Dinamik Mil Dengeleme Talimatı: Statik ve Dinamik, Saha Prosedürü ve ISO 21940 Kaliteleri
Saha mühendislerinin rotorları yerinde dengelemek için ihtiyaç duyduğu her şey – dengesizliğin fiziğinden son doğrulama çalışmasına kadar. Yedi adımlı prosedür, deneme ağırlığı formülleri, düzeltme açısı ölçümü ve ISO tolerans tabloları. Fanlar, öğütücüler, kırıcılar ve şaftlar dahil olmak üzere 2000'den fazla rotor üzerinde test edilmiştir.
Dinamik Dengeleme Nedir?
Dinamik dengeleme Dinamik dengeleme, dönen bir cismin (rotorun) çalışma hızında dönerken kütle dağılımındaki eşitsizliği ölçme ve düzeltme işlemidir. Tek bir düzlemdeki kütle sapmasını düzelten statik dengelemenin aksine, dinamik dengeleme dengesizliği birden fazla düzlemde ele alır. iki veya daha fazla uçağın aynı anda, Bu sayede, rulman titreşimine neden olan hem merkezkaç kuvveti hem de salınım momenti ortadan kaldırılır.
200 kg'lık bir öğütücü rotorundan 5 gramlık bir dişçi matkap miline kadar her dönen parçada bir miktar artık dengesizlik vardır. Üretim toleransları, malzeme tutarsızlıkları, korozyon ve biriken tortular, kütle merkezini geometrik dönme ekseninden uzaklaştırır. Sonuç olarak, hızın karesiyle artan bir merkezkaç kuvveti oluşur: devir sayısı iki katına çıktığında kuvvet dört katına çıkar.
150 mm yarıçapında sadece 10 g'lık bir dengesizlikle dakikada 3000 devirde dönen bir rotor, yaklaşık 150 N'luk dönme kuvveti üretir; bu da rulmanları haftalar içinde tahrip etmeye yeterlidir. Dinamik dengeleme, bu kuvveti uluslararası standartlar (ISO 21940-11, eski adıyla ISO 1940) tarafından belirtilen bir seviyeye düşürerek rulman ömrünü aylardan yıllara uzatır ve titreşimle ilgili arıza sürelerini azaltır.
Statik ve Dinamik Denge
Rotorun ağırlık merkezi, dönüş ekseninden belirli bir mesafede yer almaktadır. bir uçak. Keskin kenarlı destekler üzerine yerleştirildiğinde, ağır taraf alta doğru yuvarlanır; bunu döndürmeden de fark edebilirsiniz.
Düzeltme: Ağır noktanın karşısındaki tek bir açısal konumda kütle ekleyin veya çıkarın. Tek bir düzeltme düzlemi yeterlidir.
Şunlar için geçerlidir: Çapı genişliğinin 7 katından büyük olan dar disk şeklindeki parçalar; volanlar, taşlama diskleri, tek diskli pervaneler, testere bıçakları, fren diskleri.
İki (veya daha fazla) kütle dengelemesi şurada yer almaktadır: farklı uçaklar Rotor uzunluğu boyunca. Statik olarak birbirlerini iptal edebilirler — rotor bıçak sırtı üzerinde hareketsiz durur — ancak bir etki yaratırlar. sallanan çift Döndürme sırasında. Bu çift, döndürme olmadan tespit edilemez veya düzeltilemez.
Düzeltme: İki ayrı düzlemde iki dengeleyici ağırlık. Cihaz, etki katsayısı matrisinden her düzlem için kütleyi ve açıyı hesaplar.
Şunlar için geçerlidir: Uzun rotorlar — şaftlar, geniş pervaneli fanlar, öğütücü rotorları, silindirler, çok kademeli pompa pervaneleri, türbinler.
Dört Tür Dengesizlik
ISO 21940-11, dört temel dengesizlik modelini ayırt eder. Hangisinin baskın olduğunu anlamak, doğru dengeleme stratejisini seçmeye yardımcı olur.
