Розуміння методу чотириходового балансування ротора
Визначення: Що таке метод чотирьох проходів?
У "The метод чотирьох проходів це систематична процедура для балансування у двох площинах який використовує чотири окремі вимірювальні цикли для встановлення повного набору коефіцієнти впливу для обох площини корекції. Метод включає вимірювання початкового стану ротора, а потім незалежне тестування кожної площини корекції за допомогою пробна вага, а потім одночасно випробовують обидві площини з пробними вантажами.
Цей комплексний підхід забезпечує повну характеристику динамічної реакції системи ротор-підшипник, що дозволяє точно розрахувати коригувальні ваги що мінімізують вібрація в обох місцях розташування підшипників одночасно.
Процедура чотирьох проходів
Метод складається рівно з чотирьох послідовних тестових запусків, кожен з яких служить певній меті:
Запуск 1: Початковий (базовий) запуск
Машина працює на своїй балансуючій швидкості у знайденому стані. Вимірювання вібрації (як амплітуда і фаза) записуються в обох місцях розташування підшипника (Підшипник 1 та Підшипник 2). Це встановлює базову вібраційну сигнатуру, спричинену оригінальним дисбаланс.
- Запис: Вібрація на підшипнику 1 = A₁, ∠θ₁
- Запис: Вібрація на підшипнику 2 = A₂, ∠θ₂
Виконання 2: Пробна вага в площині 1
Машину зупиняють, і відому пробну гирю (T₁) прикріплюють у заданому кутовому положенні в площині корекції 1. Машину перезапускають, і знову вимірюють вібрацію в обох підшипниках. Зміна вібрації показує, як гиря в площині 1 впливає на обидва місця вимірювання.
- Пробна гиря T₁, додана до площини 1 під кутом α₁
- Запис: Нова вібрація на підшипнику 1 та підшипнику 2
- Розрахуйте: Вплив T₁ на підшипник 1 (первинний вплив)
- Розрахуйте: Вплив T₁ на підшипник 2 (вплив перехресного зчеплення)
Виконання 3: Пробна вага в площині 2
Пробний вантаж T₁ видаляється, а інший пробний вантаж (T₂) прикріплюється у вказаному місці в площині корекції 2. Виконується ще один вимірювальний цикл. Це показує, як вантаж у площині 2 впливає на обидва підшипники.
- Пробний вантаж T₁ знято з площини 1
- Пробна вага T₂, додана до площини 2 під кутом α₂
- Запис: Нова вібрація на підшипнику 1 та підшипнику 2
- Розрахувати: Вплив T₂ на підшипник 1 (вплив перехресного зчеплення)
- Розрахуйте: Вплив T₂ на підшипник 2 (первинний вплив)
Виконання 4: Пробні ваги в обох площинах
Обидві пробні гирі встановлюються одночасно (T₁ у площині 1 та T₂ у площині 2), і виконується четвертий вимірювальний прогін. Це надає додаткові дані, які допомагають перевірити лінійність системи та можуть підвищити точність розрахунків, особливо коли вплив перехресного зв'язку є значним.
- Обидва T₁ та T₂ встановлені одночасно
- Запис: Комбінована вібраційна реакція на обох підшипниках
- Перевірка: Векторна сума окремих ефектів відповідає комбінованому вимірюванню (підтверджує лінійність)
Математичний фонд
Чотирипрохідний метод встановлює чотири коефіцієнти впливу, які утворюють матрицю 2×2, що описує повну поведінку системи:
Матриця коефіцієнтів впливу
- α₁₁: Вплив одиничної ваги в площині 1 на вібрацію підшипника 1 (прямий вплив)
- α₁₂: Вплив одиничної ваги в площині 2 на вібрацію підшипника 1 (перехресне зчеплення)
- α₂₁: Вплив одиничної ваги в площині 1 на вібрацію підшипника 2 (перехресне зчеплення)
- α₂₂: Вплив одиничної ваги в площині 2 на вібрацію підшипника 2 (прямий вплив)
Розв'язання задач для коригувальних ваг
З усіма чотирма відомими коефіцієнтами, програмне забезпечення для балансування розв'язує систему з двох одночасних векторних рівнянь для обчислення коригувальних ваг (W₁ для площини 1, W₂ для площини 2), які мінімізують вібрацію в обох підшипниках:
- α₁₁ · W₁ + α₁₂ · W₂ = -V₁ (для усунення вібрації в підшипнику 1)
- α₂₁ · W₁ + α₂₂ · W₂ = -V₂ (для усунення вібрації в підшипнику 2)
Де V₁ та V₂ – початкові вектори коливань у двох підшипниках. У розв’язку використовується векторна математика та інверсія матриці.
Переваги чотириразового методу
Чотириразовий метод пропонує кілька важливих переваг:
1. Повна характеристика системи
Випробовуючи кожну площину окремо, а потім обидві разом, метод повністю характеризує як прямі ефекти, так і ефекти перехресного зв'язку. Це критично важливо, коли площини розташовані близько одна до одної або коли жорсткість підшипника значно змінюється.
