Розуміння балансування у двох площинах

Пристрої

Портативний балансир та віброаналізатор Balanset-1A.

$2,358.31

Деталі

Датчик вібрації</trp-post-container

$107.47

Деталі

Оптичний датчик (лазерний тахометр)</trp-post-container

$148.07

Пристрої

Balanset-4</trp-post-container

$8,123.32

Деталі

Магнітна підставка Insize-60-kgf</trp-post-container

$54.93

Деталі

Світловідбиваюча стрічка</trp-post-container

$11.94

Пристрої

Динамічні ваги "Балансет-1А" OEM</trp-post-container

$2,071.73

Визначення: Що таке двоплощинне балансування?

Двоплощинне балансування є динамічне балансування процедура, в якій коригувальні ваги розміщені у двох окремих площинах вздовж довжини ротора, щоб усунути як статичний дисбаланс, так і дисбаланс у парі. Цей метод є необхідним для більшості промислових обертових машин, особливо для роторів, осьова довжина яких порівнянна або більша за діаметр.

Не подобається балансування в одній площині, яке враховує лише зміщення центру мас ротора, двоплощинне балансування виправляє як дисбаланс поступальної сили, так і момент (пару волатильності), який викликає коливання або гойдання ротора під час обертання.

Коли потрібне двоплощинне балансування?

Двоплощинне балансування необхідне в таких ситуаціях:

1. Довгі або вузькі ротори

Будь-який ротор зі співвідношенням довжини до діаметра більше приблизно від 0,5 до 1,0 потребує двоплощинного балансування. Це включає:

• Якорі електродвигунів
• Вали насосів і компресорів
• Багатоступінчасті ротори вентиляторів
• Карданні вали та муфти
• Шпинделі та обертовий інструмент
• Ротори турбін

2. Наявність парного дисбалансу

Коли вимірювання вібрації показують значний несинхронний рух між двома опорами підшипника (що вказує на гойдання або нахил), дисбаланс у парі присутній і має бути виправлений за допомогою двоплощинного балансування.

3. Коли балансування в одній площині недостатнє

Якщо спроба балансування в одній площині зменшує вібрацію в одному підшипнику, але збільшує її в іншому, це чітко вказує на необхідність балансування у двох площинах.

4. Жорсткі ротори з розподіленою масою

Навіть для жорсткі ротори працюють нижче їхньої першої критична швидкість, якщо маса розподілена по значній осьовій довжині, двоплощинне балансування забезпечує мінімізацію вібрації у всіх місцях розташування підшипників.

Процедура балансування у двох площинах

Двоплощинне балансування є складнішим за одноплощинне, оскільки корекції в одній площині впливають на вібрацію в обох підшипниках. Процедура використовує метод коефіцієнтів впливу з кількома пробні ваги:

Крок 1: Початкове вимірювання

Запустіть машину на її балансувальній швидкості та виміряйте початкові вектори коливань (амплітуду та фаза) в обох місцях розташування підшипників. Позначте їх як “Підшипник 1” та “Підшипник 2”. Ці дані відображають сумарний вплив усіх дисбалансів, присутніх у роторі.

Крок 2: Визначення площин корекції

Виберіть два площини корекції вздовж ротора, де можна додавати або знімати вантажі. Ці площини повинні бути якомога далі одна від одної, наскільки це практично можливо та доступно. Звичайні місця розташування включають біля кожного кінця ротора, на муфтових фланцях або на маточинах вентилятора.

Крок 3: Пробна вага в площині 1

Зупиніть машину та прикріпіть пробний вантаж у відомому кутовому положенні в першій площині корекції. Запустіть машину та виміряйте нову вібрацію в обох підшипниках. Зміна вібрації в кожному підшипнику, спричинена пробним вантажем у площині 1, реєструється. Це встановлює два коефіцієнти впливу: вплив площини 1 на підшипник 1 та вплив площини 1 на підшипник 2.

Крок 4: Пробна вага в площині 2

Зніміть перший пробний вантаж і прикріпіть інший пробний вантаж у відомому місці в другій площині корекції. Знову запустіть машину та виміряйте вібрацію в обох підшипниках. Це встановлює ще два коефіцієнти впливу: вплив площини 2 на підшипник 1 та вплив площини 2 на підшипник 2.