Pratikte, sahada karşılaştığınız hemen her rotorun dinamik dengesizliği vardır; bu, kuvvet ve tork bileşenlerinin birleşimidir. Bu nedenle, ince disk olmayan herhangi bir rotor için varsayılan işlem iki düzlemli dengelemedir.
Tek Düzlemli ve Çift Düzlemli Dengeleme Ne Zaman Kullanılır?
Belirleyici faktör rotorun özellikleridir. geometri oranı L/D (eksenel uzunluğun dış çapa oranı) çalışma hızıyla birlikte.
| Kriter | Tek Düzlem (1 sensör) | İki Düzlem (2 sensör) |
|---|---|---|
| L/D oranı | L/D < 0,14 (çap > 7 × genişlik) | L/D ≥ 0,14 |
| Tipik parçalar | Taşlama taşı, volan, tek diskli pervane, kasnak, fren diski, testere bıçağı | Fan rotoru, malçlama makinesi, şaft, silindir, çok kademeli pompa, türbin, kırıcı |
| Dengesizlik türleri düzeltildi. | Sadece statik (kuvvet) | Statik + çift kuvvet + dinamik (kuvvet + moment) |
| Düzeltme uçakları | 1 | 2 |
| Ölçüm işlemleri | 2 (başlangıç + 1 deneme) | 3 (başlangıç + 2 deneme, her düzlem için bir tane) |
| Sahada geçirilen süre | 15-20 dakika | 30–45 dakika |
ISO 21940-11 Terazi Kalite Sınıfları
ISO 21940-11 (ISO 1940-1'in halefi), her döner makine sınıfına bir standart belirler. denge kalite sınıfı G, Rotorun ağırlık merkezinin izin verilen maksimum hızı olarak tanımlanan (mm/s cinsinden) izin verilen artık özgül dengesizlik. ebaşına (g·mm/kg cinsinden) değeri, kalite ve çalışma hızından türetilmiştir:
G — terazi kalite derecesi (örneğin 6,3, 6,3 mm/s anlamına gelir)
ω — açısal hız, rad/s
RPM — çalışma hızı, dev/dak
| Sınıf | e-ω, mm/s | Makine tipleri |
|---|---|---|
G 0.4 |
0.4 | Jiroskoplar, hassas taşlama makinelerinin milleri |
G 1.0 |
1.0 | Turboşarjlar, gaz türbinleri, özel gereksinimlere sahip küçük elektrikli armatürler |
G 2.5 |
2.5 | Elektrik motorları, jeneratörler, orta/büyük türbinler, özel gereksinimlere sahip pompalar |
G 6.3 |
6.3 | Fanlar, pompalar, proses makineleri, volanlar, santrifüjler, genel endüstriyel makineler |
G 16 |
16 | Tarım makineleri, kırıcılar, tahrik milleri (kardan), kırıcı makinelerin parçaları |
G 40 |
40 | Binek otomobil tekerlekleri, krank mili aksamları (seri üretim) |
G 100 |
100 | Büyük, yavaş çalışan deniz dizel motorlarının krank mili tertibatları |
Çalışma Örneği: Fan Rotoru
Santrifüj fan rotorunun ağırlığı 80 kg, çalışma hızı 1450 RPM ve düzeltme yarıçapı 250 mm'dir. Gerekli sınıf: G 6.3.
250 mm düzeltme yarıçapında: maksimum artık kütle = 3320 / 250 = 13,3 g uçak başına
Bu, her bir düzeltme düzleminin en fazla 13,3 g'lık dengesizlik tutabileceği anlamına gelir; bu da yaklaşık üç adet M6 pulunun ağırlığına eşittir.
İlgili standartlar: ISO 21940-11 (rijit rotorlar), ISO 21940-12 (esnek rotorlar), ISO 10816-3 (titreşim şiddeti sınırları), ISO 1940 (eski model).
