Інструкція з динамічного балансування валів

Опубліковано Микола Шелковенко на

Інструкція з динамічного балансування валів – ISO 21940 | Вібромера
Балансування поля · Повний посібник

Інструкція з динамічного балансування валів: Статичний проти динамічного, Польова процедура та сорти ISO 21940

Все, що потрібно польовому інженеру для балансування роторів на місці — від фізики дисбалансу до остаточного перевірочного пробігу. Семиетапна процедура, формули пробної ваги, вимірювання кута корекції та таблиці допусків ISO. Протестовано на понад 2000 роторах вентиляторів, мульчерів, дробарок та валів.

✎ Микола Шелковенко Оновлено: лютий 2026 р. ~18 хв читання

Що таке динамічне балансування?

Визначення

Динамічне балансування – це процес вимірювання та корекції нерівномірного розподілу маси обертового тіла (ротора) під час його обертання з робочою швидкістю. На відміну від статичного балансування, яке коригує зміщення маси в одній площині, динамічне балансування усуває дисбаланс у двох або більше площин одночасно, що усуває як відцентрову силу, так і хитну пару, що викликають вібрацію підшипника.

Кожна обертова деталь — від ротора мульчера вагою 200 кг до шпинделя стоматологічної бормашини вагою 5 г — має певний залишковий дисбаланс. Виробничі допуски, невідповідності матеріалів, корозія та накопичені відкладення зміщують центр маси від геометричної осі обертання. Результатом є відцентрова сила, яка зростає пропорційно квадрату швидкості: подвоюєш кількість обертів, і сила збільшується в чотири рази.

Ротор, що обертається зі швидкістю 3000 об/хв з дисбалансом лише 10 г на радіусі 150 мм, генерує обертову силу приблизно 150 Н — достатньо, щоб зруйнувати підшипники за тижні. Динамічне балансування зменшує цю силу до рівня, визначеного міжнародними стандартами (ISO 21940‑11, раніше ISO 1940), подовжуючи термін служби підшипників з місяців до років і скорочуючи час простоїв, пов’язаний з вібрацією.

Примітка польового інженера
За 13 років польової роботи дисбаланс був першопричиною приблизно 401 TP3T скарг на вібрацію, які я розслідую. Це також найлегша несправність для усунення на місці — навчений технік з потрібним інструментом завершує роботу за 30–45 хвилин без зняття ротора.

Статичний проти динамічного балансу

Одна площина
Ротор у статичному дисбалансі — важка точка обертається вниз
Статичний баланс

Центр ваги ротора зміщений відносно осі обертання один літак. Коли його розміщують на опорах з лезом ножа, важка сторона скочується донизу — це можна виявити, не обертаючись.

Виправлення: додавати або видаляти масу в одному кутовому положенні навпроти важкої точки. Достатньо однієї площини корекції.

Застосовується до: вузькі дископодібні деталі діаметром > 7 × ширина — маховики, шліфувальні круги, однодискові робочі колеса, пильні полотна, гальмівні диски.

Два літаки
Довгий ротор у динамічному дисбалансі — два зміщення маси в різних площинах
Динамічний баланс

Два (або більше) масових зміщення знаходяться різні літаки вздовж довжини ротора. Вони можуть статично компенсувати один одного — ротор нерухомо стоїть на лезах ножа — але створюють гойдалки пара під час обертання. Цю пару неможливо виявити або виправити без обертання.

Виправлення: два компенсуючі вантажі у двох окремих площинах. Прилад розраховує масу та кут для кожної площини з матриці коефіцієнтів впливу.

Застосовується до: видовжені ротори — вали, вентилятори з широкими крильчатками, ротори мульчерів, катки, крильчатки багатоступеневих насосів, турбіни.

Ключова відмінність: Статично збалансований ротор все ще може мати серйозний динамічний дисбаланс. Сили в одній площині прямо протилежні силам в іншій, тому ротор не котиться по опорах, але в момент обертання ця пара створює сильну вібрацію в підшипниках. Двоплощинне динамічне балансування вловлює те, що не враховують статичні методи.

Чотири типи дисбалансу

Стандарт ISO 21940‑11 розрізняє чотири основні моделі дисбалансу. Розуміння того, яка з них домінує, допомагає вибрати правильну стратегію балансування.

