, makinenin birkaç "başlatma-durdurma" döngüsünü gerektirir.
  • Şiddetli denge bozukluğu ile ilgili zorluk: Çok büyük başlangıç dengesizliği durumlarında, düzlem seçimi ve düzeltici ağırlık kütlesindeki kısıtlamalar, gerekli dengeleme kalitesinin elde edilmesine izin vermeyebilir.

Bölüm II: Balanset-1A Enstrümanlarıyla Dengeleme İçin Pratik Kılavuz

The success of balancing depends overwhelmingly on the thoroughness of preparatory work. Most failures are related not to instrument malfunction, but to ignoring factors affecting measurement repeatability. The main preparation principle is to exclude all other possible sources of vibration so that the instrument measures only the effect of unbalance.

Bölüm 2.1: Başarının Temeli: Ön Dengeleme Tanılama ve Makine Hazırlığı

Adım 1: Birincil Titreşim Tanılaması (Gerçekten dengesizlik mi?)

Dengeleme işleminden önce, titreşim ölçer modunda ön bir titreşim ölçümü yapmak faydalıdır. Balanset-1A yazılımında, herhangi bir ağırlık takmadan önce genel titreşimi ve dönme frekansındaki (1×) bileşeni ayrı ayrı ölçebileceğiniz bir "Titreşim Ölçer" modu (F5 düğmesi) bulunmaktadır.

Klasik dengesizlik işareti: Titreşim spektrumu, rotorun dönüş frekansındaki bir tepe noktası (1x RPM frekansındaki tepe noktası) tarafından domine edilmelidir. Bu bileşenin yatay ve dikey yönlerdeki genliği karşılaştırılabilir olmalı ve diğer harmoniklerin genlikleri önemli ölçüde daha düşük olmalıdır.

Diğer kusurların belirtileri: Eğer spektrumda diğer frekanslarda (örneğin, 2x, 3x RPM) veya birden fazla olmayan frekanslarda belirgin tepe noktaları varsa, bu dengelemeden önce ortadan kaldırılması gereken başka sorunların varlığını gösterir.

Adım 2: Kapsamlı Mekanik Muayene (Kontrol Listesi)

  • Rotor: Thoroughly clean all rotor surfaces from dirt, rust and built-up deposits (caked product). Even a small amount of dirt at a large radius creates significant unbalance. Check for absence of broken or missing elements.
  • Rulmanlar: Rulman aksamlarında aşırı boşluk, gereksiz ses ve aşırı ısınma olup olmadığını kontrol edin. Aşınmış rulmanlar, istikrarlı ölçümler elde etmenize izin vermez.
  • Temel ve çerçeve: Ensure that the unit is installed on a rigid foundation. Check the torque of the anchor bolts and the absence of cracks in the frame.
  • Tahrik: Kayış tahrik sistemlerinde, kayış gerginliğini ve durumunu kontrol edin. Kaplin bağlantılarında ise mil hizalamasını kontrol edin.
  • Güvenlik: Tüm koruyucu muhafazaların mevcut ve çalışır durumda olduğundan emin olun.

Bölüm 2.2: Enstrüman Kurulumu ve Yapılandırması

Donanım Kurulumu

Titreşim sensörleri (ivmeölçerler):

  • Connect sensor cables to corresponding instrument connectors (e.g., X1 and X2 for Balanset-1A; on newer revisions the connectors are labeled Ch-1 and Ch-2).
  • Sensörleri rulman yuvalarına mümkün olduğunca rotora yakın bir yere yerleştirin.
  • Başlıca uygulama: Maksimum sinyal elde etmek için sensörler titreşimin en fazla olduğu yöne monte edilmelidir. Sağlam temas sağlamak için güçlü bir manyetik taban veya vidalı bağlantı elemanı kullanılmalıdır.