Yedi Adımlı Alan Dengeleme Prosedürü
Bu, taşınabilir bir cihazla uygulanan, iki düzlemli alan dengelemesi için etki katsayısı yöntemidir. Balanset-1A. Aynı mantık, herhangi bir iki kanallı dengeleme analizörü için de geçerlidir.
M t = M r × K / (R t × (N/100)²) M'nin bulunduğu yerr = rotor kütlesi (g), K = destek sertlik katsayısı (1–5, ortalama için 3 kullanın), Rt = montaj yarıçapı (cm), N = RPM. Veya bizimkini kullanın. çevrimiçi deneme ağırlığı hesaplayıcısı — Rotor parametrelerinizi girin ve önerilen kütleyi anında öğrenin.
Deneme Ağırlığı Hesaplaması
Deneysel ağırlık, fark edilebilir bir titreşim değişikliği oluşturacak kadar ağır, ancak yatakları aşırı yüklemeyecek veya tehlikeli bir durum yaratmayacak kadar hafif olmalıdır. Standart deneysel formül, rotor kütlesini, düzeltme yarıçapını, çalışma hızını ve destek sertliğini hesaba katar:
Mr — rotor kütlesi, gram
K — destek sertlik katsayısı (1 = yumuşak bağlantılar, 3 = ortalama, 5 = sert temel)
Rt — deneme ağırlığı montaj yarıçapı, cm
N — çalışma hızı, RPM
Hesaplamaları elle yapmak istemiyor musunuz? Bizim aracımızı kullanın. çevrimiçi deneme kilo hesaplayıcı ↗ — Rotor parametrelerinizi, destek tipinizi ve titreşim seviyenizi girin ve önerilen kütleyi anında alın.
Çözümlü Örnekler (K = 3, ortalama sertlik)
| Makine | Rotor kütlesi | RPM | Yarıçap | Deneme ağırlığı (K = 3) |
|---|---|---|---|---|
| Öğütücü rotor | 120 kg | 2,200 | 30 cm | 360.000 / (30 × 484) ≈ 25 g |
| Endüstriyel fan | 80 kg | 1,450 | 40 cm | 240.000 / (40 × 210,25) ≈ 29 g |
| Santrifüj tamburu | 45 kg | 3,000 | 15 cm | 135.000 / (15 × 900) = 10 g |
| Kırıcı şaftı | 250 kg | 900 | 25 cm | 750.000 / (25 × 81) ≈ 370 g |
Düzeltme Açısı Ölçümü
Dengeleme cihazı her düzlem için iki sayı üretir: yığın (ne kadar ağırlıkta) ve açı (Nereye yerleştirileceği). Açı her zaman deneme ağırlığının konumuna göre belirlenir.
Açı Nasıl Ölçülür?
- Referans noktası (0°): Deneme ağırlığını yerleştirdiğiniz açısal konumu, deneme çalıştırmasından önce rotor üzerinde açıkça işaretleyin.
- Ölçüm yönü: her zaman rotor dönüş yönünde.
- Açıyı okumak: Cihaz, Düzlem 1 için f₁ açısını ve Düzlem 2 için f₂ açısını gösterir. Deneme ağırlığı işaretinden, dönüş yönünde o kadar derece sayın; düzeltme ağırlığı oraya yerleştirilir.
- Kütleyi çıkarmak söz konusuysa: Düzeltme işlemini, belirtilen "ekle" konumunun tam tersine, 180° açıyla yerleştirin.
Ağırlığın Sabit Pozisyonlara Dağılımı
Rotorun önceden açılmış delikleri veya sabit montaj noktaları (örneğin fan kanadı cıvataları) olduğunda, ağırlığı tam olarak hesaplanan açıda yerleştiremeyebilirsiniz. Balanset-1A, bir ağırlık bölme fonksiyonuEn yakın iki konumun açılarını giriyorsunuz ve yazılım, tek düzeltme vektörünü bu konumlarda iki daha küçük ağırlığa ayırıyor. Birleşik etki, orijinal vektörle eşleşiyor.