Статичний
Одинарна важка пляма. Центр тягаря зміщений паралельно осі обертання. Виявляється у стані спокою. Корекція в одній площині.
Пара
Дві однакові маси, розташовані під кутом 180° одна від одної в різних площинах. Результуюча сила = 0, але створює крутний момент (пара сил). Невидимі в стані спокою.
Квазістатичний
Комбінація статики + пари, де головна вісь інерції перетинає вісь обертання в точці, відмінній від центру тягаря.
Динамічний
Загальний випадок: головна вісь інерції не перетинається і не паралельна осі обертання. Найпоширеніша реальна закономірність. Обов'язкова корекція на дві площини.

На практиці майже кожен ротор, з яким ви стикаєтеся в польових умовах, має динамічний дисбаланс — комбінацію сили та складових пари. Саме тому двоплощинне балансування є процедурою за замовчуванням для будь-якого ротора, який не є тонким диском.

Коли використовувати одноплощинне чи двоплощинне балансування

Вирішальним фактором є ротор співвідношення геометрії L/D (відношення осьової довжини до зовнішнього діаметра) у поєднанні з його робочою швидкістю.

Критерій Одноплощинний (1 датчик) Двоплощинний (2 датчики)
Співвідношення L/D L/D < 0,14 (діаметр > 7× ширина) Л/Д ≥ 0,14
Типові деталі Шліфувальний круг, маховик, однодискове робоче колесо, шків, гальмівний диск, пильне полотно Ротор вентилятора, мульчер, вал, каток, багатоступеневий насос, турбіна, дробарка
Виправлено типи дисбалансу Тільки статичний (силовий) Статична + пара + динамічна (сила + момент)
Площини корекції 1 2
Вимірювальні прогони 2 (початковий + 1 спроба) 3 (початкові + 2 спроби, по одній на літак)
Час на сайті 15–20 хв 30–45 хв
Емпіричне правило
Якщо площини корекції розділені менш ніж ⅓ прольоту підшипника ротора, перехресний зв'язок між площинами невеликий, і балансування в одній площині може працювати навіть для L/D > 0,14. Але якщо у вас двоканальний прилад, завжди використовуйте дві площини — це займає лише 10 додаткових хвилин і вловлює пару дисбалансів, які пропускає балансування в одній площині.

ISO 21940‑11 Балансування класів якості

ISO 21940‑11 (наступник ISO 1940‑1) призначає кожному класу обертових машин клас якості балансу G, що визначається як максимально допустима швидкість центру ваги ротора в мм/с. Допустимий залишковий питомий дисбаланс еза (у г·мм/кг) визначається залежно від сорту та робочої швидкості:

Допустимий питомий дисбаланс
еза = G × 1000 / ω = G × 1000 / (2π × RPM / 60)
еза — допустимий залишковий питомий дисбаланс, г·мм/кг
Г — клас якості балансу (наприклад, 6,3 означає 6,3 мм/с)
ω — кутова швидкість, рад/с
Обороти на хвилину — робоча швидкість, об/хв
Оцінка e·ω, мм/с Типи машин
G 0.4 0.4 Гіроскопи, шпинделі прецизійних шліфувальних верстатів
Г 1.0 1.0 Турбокомпресори, газові турбіни, малі електричні якорі зі спеціальними вимогами
G 2.5 2.5 Електродвигуни, генератори, середні/великі турбіни, насоси зі спеціальними вимогами
G 6.3 6.3 Вентилятори, насоси, технологічне обладнання, маховики, центрифуги, загальнопромислове обладнання
G 16 16 Сільськогосподарська техніка, дробарки, карданні вали, деталі дробильних машин
G 40 40 Колеса легкових автомобілів, вузли колінчастого вала (серійне виробництво)
G 100 100 Вузли колінчастих валів великих повільних суднових дизельних двигунів

Розроблений приклад: Ротор вентилятора

Ротор відцентрового вентилятора важить 80 кг, працює зі швидкістю 1450 об/хв, а радіус корекції становить 250 мм. Необхідний клас: G 6.3.

Розрахунок
еза = 6,3 × 1000 / (2π × 1450 / 60) = 6300 / 151,8 ≈ 41,5 г·мм/кг
Загальний допустимий дисбаланс = 41,5 × 80 = 3320 г·мм
При радіусі корекції 250 мм: максимальна залишкова маса = 3320 / 250 = 13,3 г за літак
Це означає, що кожна площина корекції може утримувати не більше 13,3 г дисбалансу — приблизно вагу трьох шайб M6.

Пов'язані стандарти: ISO 21940‑11 (жорсткі ротори), ISO 21940‑12 (гнучкі ротори), ISO 10816‑3 (граничні значення інтенсивності вібрації), ISO 1940 (попередник-засновник).

Семиетапна процедура балансування поля

Це метод коефіцієнта впливу для балансування поля у двох площинах, що застосовується за допомогою портативного приладу, такого як Балансет‑1А. Така ж логіка працює з будь-яким двоканальним балансувальним аналізатором.