Faz sensörü (lazer takometre):

  • Connect the sensor to the special input (X3 for Balanset-1A; labeled Tacho on newer revisions).
  • Rotorun miline veya dönen diğer parçasına küçük bir parça yansıtıcı bant yapıştırın.
  • Takometreyi, lazer ışınının tüm devir boyunca hedefi sabit bir şekilde vuracağı şekilde monte edin.

Yazılım Yapılandırması (Balanset-1A)

  • Launch the software and connect the USB interface module (administrator rights are not required).
  • Go to the balancing module (F7 - Balancing). Create a new record for the unit being balanced.
  • Select balancing type: 1-plane (static, the F2 - Single-plane tab) for narrow rotors or 2-plane (dynamic, the F3 - Two-plane tab) for most other cases.
  • Düzeltme düzlemlerini tanımlayın: Rotor üzerinde düzeltme ağırlıklarının güvenli bir şekilde takılabileceği yerleri seçin.

Bölüm 2.3: Dengeleme Prosedürü: Adım Adım Kılavuz

Çalıştırma 0: İlk ölçüm

  • Makineyi çalıştırın ve sabit çalışma hızına getirin. Sonraki tüm çalışmalarda dönüş hızının aynı olması son derece önemlidir.
  • Programda ölçüme başlayın. Cihaz, ilk titreşim genliği ve faz değerlerini kaydedecektir.
Elektrik motoru rotor dengeleme kurulumu, rulman standları üzerinde X1, X2 titreşim sensörleri, stand üzerinde veri analizi için dizüstü bilgisayar.
Bilgisayar kontrollü izleme sistemine sahip, hassas rulmanlar üzerine monte edilmiş bakır sargılı rotorlu endüstriyel motor test cihazı.
Titreşim verilerini, frekans spektrumunu ve deneme kütle ölçüm alanlarını gösteren Vibromera iki düzlem dengeleme yazılımı arayüzü
İki düzlemli dinamik dengeleme yazılım arayüzü, titreşim analiz verilerini zaman alanındaki dalga biçimleri ve frekans spektrum grafikleriyle birlikte görüntüler.

1. Çalıştırma: 1. düzlemdeki deneme ağırlığı

  • Makineyi durdurun.
  • Deneme ağırlığı seçimi: The trial weight mass should be sufficient to cause noticeable change in vibration parameters (amplitude change of at least 20-30% OR phase change of at least 20-30 degrees). You do not have to guess the starting mass: after Run 0 the software's First Trial Weight Estimator recommends both the trial weight mass and its installation angle from the tachometer mark, and the program warns if the installed weight turns out to be too small.
  • Deneme ağırlığı kurulumu: Tartılmış deneme ağırlığını, düzlem 1'de bilinen bir yarıçapta güvenli bir şekilde sabitleyin. Açısal konumu kaydedin.
  • Makineyi aynı sabit hızda çalıştırın.
  • İkinci ölçümü gerçekleştirin.
  • Makineyi durdurun ve remove the trial weight. If removing it is impractical, you can leave it installed - check the "Leave on rotor" box in the software so the calculation accounts for it.
X1 ve X2 titreşim sensörleri, el tipi analiz cihazı, bağlantı kabloları ve dizüstü bilgisayar ile elektrik motoru rotor dengeleme kurulumu.
Bakır sargıları hassas dengeleme ekipmanına monte edilmiş elektrik motoru rotor test düzeneğinin 3 boyutlu görselleştirmesi.

2. Çalışma: 2. düzlemdeki deneme ağırlığı (2 düzlem dengelemesi için)

  • 2. adımdaki prosedürü aynen tekrarlayın, ancak deneme ağırlığını 2. düzleme yerleştirin.
  • Başlat, ölç, durdur ve remove the trial weight (or leave it with the "Leave on rotor" box checked, as in Run 1).
X1, X2 titreşim sensörleri, ölçüm cihazı, dizüstü bilgisayar ve dengeleme makinesi gövdesi ile elektrik motoru rotor dengeleme kurulumu.
Destek ayakları üzerine monte edilmiş bakır sargılı endüstriyel motor test cihazı, dizüstü bilgisayar kontrollü teşhis özelliğine sahiptir.