Düzeltme Düzlemleri ve Sensör Yerleşimi
Düzeltme düzlemi, rotor üzerinde kütle eklediğiniz veya çıkardığınız eksenel konumdur. Sensör, en yakın rulmandaki titreşimi ölçer. Birkaç önemli kural:
- Sensör, rulman yuvasına takılır. — Radyal yönde (yatay tercih edilir) yatak merkez çizgisine mümkün olduğunca yakın.
- Düzlem 1, Sensör 1'e karşılık gelir., Düzlem 2'den Sensör 2'ye. Numaralandırmayı tutarlı tutun, aksi takdirde yazılım düzeltme düzlemlerini değiştirecektir.
- Uçaklar arası mesafeyi en üst düzeye çıkarın: İki düzeltme düzlemi arasındaki mesafe ne kadar uzak olursa, tork çözünürlüğü o kadar iyi olur. Minimum pratik ayrım, taşıma açıklığının ⅓'üdür.
- Erişilebilir pozisyonları seçin: Düzeltme düzlemi, fiziksel olarak ağırlık takabileceğiniz bir yer olmalıdır; flanş kenarı, cıvata dairesi, jant veya kaynak yüzeyi gibi.
Yukarıdaki fotoğrafta, bir öğütücü rotorunun iki düzlemde dengeleme işlemi için hazırlandığı görülmektedir. Mavi işaretler 1 ve 2, yatak yuvalarındaki sensör konumlarını göstermektedir. Kırmızı işaretler 1 ve 2 ise düzeltme düzlemlerini göstermektedir; bu durumda, ağırlıkların kaynaklanacağı rotor gövdesinin flanşlı uçlarıdır.
Konsol (Aşırı Çıkıntılı) Rotor
Konsol rotorlar (vantilatör pervaneleri, yatak açıklığının dışına monte edilmiş volanlar, pompa pervaneleri) farklı bir sensör ve düzlem düzeni gerektirir. Her iki düzeltme düzlemi de yatakların aynı tarafındadır ve sensör yerleşimi, aşırı kütlenin tork dengesizliğini hesaba katmalıdır.
Makine Türüne Göre Uygulamalar
Ağırlık Bağlama Yöntemleri
| Yöntem | EK | En iyisi | Sınırlar |
|---|---|---|---|
| Kaynak | Rotor jantına punta kaynağıyla tutturulmuş çelik rondelalar veya plakalar | Öğütücüler, kırıcılar, ağır sanayi rotorları | Kalıcıdır. Özel bir çubuk olmadan alüminyum veya paslanmaz çelik üzerinde kullanılamaz. |
| Cıvatalar ve somunlar | Önceden açılmış deliklerden kilit somunlarıyla geçirilen cıvatalar. | Fan pervaneleri, volanlar, bağlantı flanşları | Mevcut deliklerin açılmasını veya yeni deliklerin açılmasını gerektirir. |
| Hortum kelepçeleri | Ağırlıkla sıkıştırılmış paslanmaz çelik hortum kelepçesi | Sahada kullanılan miller, makaralar, silindirik rotorlar. | Geçici veya yarı kalıcı. Sıkıştırma torkunu doğrulayın. |
| Ayar vidası klipsi | Hazır takılabilir ağırlıklar (lastik ağırlıkları gibi) | Fan kanatları, ince jantlar, hafif rotorlar | Sınırlı kütle aralığı. Yüksek devirlerde kayma yapabilir. |
| Yapıştırıcı (epoksi) | Yüzeye yapıştırılmış ağırlık | Hassas rotorlar, temiz ortamlar | Temiz ve kuru bir yüzey gerektirir. Sıcaklık limiti ~120°C'dir. |
| Malzeme kaldırma | Ağır taraftan malzemeyi delerek veya taşlayarak uzaklaştırma | Turboşarjlar, yüksek hızlı miller, pervaneler | Kalıcı ve kesin, ancak geri döndürülemez. Ağırlık eklemenin güvenli olmadığı durumlarda kullanılır. |