1
Підготовка ротора та кріплення датчиків
Очистіть корпуси підшипників від бруду та мастила — датчики повинні бути врівень з металевою поверхнею. Встановіть датчик вібрації 1 на корпусі підшипника, найближчому до Літак 1 (зазвичай з боку приводу). Встановіть датчик 2 поруч Літак 2 (непривідний кінець). Прикріпіть світловідбивну стрічку до вала лазерного тахометра. Підключіть усі кабелі до вимірювального блоку.
2
Вимірювання початкової вібрації (випробування 0)
Запустіть ротор і доведіть його до стабільної робочої швидкості. Прилад вимірює амплітуду коливань (мм/с) і фазовий кут (°) одночасно на обох датчиках. Це базовий рівень — "хвороба" ротора перед обробкою. Запишіть значення та зупиніть машину.
Польова порада: зачекайте принаймні 10–15 секунд після стабілізації обертів, перш ніж записувати. Теплові перехідні процеси та повітряні потоки врегульовуються протягом перших кількох секунд.
Початкове вимірювання вібрації ротора — екран Balanset-1A з базовими показниками
3
Встановлення пробного вантажу в площині 1 (Виконання 1)
Зупиніть ротор. Прикріпіть пробна вага відомої маси в довільному кутовому положенні в площині 1. Чітко позначте це положення — воно стане вашим орієнтиром 0° для вимірювання кута пізніше. Перезапустіть ротор і запишіть вібрацію на обох датчиках. Тепер прилад знає, як змінюється поле вібрації ротора, коли маса додається в площині 1.
Польова порада: Використовуйте болт із шайбою, затиснутим на ободі ротора, або хомут для шланга з гайкою для швидкого кріплення. Пробна вага повинна викликати вимірювану зміну вібрації (зміна амплітуди ≥30 % або зсув фази ≥30° на будь-якому датчику).
⚖
Скільки має важити пробна гиря? Використайте емпіричну формулу: M t = M r × K / (R t × (N/100)²) де Мr = маса ротора (г), K = коефіцієнт жорсткості опори (1–5, використовуйте 3 для середнього значення), Rt = радіус встановлення (см), N = об/хв. Або скористайтеся нашим онлайн-калькулятор пробної ваги — введіть параметри ротора та миттєво отримайте рекомендовану масу.
Встановлення калібрувальної ваги на першій площині корекції
4
Переміщення пробної ваги до площини 2 (Виконання 2)
Зупиніть ротор. Зніміть пробний вантаж з площини 1. Прикріпіть такий самий пробний вантаж (або вантаж з подібною відомою масою) у довільному положенні в площині 2. Позначте цю другу контрольну точку. Перезапустіть прилад та запишіть вібрацію на обох датчиках. Тепер прилад має повну матрицю коефіцієнтів впливу — чотири комплексні коефіцієнти, що пов'язують дисбаланс в будь-якій площині з вібрацією на будь-якому датчику.
Підказка: Якщо ви використовуєте іншу масу пробного вантажу в площині 2, введіть правильне значення в програмне забезпечення — математичні розрахунки налаштуються автоматично.
Переміщення пробної ваги на другу площину корекції для другого пробного запуску
5
Розрахунок коригувальних ваг
Прилад розв'язує рівняння коефіцієнта впливу та відображає: маса (г) і кут (°) для площини 1, а також маса (г) і кут (°) для площини 2. Кут вимірюється від положення пробного вантажу в напрямку обертання ротора. Якщо програмне забезпечення показує "видалити", це означає, що коригувальний вантаж має бути повернутий на 180° навпроти зазначеного положення "додати".
6
Встановити коригувальні ваги
Зніміть пробний вантаж з площини 2. Виготовте або виберіть коригувальні вантажі, що відповідають розрахованим масам. Виміряйте кут від позначки пробного вантажу в напрямку обертання. Міцно закріпіть коригувальні вантажі — зварюванням, хомутами для шлангів, гвинтовими вантажами або болтами, залежно від типу машини та швидкості.
Польова порада: якщо ви не можете розмістити вантаж під точним кутом (наприклад, доступні лише отвори для болтів), скористайтеся функцією поділу ваги — прилад розкладає вектор корекції на дві складові в найближчих доступних позиціях.
Діаграма вимірювання кута коригувальної ваги — від положення пробної ваги у напрямку обертання
7
Перевірка балансу (чек-біг)
Перезапустіть ротор і запишіть кінцеву вібрацію. Порівняйте з початковою базовою лінією та з допуском ISO 21940‑11 для вашого класу машини. Якщо вібрація відповідає специфікації, то все готово. Якщо ні, прилад може виконати обрізний пробіг — він використовує існуючі коефіцієнти впливу для розрахунку невеликої додаткової корекції без нових пробних ваг.
Польова порада: одного пробігу з підрізання зазвичай достатньо. Якщо вам потрібно більше двох підрізань, щось змінилося між пробігами — перевірте наявність вільних кілограмів, теплового росту або коливань швидкості.
Остаточний перевірочний пробіг показує значне зниження рівня вібрації після балансування
Усі сім кроків — один інструмент
Balanset‑1A проведе вас через усю процедуру у двох площинах на екрані. У комплекті два акселерометри, лазерний тахометр, програмне забезпечення для Windows та футляр для перенесення.
€1,975
Переглянути Balanset‑1A WhatsApp