Düzeltme ağırlıklarının hesaplanması ve kurulumu

  • Deneme çalışmaları sırasında kaydedilen vektör değişimlerine dayanarak program her bir düzlem için düzeltici ağırlığın kütlesini ve montaj açısını otomatik olarak hesaplayacaktır.
  • Montaj açısı genellikle deneme ağırlığının bulunduğu yerden rotor dönüş yönüne doğru ölçülür.
  • Kalıcı düzeltici ağırlıkları güvenli bir şekilde takın. Kaynak yaparken, kaynağın kendisinin de bir kütlesi olduğunu unutmayın.
Titreşim verilerini, düzeltme kütlelerini ve kalan dengesizlik sonuçlarını gösteren iki düzlemli rotor dengeleme yazılım arayüzü.
Dinamik dengeleme makinesi yazılım arayüzü, belirli açılarda 0,290 g ve 0,270 g düzeltme kütleleriyle iki düzlemde dengeleme sonuçlarını göstermektedir.
Düzlem 1 ve 2 için düzeltme kütleleri ve açıları ile kutup grafiklerini gösteren iki düzlemli rotor dengeleme yazılımı ekranı.
Rotor düzeltmesi için kutupsal grafikler gösteren iki düzlemli dinamik dengeleme analizi. Arayüz, titreşimi en aza indirmek için gereken kütle ilavesi gereksinimlerini gösterir.

Run T (Trim): Verification measurement and fine balancing

  • Makineyi tekrar çalıştırın.
  • Kalan titreşim seviyesini değerlendirmek için bir kontrol ölçümü gerçekleştirin.
  • Elde edilen değeri ISO 1940-1'e göre hesaplanan toleransla karşılaştırın.
  • Titreşim hala tolerans sınırını aşıyorsa, cihaz küçük bir "ince" (ayar) düzeltmesi hesaplayacaktır.
  • Tamamlandığında, raporu ve etki katsayılarını ileride kullanmak üzere saklayın.
Titreşim sensörleri, ölçüm cihazı, dizüstü bilgisayar ve X1/X2 etiketli dengeleme standları ile motor rotor dengeleme kurulumu.
Test ekipmanı üzerinde bulunan bir elektrik motoru rotor düzeneğinin 3 boyutlu görüntüsü; yeşil teşخيص göstergelerine sahip bakır sargılar gösterilmiştir.

Bölüm III: Gelişmiş Sorun Çözme ve Sorun Giderme

Bu bölüm, saha dengelemenin en karmaşık yönlerine, yani standart prosedürün sonuç üretmediği durumlara ayrılmıştır.

Güvenlik Önlemleri

Kazara başlatmanın önlenmesi (Kilitleme/Etiketleme): Before starting work, de-energize and disconnect the rotor drive. Hang warning tags on the starters so that no one starts the machine by mistake.

Kişisel koruyucu ekipman: Güvenlik gözlüğü veya koruyucu yüz siperliği takılması zorunludur. Giysiler vücuda sıkıca oturmalı ve bol kenarları olmamalıdır. Uzun saçlar baş örtüsünün altına toplanmalıdır.

Makinenin etrafındaki tehlike bölgesi: Dengeleme bölgesine yetkisiz kişilerin erişimini sınırlayın. Test çalışmaları sırasında ünitenin etrafına bariyerler veya uyarı bantları yerleştirilir. Tehlike bölgesi yarıçapı en az 3-5 metredir.

Güvenilir ağırlık bağlantısı: When attaching trial or permanent corrective weights, pay special attention to their fixation. An ejected weight becomes a dangerous projectile.

Elektriksel güvenlik: Genel elektrik güvenliği önlemlerine uyun - kullanılabilir topraklı bir priz kullanın, kabloları ıslak veya sıcak bölgelerden geçirmeyin.

