Розуміння залишкового дисбалансу
Залишковий дисбаланс це сума дисбаланс що залишається в ротор після того, як балансування процес завершено. Це невеликий, навмисно залишений дисбаланс у роторі, оскільки його подальше зменшення не дало б жодної практичної користі. Іншими словами, залишковий дисбаланс — це не недолік балансування, а цільова балансування.
1. Визначення: Що таке залишковий дисбаланс?
Кожен реальний ротор має певний дисбаланс. Досконалого балансування — тобто такого, при якому вісь маси точно збігається з віссю вала — досягти неможливо, а намагатися це зробити економічно недоцільно. Отже, завдання балансування полягає не в тому, щоб усунути дисбаланс, а в тому, щоб зменшити його до рівня, нижчого за той, при якому вібрація який він створює, не шкодить машині. Дисбаланс, що залишається після досягнення цього рівня, називається залишковим дисбалансом.
Залишковий дисбаланс виражається як добуток маси на радіус — зазвичай у грам-міліметри (г·мм) або грам-дюйми — адже відцентрова сила, що діє на ротор, залежить як від величини зміщення маси від центру, так і від відстані від осі. Точка масою 1 г на радіусі 100 мм (100 г·мм) за своїм впливом еквівалентна точці масою 2 г на відстані 50 мм.
2. Допуск балансування — скільки дозволено?
Максимально допустимий залишковий дисбаланс встановлюється за допомогою допуск балансування. Цей загальновизнаний у світі метод походить з ISO 1940-1, що тепер увійшло до складу сучасного ISO 21940-11 серія. Вона визначає Класи якості балансування (G-класи) — G6.3, G2.5, G1.0 тощо — де число позначає допустиму орбітальну швидкість центру маси ротора в мм/с.
- A Чим нижче значення G, тим менший допуск а також менший допустимий залишковий дисбаланс. Ротори насосів і вентиляторів зазвичай мають клас G6.3; для прецизійних шпинделів верстатів необхідний клас G1.0 або кращий.
- Допустимий залишковий дисбаланс зростає зі збільшенням маси ротора і зменшується зі зростанням робочої швидкості — швидкісний ротор потрібно балансувати набагато точніше, ніж повільний ротор тієї ж маси.
Розрахунок — перетворення класу G та робочої швидкості на допустиме значення g·mm, а потім розподіл цього значення між двома площини корекції — це те, що легко помилитися, виконуючи вручну. Ви можете миттєво це обчислити за допомогою нашого безкоштовного Калькулятор залишкового дисбалансу (ISO 21940-11), який безпосередньо перетворює клас G та робочу швидкість на допустиме значення g·mm для кожної площини.
3. Чому завжди існує залишковий дисбаланс
Декілька практичних обставин гарантують, що певний дисбаланс завжди зберігається:
- Роздільна здатність приладу: Кожна балансувальна машина та польовий аналізатор мають мінімальний рівень дисбалансу, який вони здатні надійно виявити.
- Помилки при налагодженні та монтажі: опори, оправки та перехідники самі по собі створюють незначні ексцентриситети.
- Зміщення під час складання: Ключі, муфти та кріпильні елементи злегка зміщують масу ротора під час повторного складання машини після балансування.
- Операційні зміни: Тепловий розширення, зношування, ерозія та накопичення відкладень — все це впливає на баланс ротора під час експлуатації.
- Спадна віддача: Зменшення залишкового дисбалансу вдвічі може подвоїти час, необхідний для балансування, тому є сенс зупинитися на певному етапі.
4. Вимірювання та перевірка залишкового дисбалансу
Балансування — це ітеративний цикл: виміряти поточний дисбаланс, додати або видалити коригувальний вантаж, проведіть повторне вимірювання та повторюйте процедуру, доки показник не опуститься нижче межі допуску. У повному звіті про балансування завжди мають бути вказані як початковий початковий дисбаланс і кінцевий залишковий дисбаланс для кожної площини — наприклад, “0.5 g·mm ліва площина, 0.8 g·mm права площина, у межах G2.5 при 3000 rpm.”
На вже зібраних машинах така перевірка проводиться безпосередньо на місці, а не на балансувальному верстаті. Портативний двоканальний аналізатор, такий як Balanset-1A вимірює 1× амплітуда і фаза до та після виправлення, обчислює коефіцієнти впливу ротора та підтверджує, що залишкова вібрація — а отже, і залишковий дисбаланс — знаходиться в межах обраного класу ISO 21940-11. Оскільки система працює у власних підшипниках машини на робочій швидкості, вона фіксує реальний стан залишкового дисбалансу, в якому фактично працюватиме ротор, включаючи ефекти, пов’язані зі складанням та нагріванням, які балансувальна машина не може виявити.
5. Залишковий дисбаланс проти початкового дисбалансу
Варто розрізняти ці два терміни. Початковий дисбаланс це значення, яке має ротор до будь-якої корекції — зазвичай воно є значним і саме воно є причиною того, що вібрація була помічена в першу чергу. Залишковий дисбаланс — це значення, яке навмисно залишають після балансування з урахуванням допуску. Співвідношення цих величин є корисним показником ефективності балансування: зменшення дисбалансу ротора з 250 g·mm до 4 g·mm означає зниження більш ніж на 98% і відповідає вимогам більшості промислових класів.
Від класу G до числа на екрані
У програмному забезпеченні Balanset наведена вище толерантність не вводиться із запам’ятованої таблиці. Кнопка “ISO 1940…” біля поля толерантності відкриває діалогове вікно зі списком класів G разом із їхніми типовими сімействами роторів; оберіть клас, введіть робочу швидкість і масу ротора, а “OK” одразу переносить обчислений допустимий залишковий дисбаланс у поле толерантності.
Обчислення виконується за стандартною формулою Uper = 1000 · G · M / (2π · f) у г·мм, де G — у мм/с, M — у кг, а f — частота обертання в Гц — G 6,3 за 3000 об/хв на роторі масою 10 кг дає ≈ 200 г·мм. Для роботи у двох площинах толерантність розподіляється порівну, по половині на кожну площину корекції; за вибору імперських одиниць значення показується й перевіряється в oz·in.
Після корекції програма порівнює досягнутий залишковий дисбаланс із цією толерантністю і забарвлює результат у зелений (у межах) або червоний (перевищено); толерантність зберігається разом із записом архіву й повторюється в HTML-звіті, тож висновок «пройдено/не пройдено» залишається доступним і після дня роботи.