Розрахунок пробної ваги

Пробна гиря має бути достатньо важкою, щоб викликати помітну зміну вібрації, але достатньо легкою, щоб не перевантажувати підшипники та не створювати небезпечного стану. Стандартна емпірична формула враховує масу ротора, радіус корекції, робочу швидкість та жорсткість опори:

Формула маси пробної ваги
Mt = Мr × K / (Rt × (Н / 100)²)
Mt — маса пробної гирі, грами
Mr — маса ротора, грами
К — коефіцієнт жорсткості опори (1 = м'які кріплення, 3 = середні, 5 = жорсткий фундамент)
Рt — радіус встановлення пробного вантажу, см
Н — робоча швидкість, об/хв

Не хочете робити розрахунки вручну? Скористайтеся нашим онлайн-калькулятор пробної ваги ↗ — введіть параметри ротора, тип опори та рівень вібрації, і миттєво отримайте рекомендовану масу.

Розроблені приклади (K = 3, середня жорсткість)

Машина Маса ротора Обороти на хвилину Радіус Пробна вага (K = 3)
Ротор мульчера 120 кг 2,200 30 см 360 000 / (30 × 484) ≈ 25 г
Промисловий вентилятор 80 кг 1,450 40 см 240 000 / (40 × 210,25) ≈ 29 г
Барабан центрифуги 45 кг 3,000 15 см 135 000 / (15 × 900) = 10 г
Вал дробарки 250 кг 900 25 см 750 000 / (25 × 81) ≈ 370 г
Практична порада: перевірте відповідь
Формула дає мінімальну пробну масу, яка повинна дати вимірювану реакцію. Після пробного запуску перевірте, чи фаза змістилася щонайменше на 20–30°, а амплітуда змінилася на 20–30%. Якщо реакція занадто мала, подвоїте або потройте пробну масу та повторіть. За дуже низьких обертів на хвилину (< 500) формула може дати непрактично великі значення — у такому разі використовуйте 10% ваги ротора, поділену на радіус корекції, як відправну точку.

Вимірювання кута корекції

Балансувальний прилад видає два числа на кожну площину: маса (скільки вага) та кут (де його розмістити). Кут завжди відноситься до положення пробного вантажу.

Програмне забезпечення Balanset-1A — вікно результатів балансування у двох площинах, що відображає масу коригувальної вантажу та кут на полярній діаграмі
Екран результатів Balanset‑1A: програмне забезпечення розраховує корекційну масу та кут для кожної площини та відображає вектори на полярній діаграмі. Червоні вектори показують необхідну корекцію; зелені показують залишкову вібрацію після підрівнювання.

Як виміряти кут

Полярний графік, що показує кут коригувального вантажу відносно положення пробного вантажу
  • Опорна точка (0°): кутове положення, де ви розмістили пробну гирю. Чітко позначте його на роторі перед пробним запуском.
  • Напрямок вимірювання: завжди у напрямку обертання ротора.
  • Читання кута: Прилад відображає кут f₁ для площини 1 та f₂ для площини 2. Від позначки пробного вантажу відрахуйте стільки градусів у напрямку обертання — саме туди встановлюється коригувальний вантаж.
  • Якщо видаляти масу: розмістіть корекцію під кутом 180° навпроти зазначеної позиції "додавання".

Розподіл ваги на фіксовані позиції

Полярний графік, що показує вагу, розподілену на два фіксовані положення отвору для болта

Якщо ротор має попередньо просвердлені отвори або фіксовані положення кріплення (наприклад, болти лопатей вентилятора), ви можете не мати змоги розмістити вантаж під точним розрахунковим кутом. Balanset‑1A включає функція розподілу ваги: ви вводите кути двох найближчих доступних позицій, і програмне забезпечення розкладає єдиний вектор корекції на дві менші ваги в цих позиціях. Комбінований ефект відповідає вихідному вектору.