Bölüm 3.1: Teşhis ve Ölçüm Kararsızlığının Üstesinden Gelme

Belirti: Aynı koşullar altında tekrarlanan ölçümler sırasında, genlik ve/veya faz değerleri önemli ölçüde değişir ("yüzme", "atlama"). Bu durum, düzeltme hesaplamasını imkansız hale getirir.

Ana neden: Cihaz arızalı değil. Sistemdeki titreşim tepkisinin kararsız ve tahmin edilemez olduğunu doğru bir şekilde bildiriyor.

Sistematik tanı algoritması:

  • Mekanik gevşeklik: Bu en sık görülen nedendir. Yatak yuvası montaj cıvatalarının ve çerçeve ankraj cıvatalarının sıkılığını kontrol edin. Temel veya çerçevede çatlak olup olmadığını kontrol edin.
  • Rulman arızaları: Rulmanlarda aşırı iç boşluk veya rulman kabuğu aşınması, milin destek içinde düzensiz bir şekilde hareket etmesine neden olur.
  • Süreç kaynaklı istikrarsızlık:
    • Aerodinamik (fanlar): Türbülanslı hava akışı ve kanatlardan kaynaklanan akış ayrılması, rastgele kuvvet etkilerine neden olabilir.
    • Hidrolik (pompalar): Kavitasyon, dengesizlikten kaynaklanan periyodik sinyali maskeleyen güçlü, rastgele hidrolik şoklar yaratır.
    • İç kütle hareketi (kırıcılar, değirmenler): Malzeme, rotorun içinde yeniden dağılarak "hareketli dengesizlik" gibi davranabilir.
  • Rezonans: Çalışma hızı yapının doğal frekansına çok yakınsa, hızdaki ufak değişimler bile titreşim genliğinde ve fazında büyük değişikliklere neden olur.
  • Isıl etkiler: Makine ısındıkça, termal genleşme şaftta bükülmeye veya hizalama değişikliklerine neden olabilir.

Bölüm 3.2: Dengelemenin Yardımcı Olmadığı Durumlarda: Kök Kusurlarını Belirleme

Belirti: Dengeleme işlemi gerçekleştirildi, ölçümler sabit ancak nihai titreşim hala yüksek.

Using the vibration spectrum for differential diagnosis (in the Balanset software: F8 - Charts, "F5-Spectrum (Hz)" tab):

  • Şaft hizasızlığı: Ana belirti - 2x RPM frekansında yüksek titreşim tepe noktası. Yüksek eksenel titreşim karakteristik özelliğidir.
  • Rulman arızaları: Manifest as high-frequency vibration at characteristic "bearing" frequencies (BPFO, BPFI, BSF, FTF). Note that detailed rolling-bearing diagnostics is beyond the scope of Balanset-1A: the instrument measures vibration velocity in the 5-1000 Hz band, the sensor response rolls off above roughly 550 Hz, and there is no envelope (demodulation) analysis - use a dedicated bearing analyzer for that task.
  • Şaft eğilmesi: Manifests as high peak at 1x RPM but often accompanied by noticeable component at 2x RPM. When the rotor is balanced on a mandrel, the software offers built-in runout compensation: the F7 - Run Ecc measurement (taken with the rotor turned 180 degrees on the mandrel) together with the "Subtract mandrel runout from measurements" option, so eccentricity is not mistaken for unbalance.
  • Elektrik sorunları (elektrik motorları): Manyetik alan asimetrisi, besleme frekansının iki katı frekansta (50 Hz'lik bir şebeke için 100 Hz) titreşime neden olabilir.

Yaygın Dengeleme Hataları ve Önleme İpuçları

  • Arızalı veya kirli bir rotorun dengelenmesi: Dengeleme işlemine başlamadan önce mekanizmanın durumunu mutlaka kontrol edin.
  • Deneme ağırlığı çok küçük: 20-30% titreşim değişim kuralını hedefleyin.
  • Inconsistent operating speed between runs: Tüm ölçümler sırasında dönüş hızını daima sabit ve aynı tutun.
  • Faz ve işaret hataları: Açı belirleme işlemini dikkatlice izleyin. Düzeltici ağırlık açısı genellikle deneme ağırlığının konumundan dönüş yönünde ölçülür.
  • Yanlış bağlama veya ağırlık kaybı: Strictly follow the methodology - remove the trial weight after the run, or, if it stays on the rotor, make sure the "Leave on rotor" box is checked so the calculation accounts for it.

