Розуміння дисбалансу в парі
Дисбаланс у парі 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 — «момент сили», — який намагається скрутити ротор, змушуючи його коливатися або хитатися з одного кінця в інший навколо свого центру ваги. Характерною рисою чистого дисбалансу, зумовленого моментом сили, є те, що центр ваги все ще залишається 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?
Слово «пара» запозичене з механіки, де воно позначає пару рівних, протилежних, паралельних сил, розділених певною відстанню — систему, яка створює суто обертальний рух без сумарного поступального переміщення. Саме це і відбувається в даному випадку. Кожна зміщена від центру маса 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 виглядає ідеально збалансованим — обидва ваги врівноважують одне одного, а центр ваги припадає на вісь.
- 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 | Окреме інтенсивне забарвлення | Зсув від осі | In-phase | Одна вага, одна площина |
| Дисбаланс у парі | Дві однакові протилежні точки тяжіння у двох площинах | On the axis | зсув фаз на 180° | Дві ваги, дві площини |
| Динамічний дисбаланс | Поєднання статичного навантаження та крутного моменту | Зсув і нахил | Деякий проміжний кут | Дві ваги, дві площини |
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 дисбалансу пари
Щоб видалити пару, балансувальна машина або аналізатор обчислює розмір і кутове положення двох поправних ваг:
- One корекційна вага вирушає першим літаком, щоб протистояти силам, що там знаходяться.
- Друга сила діє у другій площині, щоб протидіяти рівній протилежній силі на іншому кінці.
Коли обидві сили нейтралізовано, крутний момент зникає, і ротор працює рівномірно. Зверніть увагу: чим далі одна від одної розташовані дві площини, тим меншою може бути маса кожного з ваг для отримання однакового коригувального моменту — довше плече важеля, менша маса — саме тому доцільно максимально збільшувати відстань між площинами. На зібраній машині таке двоплощинне вирівнювання виконується без розбирання за допомогою портативного двоканального приладу, такого як Балансет-1а, який вимірює амплітуду та фазу 1× на кожному підшипнику, визначає коефіцієнти впливу від пробна вага виконується, і одночасно обчислює обидва вагові коефіцієнти. Задача завершується перевіркою залишковий дисбаланс проти ISO 21940-11 рівень балансу.
5. Чому дисбаланс у стосунках так легко не помітити
Оскільки ротор із дисбалансом у парі витримує статичну (одноплощинну) перевірку, покладаючись лише на статичні випробування, можна не виявити дефект, що може призвести до пошкодження. Лише вимірювання під час обертання, яке фіксує показники обох підшипників і порівнює їхню фазу, дозволяє виявити коливальний дисбаланс. Це є основною причиною того, що балансування у двох площинах і чому більшість промислових роторів загального призначення, від якорів двигунів до приводних валів, балансують саме динамічно, а не статично.