Площини корекції та розміщення датчиків

Діаграма, що показує площини корекції та точки вимірювання датчика на роторі

Площина корекції — це осьове положення на роторі, де ви додаєте або видаляєте масу. Датчик вимірює вібрацію в найближчому підшипнику. Кілька ключових правил:

  • Датчик встановлюється на корпус підшипника — якомога ближче до центральної лінії підшипника, у радіальному напрямку (бажано горизонтальному).
  • Площина 1 відповідає Датчику 1, Площина 2 до Датчика 2. Дотримуйтесь послідовної нумерації, інакше програмне забезпечення поміняє місцями площини корекції.
  • Максимізація розділення площин: Чим далі одна від одної розташовані дві площини корекції, тим краща роздільна здатність пари. Мінімальна практична відстань становить ⅓ прольоту підшипника.
  • Оберіть доступні посади: Площина корекції має бути місцем, де можна фізично прикріпити вантажі — край фланця, отвір для болта, обідок або поверхня зварювання.
Ротор мульчера з площинами корекції (сині 1 та 2) та точками встановлення вантажу (червоні 1 та 2)

На фотографії вище ротор мульчера підготовлений до двоплощинного балансування. Синіми маркерами 1 та 2 позначено положення датчиків на корпусах підшипників. Червоними маркерами 1 та 2 позначено площини корекції — у цьому випадку фланцеві кінці корпусу ротора, куди будуть приварені вантажі.

Консольний (підвісний) ротор

Консольні ротори — крильчатки вентиляторів, маховики, встановлені поза межами прольоту підшипників, крильчатки насосів — потребують іншого розташування датчиків та площин. Обидві площини корекції знаходяться на одному боці підшипників, і розташування датчиків має враховувати дисбаланс пари підсилення консольної маси.

Принципова схема підключення датчика та розташування площини корекції для консольного (навісного) ротора — двоплощинна установка Balanset-1A
Схема підключення датчика для консольного ротора: обидві площини корекції розташовані зовні прольоту підшипника.
Балансування консольного ротора в польових умовах — положення датчика та площини корекції, позначені на фактичному обладнанні
Приклад польових умов: консольний ротор з позначеними положеннями датчика та площини корекції.

Застосування за типом машини

Промислові вентилятори та повітродувки
600–3600 об/хв · G 6.3 · Двоплощинний
Найпоширеніше завдання балансування в польових умовах. Відцентрові вентилятори, осьові вентилятори, повітродувки. Слідкуйте за накопиченням пилу на лопатях — з часом це зміщує баланс. Проведіть повторне балансування після очищення або заміни лопатей.
Ротори мульчерів та косарок-роторів
1800–2500 об/хв · G 16 · Двоплощинний
Важкі ротори (80–200 кг) зі змінними ціпами. Дисбаланс з'являється після зносу або заміни ціпів. Виправити у двох площинах на торцевих фланцях ротора. Типове покращення: 12 → 1 мм/с.
Дробарки та молоткові млини
600–1200 об/хв · G 16 · Двоплощинний
Надзвичайно важкі ротори (200–1000+ кг). Пробні вантажі великі (болти 5–15 кг). Низькі оберти двигуна означають великий допустимий дисбаланс, але ударні навантаження та вартість підшипника все одно виправдовують балансування.
Центрифуги
1000–10 000 об/хв · G 2,5–6,3 · Двоплощинний
Кошикові або дискові центрифуги у харчовій, хімічній та фармацевтичній промисловості. Висока швидкість вимагає жорстких допусків. Балансування на місці дозволяє уникнути тривалого розбирання. Перевірте наявність накопичення продукту всередині барабана.
Електродвигуни та генератори
750–3600 об/хв · G 2.5 · Двоплощинний
Якорі двигунів збалансовані на заводі, але після ремонту обмотки, заміни підшипника або зміни муфти потрібне повторне балансування. Для найкращих результатів перевіряйте з приєднаною півмуфтою.
Шнеки та ротори зернозбиральних комбайнів
400–1200 об/хв · G 16 · Двоплощинний
Довгі шнеки та молотильні ротори збирають ґрунт і незбалансовані рослинні залишки. Сезонне балансування перед збиранням врожаю запобігає виходу з ладу підшипників у полі. Коригувальні вантажі приварені до лопаток.
Робочі колеса насоса
1450–3600 об/хв · G 6.3 · Одно- або двоплощинний
Консольні робочі колеса часто потребують корекції лише в одній площині, якщо вони вузькі. У багатоступеневих насосах кожне робоче колесо балансується окремо на оправці перед складанням.
Турбокомпресори
30 000–300 000 об/хв · G 1,0 · Двоплощинний
Для надвисокої швидкості потрібен допуск G 1.0 або нижчий. Видалення матеріалу шліфуванням — на цих швидкостях не потрібно використовувати зварні вантажі. Потрібні високочастотні датчики вібрації.