Kalite Standartlarını Dengelemek

Tablo 1: Tipik Ekipman İçin ISO 1940-1'e Göre Dengeleme Kalite Dereceleri (G)
Kalite Sınıfı G Balance quality grade G = ebaşına·ω (mm/s) Rotor Tipleri (Örnekler)
G4000 4000 Yavaş çalışan deniz dizel motorlarının rijit olarak monte edilmiş krank milleri
G1600 1600 Büyük iki zamanlı motorların krank milleri
G16 16 Cardan shafts with special requirements, agricultural machinery, crushers
G6.3 6.3 Pump rotors, fan impellers, electric motor armatures
G2.5 2.5 Gaz ve buhar türbin rotorları, turbo kompresörler, takım tezgahı tahrik sistemleri
G1 1 Taşlama makinesi tahrikleri, milleri
G0.4 0.4 Hassas taşlama makinesi milleri, jiroskoplar

Note: the grade number is the product ebaşına·ω in mm/s. The permissible specific unbalance itself is speed-dependent: ebaşına = (G × 9549) / n [μm]. Example: G6.3 at 1500 rpm gives ebaşına = 40.1 μm; at 3000 rpm it gives 20.1 μm.

Tablo 2: Titreşim Tanı Matrisi: Diğer Kusurlarla Karşılaştırıldığında Dengesizlik
Arıza Türü Baskın Spektrum Frekansı Faz Karakteristiği Diğer Belirtiler
Balanssızlık 1x RPM Stabil Radyal titreşim baskındır
Eksen kaçıklığı 1X, 2X, 3X Devir/Dakika Kararsız olabilir Yüksek eksenel titreşim - anahtar işareti
Mekanik gevşeklik 1x, 2x ve çoklu harmonikler Dengesiz, "zıplayan" Görsel olarak fark edilebilir hareket
Rulman arızası Yüksek frekanslar (BPFO, BPFI, vb.) RPM ile senkronize değil Yabancı gürültü, yüksek sıcaklık
Rezonans Çalışma hızı doğal frekansla örtüşmektedir Rezonanstan geçerken faz 180° değişir Titreşim genliği belirli bir hızda keskin bir şekilde artar

Bölüm IV: Sıkça Sorulan Sorular ve Uygulama Notları

Bölüm 4.1: Genel Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

Tek düzlemli dengelemeyi mi yoksa iki düzlemli dengelemeyi mi ne zaman kullanmalıyım?
Use 1-plane (static) balancing for narrow, disk-shaped rotors where the length-to-diameter ratio (L/D) is below approximately 0.5 and the speed is moderate (roughly under 1000 rpm), such as grinding wheels or narrow fan impellers. Use 2-plane (dynamic) balancing for elongated rotors, for any L/D above approximately 0.5, and for high-speed narrow discs. Two-plane balancing corrects both static unbalance and couple (moment) unbalance.

Deneme ağırlığı tehlikeli titreşim artışına neden olursa ne yapmalıyım?
Makineyi hemen durdurun. Bu, deneme ağırlığının mevcut ağır noktaya yakın bir yere yerleştirildiğini ve dengesizliği daha da artırdığını gösterir. Çözüm, deneme ağırlığını orijinal konumundan 180 derece hareket ettirip ölçümü tekrarlamaktır. Bu, deneme ağırlığının mevcut dengesizliğe katkıda bulunmak yerine zıt bir etki yaratmasını sağlar.