Alan Dengeleme İşleminde Sık Yapılan Hatalar
| # | Hata | Sonuçlar | Düzeltmek |
|---|---|---|---|
| 1 | Koruyucu veya kapak üzerine monte edilmiş sensör | Kapak rezonansı genlik ve faz okumalarını bozuyor → yanlış düzeltme | Her zaman rulman yuvasının metal yüzeyine monte edin. |
| 2 | Deneme ağırlığı çok hafif | Faz ve genlik değişimi gürültü sınırları içindedir → etki katsayıları güvenilir değildir | En az bir sensörde ≥30% genlik değişimi veya ≥30° faz kayması sağlandığından emin olun. |
| 3 | Koşular arasındaki hız farklılıkları | 1×'deki titreşim RPM² ile değişir — hatta 5% hız değişikliği bile verileri bozar. | Devir sayısını hassas bir şekilde takip etmek için takometre kullanın. Hızın sabitlenmesini bekleyin. |
| 4 | Deneme ağırlığını çıkarmayı unutmak | Düzeltme hesaplaması, deneme ağırlığı etkisini içerir → sonuç anlamsızdır | Sıkı bir rutin izleyin: düzeltme ağırlıklarını takmadan önce deneme ağırlıklarını çıkarın. |
| 5 | 1. ve 2. düzlemleri karıştırmak | Düzeltme ağırlıkları yanlış düzlemlere yerleştirilir → titreşim artar | Sensörleri ve düzlemleri açıkça etiketleyin. Sensör 1 → Düzlem 1, Sensör 2 → Düzlem 2 |
| 6 | Dönme yönünün tersine açıyı ölçmek. | Düzeltme, f yerine 360° − f yönünde gerçekleşir → rotorun karşı tarafına | Başlamadan önce dönüş yönünü doğrulayın. Ölçümü her zaman dönüş yönünde yapın. |
| 7 | Çalışmalar sırasında termal genleşme | Soğuk çalıştırmalar arasındaki yatak boşluğu değişiklikleri → ölçümlerde sapmalar | Ya 0. koşudan önce sabit hıza kadar ısının ya da tüm koşuları hızlıca (<5 dakika arayla) tamamlayın. |
| 8 | Uzun bir rotor üzerinde tek düzlem kullanılması | Çift dengesizliği düzeltilmezse → uzak yatakta titreşim daha da artabilir. | L/D ≥ 0,14 olan veya düzlem ayrımının önemli olduğu tüm rotorlar için iki düzlemli dengeleme kullanın. |
Saha Raporu: Malçlama Makinesi Rotor Dengelemesi
Makine: Maschio Bisonte 280 paletli ağaç kesme makinesi, 165 kg rotor, 2.100 RPM PTO hızı. Müşteri, 8 paleti değiştirdikten sonra şiddetli titreşim bildirdi.
Kurulum: Yatak yuvalarında iki ivmeölçer, PTO şaftında lazer takometre. Balanset-1A iki düzlemli mod.
Çalıştırma 0: Sensör 1 = 12,4 mm/s @ 47°, Sensör 2 = 8,9 mm/s @ 213°. ISO 10816-3 D bölgesi (tehlike).
Deneme çalışmaları: Her iki düzlemde de 500 g'lık deneme ağırlığı kullanıldı. Net yanıt — her iki sensörde de genlik değişimi >60%.
Düzeltme: Düzlem 1: 128° açıyla kaynaklanmış 340 g. Düzlem 2: 276° açıyla kaynaklanmış 215 g.
Doğrulama: Sensör 1 = 0,8 mm/s, Sensör 2 = 0,6 mm/s. ISO bölgesi A (iyi). Ayar işlemine gerek yok.
Bir Fanın İki Düzlemde Dinamik Dengelemesi
Endüstriyel fanlar (santrifüj, eksenel ve karışık akışlı) sahada en sık dengelenen rotorlar arasındadır. Aşağıdaki prosedür, Balanset-1A kullanılarak radyal bir fan üzerinde gerçekleştirilen gerçek bir iki düzlemli dengeleme işlemini adım adım göstermektedir.