Методи кріплення ваги

Метод Вкладення Найкраще для Ліміти
Зварювання Сталеві шайби або пластини, приварені прихватками до обода ротора Мульчери, дробарки, важкі промислові ротори Постійний. Не можна використовувати на алюмінії або нержавіючій сталі без спеціального стрижня
Болти та гайки Болти через попередньо просвердлені отвори з контргайками Робочі колеса вентиляторів, маховики, муфтові фланці Потрібні існуючі отвори або нове свердління
Хомути для шлангів Хомут для шланга з нержавіючої сталі з вантажем, що знаходиться всередині Вали, ролики, циліндричні ротори в польових умовах Тимчасовий або напівпостійний. Перевірте крутний момент затискання
Затискний гвинт Готові вантажі, що кріпляться на кріплення (наприклад, вантажі для шин) Лопаті вентилятора, тонкі обідки, легкі ротори Обмежений діапазон маси. Може проковзувати на високих обертах.
Клей (епоксидний) Вага, приклеєна до поверхні Прецизійні ротори, чисте середовище Потрібна чиста суха поверхня. Температурне обмеження ~120°C
Видалення матеріалу Свердління або шліфування матеріалу з важкого боку Турбокомпресори, високошвидкісні шпинделі, робочі колеса Постійний та точний, але незворотний. Використання при збільшенні ваги небезпечне.

Типові помилки під час балансування поля

# Помилка Наслідок Виправити
1 Датчик, встановлений на захисному кожусі або кришці Резонанс кришки спотворює показники амплітуди та фази → неправильна корекція Завжди монтуйте на металеву поверхню корпусу підшипника
2 Пробна вага занадто мала Зміна фази та амплітуди знаходиться в межах шуму → коефіцієнти впливу ненадійні Забезпечте зміну амплітуди ≥30% або зсув фази ≥30° принаймні на одному датчику
3 Різниця швидкості між пробіжками Вібрація при 1× змінюється з RPM² — навіть зміна швидкості 5% пошкоджує дані Використовуйте тахометр для точного відстеження обертів. Зачекайте, поки швидкість стабілізується.
4 Забуття зняти пробну вагу Розрахунок корекції враховує вплив пробної ваги → результат не має значення Дотримуйтесь суворого розпорядку: зніміть пробну вагу перед встановленням коригувальних ваг
5 Змішування площини 1 та площини 2 Коригувальні вантажі розташовуються в неправильних площинах → вібрація посилюється Чітко позначте датчики та площини. Датчик 1 → Площина 1, Датчик 2 → Площина 2
6 Вимірювання кута, протилежного обертанню Корекція відбувається на 360° − f замість f → протилежна сторона ротора Перед початком роботи перевірте напрямок обертання. Завжди вимірюйте у напрямку обертання.
7 Термічний ріст під час пробіжок Зміна зазору підшипника між циклами холодного запуску → вимірювання дрейфу Або розігрійтеся до стабільного стану перед пробіжкою 0, або швидко завершіть усі пробіжки (з інтервалом <5 хвилин)
8 Використання одноплощинного ротора на довгому роторі Дисбаланс пари залишається невиправленим → вібрація може навіть посилюватися на дальньому підшипнику Використовуйте двоплощинне балансування для будь-якого ротора, де L/D ≥ 0,14 або рознос площин є значним

Польовий звіт: Балансування ротора мульчера

Реальні польові дані · лютий 2025 р.
Мульчер — Maschio Bisonte 280
Вібрація перед
12,4 мм/с
Вібрація після
0,8 мм/с
Зменшення
93.5%
Час на сайті
38 хв

Машина: Мульчер Maschio Bisonte 280, ротор 165 кг, швидкість ВОМ 2100 об/хв. Клієнт повідомив про сильну вібрацію після заміни 8 ціпів.

Налаштування: Два акселерометри на корпусах підшипників, лазерний тахометр на валу відбору потужності. Двоплощинний режим Balanset-1A.

Виконати 0: Датчик 1 = 12,4 мм/с при 47°, Датчик 2 = 8,9 мм/с при 213°. ISO 10816-3 зона D (небезпека).