Farklı bir makine için kaydedilmiş etki katsayılarını kullanabilir miyim?
Evet, ancak yalnızca makineler tamamen aynıysa - aynı model, aynı rotor, aynı temel, aynı yataklar. Yapısal rijitlikteki herhangi bir değişiklik, etki katsayılarını değiştirecek ve onları geçersiz kılacaktır. En iyi uygulama, doğru düzeltme hesaplamaları sağlamak için her yeni makine için her zaman yeni deneme çalışmaları yapmaktır.

Statik ve dinamik dengesizlik arasındaki fark nedir?
In static unbalance the rotor's central principal axis of inertia is displaced parallel to the rotation axis - the center of mass is offset radially from the axis - and it can be detected without spinning by placing the rotor on knife-edge supports. Dynamic unbalance is a combination of static and couple unbalance where the principal axis of inertia doesn't coincide with the rotation axis - it only manifests during rotation and requires two-plane correction.

Neden tartım değerlerim istikrarsız (dalgalı)?
Dengesiz okumalar, sistemin titreşim tepkisinin tahmin edilemez olduğunu gösterir. Yaygın nedenler şunlardır: mekanik gevşeklik (gevşek cıvatalar, çatlaklar), aşırı boşluklu aşınmış yataklar, proses kararsızlığı (pompalarda kavitasyon, fanlarda türbülans), rezonans (doğal frekansa yakın çalışma hızı), ısınma sırasında termal etkiler veya komşu ekipmanlardan kaynaklanan titreşim. Dengeleme işlemine başlamadan önce bu sorunları giderin.

İki düzlemli dengelemede üç aşamalı yöntem nedir?
Üç aşamalı yöntem şunları içerir: Aşama 0 - temel titreşimi belirlemek için herhangi bir deneme ağırlığı olmadan yapılan ilk ölçüm; Aşama 1 - etkisini belirlemek için 1. düzleme deneme ağırlığı takılarak yapılan ölçüm; Aşama 2 - deneme ağırlığı 2. düzleme taşınarak yapılan ölçüm. Bu üç veri noktasına dayanarak, cihaz etki katsayısı yöntemini kullanarak her iki düzlem için gereken tam düzeltici ağırlıkları hesaplar.

ISO 1940-1 standardına göre izin verilen artık dengesizliği nasıl hesaplarım?
First calculate permissible specific unbalance: ebaşına = (G × 9549) / n, where G is the quality grade (e.g., 2.5 for turbines, 6.3 for fans) and n is RPM. Then calculate permissible residual unbalance: Ubaşına = ebaşına × M, where M is rotor mass in kg. For example, a 5 kg rotor at 3000 RPM with G2.5: ebaşına = (2.5 × 9549)/3000 = 7.96 μm, Ubaşına = 7,96 × 5 = 39,8 g·mm.

Doğru dengeleme için gereken minimum deneme ağırlığı etkisi nedir?
Deneme ağırlığı, titreşim genliğinde en az 20-30%'lik bir değişikliğe veya faz açısında 20-30 derecelik bir değişikliğe neden olmalıdır. Etki çok küçükse, faydalı sinyal ölçüm gürültüsünde kaybolur ve bu da yanlış düzeltme hesaplamalarına yol açar. Hiçbir şey değişmezse, yeterli etki elde edene kadar deneme ağırlığının kütlesini (güvenli sınırlar içinde) artırın.

How do I account for keyways? (ISO 8821, now ISO 21940-32:2012)
Standard practice is to use a "half-key" in the shaft keyway when balancing without the mating part, as specified in ISO 21940-32:2012 (which superseded ISO 8821). This compensates for the mass of that part of the key that fills the groove on the shaft.