Düzlemlerin Belirlenmesi ve Sensörlerin Kurulması
Sensör takılacak yüzeyleri kir ve yağdan temizleyin. Sensörler, yatak yuvasının metal yüzeyine sıkıca oturmalıdır; asla kapaklara, koruyuculara veya desteksiz sac panellere monte etmeyin.
- Sensör 1 (kırmızı): Fanın ön tarafına (1. düzlem tarafına) daha yakın bir yere monte edin.
- Sensör 2 (yeşil): Fanın arka tarafına (2. düzlem tarafına) daha yakın bir yere monte edin.
- Uçak 1 (kırmızı bölge): Pervane diskinin ön tarafına daha yakın olan düzeltme düzlemi.
- Uçak 2 (yeşil bölge): Düzeltme düzlemi arka plakaya veya göbeğe daha yakın.
Hem titreşim sensörlerini hem de lazer takometreyi Balanset-1A'ya bağlayın. Devir sayısı referansı için şafta veya göbeğe yansıtıcı bant yapıştırın.
Dengeleme Süreci
Fanı çalıştırın ve ilk titreşim ölçümlerini alın (Çalıştırma 0). Düzlem 1'de rastgele bir noktaya bilinen kütleye sahip bir deneme ağırlığı yerleştirin, fanı çalıştırın ve titreşim değişimini kaydedin (Çalıştırma 1). Deneme ağırlığını Düzlem 2'de rastgele bir noktaya taşıyın, fanı tekrar çalıştırın ve kaydedin (Çalıştırma 2). Balanset-1A yazılımı, her düzlem için düzeltme kütlesini ve açısını hesaplamak için üç ölçümü de kullanır.
Fan Düzeltme Ağırlıkları için Açı Ölçümü
Açı, fan dönüş yönünde, deneme ağırlığının konumundan ölçülür; bu ölçüm, tam olarak şurada açıklandığı gibidir. Düzeltme Açısı Ölçümü Yukarıdaki bölümü inceleyin. Deneme ağırlığının yerleştirildiği noktayı (0° referans noktası) işaretleyin, ardından düzeltme ağırlığının konumunu bulmak için dönüş yönü boyunca belirtilen açıyı sayın.
Yazılım tarafından hesaplanan açılar ve kütlelere dayanarak, Düzlem 1 ve Düzlem 2'ye düzeltme ağırlıklarını takın. Fanı bir kez daha çalıştırın ve titreşimin kabul edilebilir bir seviyeye düştüğünü doğrulayın. ISO 21940-11 (Genel amaçlı fanlar için tipik olarak G 6.3). Eğer kalan titreşim hala hedef değerin üzerindeyse, bir deneme çalıştırması yapın.
Sıkça Sorulan Sorular
Tarla Dengeleme Ekipmanları
Bu Balanset-1A Bu, tek düzlemli ve çift düzlemli dinamik dengelemeyi ve titreşim analizini (genel hız, spektrum, dalga formu) gerçekleştirebilen iki kanallı taşınabilir bir cihazdır. Komple bir kit halinde gönderilir:
- Manyetik bağlantı elemanlı 2 adet piezoelektrik titreşim sensörü
- Yansıtıcı bantlı lazer takometre (temassız devir sensörü)
- USB ölçüm cihazı (herhangi bir Windows dizüstü bilgisayara bağlanır)
- Yazılım: dengeleme sihirbazı, titreşim ölçer, spektrum analizörü
- Tüm kabloları ve aksesuarları içeren taşıma çantası.
Devir sayısı aralığı: 300–100.000. Titreşim aralığı: 0,5–80 mm/s RMS. Faz doğruluğu: ±1°. Ağırlık bölme, düzeltme işlemleri, tolerans kontrolü ve rapor oluşturma yazılıma dahildir. Komple setin ağırlığı 3,5 kg'dır.
0 Comments