Пробні запуски: Пробна гиря вагою 500 г, що використовується в обох площинах. Чітка реакція — зміна амплітуди >60% на обох датчиках.

Виправлення: Площина 1: 340 г зварено під кутом 128°. Площина 2: 215 г зварено під кутом 276°.

Перевірка: Датчик 1 = 0,8 мм/с, датчик 2 = 0,6 мм/с. Зона ISO A (добре). Підгонка не потрібна.

Двоплощинне динамічне балансування вентилятора

Промислові вентилятори — відцентрові, осьові та змішаного потоку — є одними з найпоширеніших роторів, що балансуються в польових умовах. Наведена нижче процедура демонструє реальну роботу з балансуванням радіального вентилятора у двох площинах з використанням Balanset‑1A.

Визначення площин та встановлення датчиків

Очистіть поверхні для встановлення датчика від бруду та масла. Датчики повинні щільно прилягати до металевої поверхні корпусу підшипника — ніколи не встановлюйте їх на кришки, захисні кожухи або непідтримувані листові металеві панелі.

Схема підключення датчика для двоплощинного балансування вентилятора — схема Balanset-1A з позначеними площинами корекції
Підключення датчика та схема площини корекції для крильчатки вентилятора, встановленої на консолі.
Ротор вентилятора з положеннями датчиків та площинами корекції, позначеними червоною та зеленою зонами
Положення датчика та площини корекції на роторі вентилятора: датчик 1 (червоний) спереду, датчик 2 (зелений) ззаду.
  • Датчик 1 (червоний): Встановіть ближче до передньої частини вентилятора (сторона площини 1).
  • Датчик 2 (зелений): Встановіть ближче до задньої частини вентилятора (сторона площини 2).
  • Літак 1 (червона зона): Площина корекції на диску робочого колеса, ближче до передньої частини.
  • Літак 2 (зелена зона): Площина корекції ближче до задньої пластини або маточини.

Підключіть обидва датчики вібрації та лазерний тахометр до Balanset‑1A. Прикріпіть світловідбиваючу стрічку до вала або маточини для відображення обертів.

Процес балансування

Запустіть вентилятор і проведіть початкові вимірювання вібрації (Виконання 0). Встановіть пробну вагу відомої маси на площині 1 у довільній точці, запустіть вентилятор і запишіть зміну вібрації (Виконання 1). Перемістіть пробну вагу на площину 2 у довільній точці, знову запустіть вентилятор і запишіть (Виконання 2). Програмне забезпечення Balanset‑1A використовує всі три вимірювання для розрахунку коригувальної маси та кута для кожної площини.

Встановлення коригувальних вантажів на крильчатку вентилятора після двоплощинного балансування за допомогою Balanset-1A
Коригувальні вантажі, встановлені на крильчатці вентилятора в положеннях, розрахованих Balanset‑1A.

Вимірювання кута для коригувальних ваг вентилятора

Кут вимірюється від положення пробного вантажу в напрямку обертання вентилятора — точно так, як описано в Вимірювання кута корекції розділ вище. Позначте місце, де було розміщено пробну гирю (орієнтир 0°), потім порахуйте вказаний кут вздовж напрямку обертання, щоб знайти положення коригувальної гирі.

Екран програмного забезпечення Balanset-1A, що відображає результати двоплощинного балансування вентилятора — полярна діаграма з векторами корекції
Екран результатів двоплощинного балансування Balanset‑1A: коригувальна маса та кут відображаються для обох площин.

На основі кутів та мас, розрахованих програмним забезпеченням, встановіть коригувальні вантажі на площині 1 та площині 2. Знову запустіть вентилятор та перевірте, чи вібрація знизилася до прийнятного рівня. ISO 21940‑11 (зазвичай G 6.3 для вентиляторів загального призначення). Якщо залишкова вібрація все ще перевищує цільове значення, виконайте один підгонковий пробіг.