Tablo 3: Yaygın Dengeleme Sorunlarını Giderme Kılavuzu
Belirti Muhtemel Nedenler Önerilen Eylemler
Kararsız/"dalgalı" okumalar Mekanik gevşeklik, yatak aşınması, rezonans, proses kararsızlığı, dış titreşim Tighten all bolted connections, check bearing play, conduct coast-down test (the RunDown tab in the F5 - Vibration Meter mode), stabilize operating regime
Birkaç döngüden sonra tolerans elde edilemiyor Yanlış etki katsayıları, rotorun esnek olması, gizli bir kusurun (hizalama hatası) varlığı. Doğru seçilmiş ağırlıkla deneme çalışmasını tekrarlayın, rotorun esnek olup olmadığını kontrol edin, diğer kusurları aramak için FFT kullanın.
Dengelemeden sonra titreşim normal ancak hızla geri dönüyor Düzeltici ağırlık atımı, rotor üzerinde ürün birikmesi, termal deformasyonlar Daha güvenilir ağırlık bağlantısı (kaynak) kullanın, düzenli rotor temizleme programı uygulayın.

Bölüm 4.2: Belirli Ekipman Türleri için Dengeleme Kılavuzu

Industrial fans and induced-draft (ID) fans:

  • Sorun: Bıçaklarda ürün birikmesi veya aşındırıcı aşınma nedeniyle dengesizliğe en yatkın olanıdır.
  • Prosedür: Çalışmaya başlamadan önce pervaneyi daima iyice temizleyin. Dengesizliğe neden olabilecek aerodinamik kuvvetlere dikkat edin.

Pompalar:

  • Sorun: Başlıca düşman - kavitasyon.
  • Prosedür: Dengeleme işleminden önce, giriş noktasında yeterli kavitasyon payının (NPSHa) olduğundan emin olun. Emme boru hattının tıkalı olmadığını kontrol edin.

Kırıcılar, öğütücüler ve öğütücüler:

  • Sorun: Aşırı yıpranma, çekiç kırılması veya aşınması nedeniyle büyük dengesizlik değişiklikleri olasılığı.
  • Prosedür: Çalışma elemanlarının bütünlüğünü ve bağlantısını kontrol edin. Ek makine çerçevesi ankrajı gerekebilir.

Elektrik motoru armatürleri:

  • Sorun: Hem mekanik hem de elektriksel titreşim kaynaklarına sahip olabilir.
  • Prosedür: Use the vibration spectrum (F8 - Charts) to check for vibration at twice the supply frequency. Its presence indicates electrical malfunction, not unbalance.

Sonuç

Balanset-1A gibi taşınabilir cihazlar kullanılarak rotorların yerinde dinamik olarak dengelenmesi, endüstriyel ekipmanların çalışma güvenilirliğini ve verimliliğini artırmak için güçlü bir araçtır. Bununla birlikte, bu işlemin başarısı, cihazın kendisinden ziyade, uzman yeterliliğine ve sistematik bir yaklaşım uygulama yeteneğine bağlıdır.

Temel prensipler:

  • Hazırlık sonucu belirler: Rotorun iyice temizlenmesi, yatak ve taban durumunun kontrol edilmesi ve ön titreşim teşhisinin yapılması, başarılı bir dengeleme için zorunlu koşullardır.
  • Standartlara uyum, kalitenin temelidir: ISO 1940-1'in uygulanması, öznel değerlendirmeyi nesnel, ölçülebilir ve yasal olarak önemli bir sonuca dönüştürür.
  • Cihaz sadece bir dengeleyici değil aynı zamanda bir teşhis aracıdır: Denge kaybı veya okuma güçlüğü, daha ciddi sorunlara işaret eden önemli tanısal belirtilerdir.
  • Standart dışı görevleri çözmek için süreç fiziğini anlamak önemlidir: Sert ve esnek rotorlar arasındaki farkları bilmek ve rezonans etkisini anlamak, uzmanların doğru kararlar vermesini sağlar.

Bu kılavuzda belirtilen önerilere uyulması, teknik uzmanların yalnızca tipik görevlerle başarılı bir şekilde başa çıkmalarını değil, aynı zamanda dönen ekipman titreşimine ilişkin karmaşık ve önemsiz olmayan sorunları da etkili bir şekilde teşhis edip çözmelerini sağlayacaktır.

© 2025 Field Dynamic Balancing Guide. Tüm hakları saklıdır.

WhatsApp
Balanset-1A - €1975Mühendise sorun