Розуміння дисбалансу в парі
Моментний дисбаланс є особливою формою динамічний дисбаланс in which a ротор має два однакових дисбаланс маси, розташовані під кутом 180°, у двох окремих площини корекції. Коли ротор обертається, ці дві протилежні відцентрові сили утворюють крутний момент — “пару сил” — який намагається перекосити ротор, змушуючи його хитатися або розгойдуватися від кінця до кінця навколо центру ваги. Визначальною рисою чистого моментного дисбалансу є те, що центр ваги все ще лежить на осі обертання, завдяки чому ротор є статично збалансованим: якщо поставити його на леза ножів, він не перекотиться на сторону з більшою масою. Цю умову можна виявити лише під час обертання ротора, а виправити її можна лише за допомогою противаг у двох різних площинах.
1. Визначення: Що таке парний дисбаланс?
Термін “пара сил” запозичений із механіки, де він означає пару рівних, протилежних і паралельних сил, розділених відстанню, — систему, що створює чисте обертання без сумарного поступального руху. Саме це й відбувається тут. Кожна маса, зміщена від центру, створює відцентрова сила під час обертання ротора; оскільки ці дві сили рівні за величиною та протилежні за напрямком, але розташовані на різних кінцях осі, вони компенсують одна одну як сумарна сила, але додаються як момент. У центрі ротора не виникає бічного тиску, проте на нього діє постійний коливальний момент, напрямок якого змінюється двічі за один оберт.
2. Візуалізація дисбалансу в парі
Уявіть собі довгий тонкий ротор. Помістіть грузик вагою 10 г у верхній частині (0°) лівого кінця, а потім помістіть другий грузик вагою 10 г у нижній частині (180°) правого кінця:
- Check it for статичний баланс і він виглядає ідеально збалансованим — два вантажі взаємно компенсуються, а центр ваги лежить на осі.
- Якщо його розкрутити, лівий грузик підтягує лівий кінець вгору, а правий — правий кінець вниз. У результаті виникає потужний коливальний рух, або рух коливальної пари.
Цей стан призводить до високого вібрація at 1× the робоча швидкість, а також — що має вирішальне значення для діагностики — фаза показання на обох підшипниках зсунуті між собою приблизно на 180°, оскільки в будь-який момент часу обидва кінці рухаються в протилежних напрямках.
3. Парний проти статичного проти динамічного дисбалансу
Розуміння взаємозв’язку між цими трьома класами є запорукою правильного вибору корекції:
| Тип | Опис маси | Центр ваги | Фазові співвідношення підшипників | Виправлення |
|---|---|---|---|---|
| Статичний дисбаланс | Одна важка точка | Зсув від осі | In-phase | Один вантаж, одна площина корекції |
| Моментний дисбаланс | Дві однакові протилежні важкі точки у двох площинах | On the axis | зсув фаз на 180° | Два вантажі, дві площини корекції |
| Динамічний дисбаланс | Поєднання статичного навантаження та крутного моменту | Зсув і нахил | Деякий проміжний кут | Два вантажі, дві площини корекції |
Динамічний дисбаланс є найпоширенішим явищем у реальних роторах і являє собою сукупність статичного та моментного дисбалансів; отже, для його усунення необхідні вимірювання та розміщення противаг щонайменше у двох різних площинах. Корисною підказкою під час випробувань є порівняння фаз: підшипники, що знаходяться майже в одній фазі, вказують на переважання статичної складової, тоді як розбіжність фаз на близько 180° свідчить про переважання моментної складової.
4. Усунення моментного дисбалансу
Щоб усунути моментний дисбаланс, балансувальна машина балансувальний прилад або аналізатор обчислює масу та кутове положення двох коригувальних вантажів:
- One коригувальний вантаж Перший встановлюють у першій площині корекції, щоб урівноважити тамтешню силу.
- Другий встановлюють у другій площині корекції, щоб урівноважити рівну протилежну силу на іншому кінці.
Коли обидві сили нейтралізовано, крутний момент зникає, і ротор працює плавно. Зауважте, що чим далі одна від одної розташовані дві площини, тим меншою може бути маса кожного вантажу для створення того самого коригувального моменту — довше плече важеля, менша маса — саме тому максимальне рознесення площин є правильною практикою. На зібраній машині таке двоплощинне балансування виконують без розбирання за допомогою портативного двоканального приладу, такого як Balanset-1A, який вимірює амплітуду та фазу 1× на кожному підшипнику, визначає коефіцієнти впливу від пробний вантаж виконується, і одночасно обчислює обидва вагові коефіцієнти. Задача завершується перевіркою залишковий дисбаланс проти ISO 21940-11 рівень балансу.
5. Чому моментний дисбаланс легко не помітити
Оскільки ротор із моментним дисбалансом проходить статичну (одноплощинну) перевірку, покладання лише на статичний тест може залишити небезпечний дефект невиявленим. Лише вимірювання під час обертання, яке зчитує сигнали з обох підшипників і порівнює їхню фазу, виявляє розгойдувальну пару сил. Саме тому балансування у двох площинах існує двоплощинне балансування і чому більшість промислових роторів загального призначення, від якорів двигунів до приводних валів, балансують динамічно, а не статично.