Часті запитання

Статичне балансування виправляє дисбаланс в одній площині — центр ваги ротора зміщується назад до осі обертання. Воно працює для вузьких дископодібних деталей, діаметр яких у 7 разів перевищує ширину. Динамічне балансування виправляє дисбаланс одночасно в двох площинах, враховуючи як дисбаланс сили, так і дисбаланс пари. Воно необхідне для будь-якого видовженого ротора, де маси розподілені вздовж довжини вала. Ротор може бути статично збалансованим, але динамічно незбалансованим — компонент пари невидимий, доки ротор не почне обертатися.
Використайте формулу: Mt = Мr × K / (Rt × (Н/100)²), де M – у грамах, R – у см, а N – у обертах за хвилину. K – коефіцієнт жорсткості опори (1 = м’яка, 3 = середня, 5 = жорстка). Мета полягає в тому, щоб досягти зміни амплітуди щонайменше на 20–301 TP3T або фазового зсуву на 20–30°. Або пропустіть математику та скористайтеся нашим онлайн-калькулятор пробної ваги. На низьких швидкостях нижче 500 об/хв використовуйте статичне правило 10%: пробна маса = 10% маси ротора / корекційний радіус.
Використовуйте одноплощинний вимір для вузьких дископодібних роторів, діаметр яких перевищує 7 разів осьову ширину — маховики, шліфувальні круги, пильні полотна. Використовуйте двоплощинний вимір для будь-чого довшего: вали, крильчатки вентиляторів, ротори мульчера, катки, багатоступеневі насосні вузли. У разі сумнівів завжди обирайте двоплощинний вимір — він вловлює пару дисбалансів, які пропускає одноплощинний вимір, і додає лише один додатковий пробіг вимірювання (близько 10 хвилин).
ISO 21940-11:2016 є чинним стандартом для жорстких роторів. Він замінив ISO 1940-1:2003. Він визначає класи якості балансування від G 0.4 (гіроскопи) до G 4000 (повільні колінчасті вали суднових дизельних двигунів). Поширені класи: G 6.3 для вентиляторів та насосів, G 2.5 для електродвигунів, G 1.0 для роторів турбокомпресорів, G 16 для сільськогосподарської техніки та дробарок. Помноження класу на кутову швидкість дає максимально допустиму швидкість центру ваги в мм/с — звідси розраховується допустима залишкова маса на радіусі корекції.
Прилад розраховує кут корекції відносно положення пробного вантажу. Позначте місце, де ви розмістили пробний вантаж — це ваша точка відліку 0°. Потім виміряйте зазначений кут у напрямку обертання ротора від цієї точки відліку. Коригувальний вантаж розміщується в отриманому положенні. Якщо прилад вказує зняти вантаж, розмістіть його на 180° навпроти. Використовуйте транспортир або розділіть коло на позначені сегменти перед початком роботи.
Так, це називається польовим балансуванням або балансуванням на місці. Ви встановлюєте датчики вібрації на корпуси підшипників, підключаєте опорний тахометр і запускаєте машину на робочій швидкості. Портативний прилад, такий як Balanset-1A, керує вами послідовністю пробного зважування та розраховує корекції. Польове балансування економить години часу на розбирання, усуває помилки вирівнювання від повторного встановлення та балансує ротор у реальних умовах експлуатації, включаючи вплив зчеплення, теплового зростання та фактичної жорсткості підшипника.

Обладнання для балансування поля

У "The Балансет‑1А — це двоканальний портативний прилад, який виконує одноплощинне та двоплощинне динамічне балансування, а також аналіз вібрації (загальна швидкість, спектри, форма хвилі). Він постачається у вигляді повного комплекту:

  • 2× п'єзоелектричні датчики вібрації з магнітними кріпленнями
  • Лазерний тахометр (безконтактний датчик обертів) зі світловідбиваючою стрічкою
  • USB-вимірювальний блок (підключається до будь-якого ноутбука з Windows)
  • Програмне забезпечення: майстер балансування, віброметр, аналізатор спектру
  • Футляр для перенесення з усіма кабелями та аксесуарами

Діапазон обертів за хвилину: 300–100 000. Діапазон вібрації: 0,5–80 мм/с RMS. Точність фазування: ±1°. Програмне забезпечення включає розподіл ваги, обрізні прогони, перевірку допусків та створення звітів. Вага повного комплекту 3,5 кг.

Balanset‑1A — портативний балансир і аналізатор вібрації
Два канали. Дві площини. Один прилад для балансування поля, вимірювання вібрації та перевірки допусків ISO.
€1,975
Замовити зараз Запитайте через WhatsApp
Портативний балансувальник та аналізатор вібрацій Balanset-1A — повний комплект із датчиками, тахометром та кейсом для перенесення
НС
Микола Шелковенко
Генеральний директор та польовий інженер · Вібромера
Більше 13 років досвіду у вібраційній діагностиці та балансуванні польових машин. Особисто збалансував понад 2000 роторів мульчерів, вентиляторів, дробарок, центрифуг та зернозбиральних комбайнів у понад 20 країнах.
← Назад до бази знань
Категорії: Приклад"КрашериРобочі колесаМульчувачіротори
Теги:

0 коментарів

Залишити відповідь

Заповнювач місця для аватара
WhatsApp