Крок 5: Обчислення коригувальних ваг

Балансувальний інструмент тепер має чотири коефіцієнти впливу, що утворюють матрицю 2×2, яка описує, як роторна система реагує на ваги в кожній площині. Використання векторна математика та матричною інверсією, прилад розв'язує систему одночасних рівнянь для обчислення точної маси та кута, необхідних у кожній площині корекції, щоб мінімізувати вібрацію в обох підшипниках одночасно.

Крок 6: Встановлення виправлень та перевірка

Встановіть обидва розраховані коригувальні вантажі на постійне місце та запустіть машину для остаточної перевірки. В ідеалі вібрація в обох підшипниках має бути зменшена до прийнятного рівня. Якщо ні, можна виконати підлаштування балансування для уточнення коригувань.

Розуміння матриці коефіцієнтів впливу

Сила двоплощинного балансування полягає в матриці коефіцієнтів впливу. Кожна площина корекції впливає на вібрацію в обох підшипниках, і ці ефекти перехресного зв'язку необхідно враховувати:

• Прямі наслідки: Вантаж у площині 1 має найсильніший вплив на вібрацію в сусідньому підшипнику 1, а вантаж у площині 2 має найсильніший вплив на сусідній підшипник 2.
• Ефекти перехресного зв'язку: Однак, вага в площині 1 також впливає на підшипник 2 (хоча зазвичай меншою мірою), а вага в площині 2 також впливає на підшипник 1.

Розрахунки балансувального приладу враховують усі чотири ці ефекти одночасно, забезпечуючи спільну роботу коригувальних вантажів для мінімізації вібрації в усіх точках вимірювання.

Переваги двоплощинного балансування

• Повна корекція: Вирішує як статичний, так і парний дисбаланс, забезпечуючи комплексне рішення для балансування більшості типів роторів.
• Мінімізує вібрацію на всіх підшипниках: На відміну від одноплощинного балансування, двоплощинне балансування оптимізує зниження вібрації по всій роторній системі.
• Подовжує термін служби компонентів: Завдяки зменшенню вібрації в обох місцях розташування підшипників мінімізується знос підшипників, ущільнень та муфт.
• Галузевий стандарт: Двоплощинне балансування є стандартним підходом для більшості промислового обладнання та вимагається багатьма виробниками обладнання та галузевими стандартами.
• Підходить для жорстких роторів: Ефективно балансує жорсткі ротори працюють нижче своєї першої критичної швидкості, що відповідає переважній більшості промислового обладнання.

Порівняння з одноплощинним та багатоплощинним балансуванням

• проти одноплощинного: Двоплощинне балансування є складнішим і трудомістким, але забезпечує чудове зниження вібрації для всіх роторів, окрім найвужчих дискових.
• проти багатоплощинного: Для гнучкі ротори Для роботи на швидкостях вище критичних може знадобитися три або більше площин корекції. Однак для переважної більшості промислового обладнання достатньо двоплощинного балансування.

Поширені проблеми та рішення

1. Недоступні площини корекції

Проблема: Іноді ідеальні місця розташування площини корекції недоступні на зібраній машині.
Рішення: Використовуйте доступні місця, такі як муфти, лопаті вентилятора або зовнішні фланці. Сучасні прилади можуть математично враховувати неоптимальну відстань між площинами.

2. Недостатня відповідь на випробувальну вагу

Проблема: Якщо пробна гиря викликає дуже незначну зміну вібрації, коефіцієнти впливу будуть неточними.
Рішення: Використовуйте більший пробний вантаж або розмістіть його на більшому радіусі, щоб посилити його ефект.

3. Нелінійна поведінка системи

Проблема: Деякі ротори (особливо ті, що мають вільні компоненти, м'яку основу або працюють поблизу резонансу) не реагують лінійно на коригувальні вантажі.
Рішення: Спочатку вирішіть механічні проблеми (підтягніть болти, виправте м'яку опору) та виконайте балансування подалі від критичних швидкостей, коли це можливо.

Застосування балансування польових систем

Двоплощинне балансування є стандартним методом для балансування поля промислового обладнання. Завдяки портативним вібраційним аналізаторам та балансувальним приладам, техніки можуть виконувати двоплощинне балансування безпосередньо на місці, не розбираючи та не транспортуючи ротор до балансувального цеху. Такий підхід економить час, зменшує витрати та забезпечує балансування ротора в реальних умовах експлуатації, враховуючи такі фактори, як жорсткість підшипника, гнучкість фундаменту та технологічні навантаження.

---

← Назад до головного індексу