2. Вбудована перевірка
Виконання 4 забезпечує перевірку лінійності системи. Якщо сумарний вплив обох пробних ваг не відповідає векторній сумі їх індивідуальних впливів, це вказує на нелінійну поведінку (розхитаність, люфт підшипника, проблеми з фундаментом), яку слід виправити перед продовженням.
3. Покращена точність
Коли вплив перехресного зчеплення є значним (одна площина сильно впливає на інший підшипник), чотирипрохідний метод забезпечує точніші результати, ніж простіші трипрохідні методи.
4. Надлишкові дані
Наявність чотирьох вимірювань для чотирьох невідомих забезпечує певну надмірність, дозволяючи програмному забезпеченню виявляти та потенційно компенсувати похибки вимірювань.
5. Впевненість у результатах
Систематичний підхід та вбудована перевірка дають техніку впевненість у тому, що розраховані корекції будуть ефективними.
Коли використовувати метод чотирьох проходів
Чотириразовий метод особливо доцільний у таких ситуаціях:
- Значне перехресне зв'язування: Коли площини корекції розташовані близько одна до одної або коли система ротор-підшипник має асиметричну жорсткість, одна площина суттєво впливає на обидва підшипники.
- Вимоги до високої точності: Коли щільно балансування допусків повинні бути виконані.
- Невідомі характеристики системи: Під час першого балансування машини, коли поведінка системи ще не до кінця зрозуміла.
- Критично важливе обладнання: Високоцінне обладнання, де додатковий час для четвертого запуску виправданий підвищеною впевненістю в результаті.
- Встановлення постійного калібрування: Під час створення постійне калібрування дані для подальшого використання, ретельність чотириразового методу забезпечує точні збережені коефіцієнти.
Порівняння з методом трьох проходів
Чотириразовий метод можна порівняти з простішим триразовий метод:
Метод трьох проходів
- Виконання 1: Початкова умова
- Виконання 2: Пробна вага в площині 1
- Виконання 3: Пробна вага в площині 2
- Розрахуйте корекції безпосередньо з трьох прогонів
Переваги чотириразового методу
- Перевірка лінійності: Виконання 4 підтверджує лінійну поведінку системи
- Краща характеристика перехресного зв'язку: Більш повні дані, коли перехресний зв'язок сильний
- Виявлення помилок: Аномалії легше виявляються
Переваги трипрохідного методу
- Економія часу: На один менший пробіг зменшується час балансування приблизно на 20%
- Достатня точність: Для багатьох застосувань достатньо трьох прогонів
- Простота: Менше даних для керування та обробки
На практиці трипрохідний метод частіше використовується для рутинних балансувальних робіт, тоді як чотирипрохідний метод призначений для високоточних застосувань або проблемних ситуацій.
Практичні поради щодо виконання
Для успішного виконання методу з чотирьох проходів:
Вибір пробної ваги
- Виберіть пробні вантажі, які забезпечують зміну вібрації на 25-50% від базового рівня
- Використовуйте однакові вагові коефіцієнти величини для обох площин для стабільної якості вимірювань
- Переконайтеся, що ваги надійно закріплені для всіх забігів
Узгодженість вимірювань
- Підтримуйте однакові умови експлуатації (швидкість, температуру, навантаження) протягом усіх чотирьох циклів
- За потреби забезпечте термостабілізацію між прогонами
- Використовуйте однакові місця розташування та кріплення датчиків для всіх вимірювань
- Знімайте кілька показників за прогін та усереднюйте їх, щоб зменшити шум
Перевірки якості даних
- Перевірте, чи пробні вантажі створюють чітко вимірювані зміни вібрації (принаймні 10-15% від початкового рівня)
- Перевірте, чи результати запуску 4 приблизно відповідають векторній сумі ефектів запуску 2 та 3 (у межах 10-20%)
- Якщо перевірка лінійності не вдається, дослідіть механічні проблеми, перш ніж продовжувати
Усунення несправностей
Поширені проблеми з методом чотирьох проходів та їх вирішення:
Запуск 4 не відповідає очікуваній відповіді
Можливі причини:
- Нелінійна поведінка системи (розхитаність, м'яка опора, люфт підшипника)
- Занадто великі пробні ваги, що призводить до нелінійного режиму роботи системи
- Помилки вимірювання або нестабільні умови експлуатації
Рішення:
- Перевірте та усуньте механічні проблеми
- Використовуйте менші пробні ваги
- Перевірте калібрування вимірювальної системи
- Забезпечення стабільних умов експлуатації на всіх етапах
Погані результати кінцевого балансу
Можливі причини:
- Розраховані корекції, встановлені під неправильними кутами
- Похибки величини ваги
- Характеристики системи змінилися між пробними запуском та встановленням корекції
Рішення:
- Уважно перевірте встановлення коригувальної ваги
- Забезпечити механічну стабільність протягом усієї процедури
- Розгляньте можливість повторення з новими даними пробного запуску
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 