Інструкція з експлуатації портативних ваг "Balanset-1A"

.

.

.

.

                                                                               

.

.

.

                         

.

.

ПОРТАТИВНИЙ БАЛАНСИР "Балансет-1А"

.

Двоканальний
Система динамічного балансування на базі ПК

.

.

.

ІНСТРУКЦІЯ З ЕКСПЛУАТАЦІЇ
rev. 1.56 Травень 2023

.

.

                

.

.

.

.

.

.

.

.

.

2023

Естонія, Нарва

.

.

.
1.	ОГЛЯД СИСТЕМИ БАЛАНСУВАННЯ		3
2.	СПЕЦИФІКАЦІЯ		4
3.	КОМПОНЕНТИ ТА КОМПЛЕКТ ПОСТАВКИ		5
4.	ПРИНЦИПИ ЗБАЛАНСОВАНОСТІ		6
5.	ЗАХОДИ БЕЗПЕКИ		9
6.	НАЛАШТУВАННЯ ПРОГРАМНОГО ТА АПАРАТНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ		8
7.	БАЛАНСУВАННЯ ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ		13
.	7.1	Генерал Початкове вікно................................................................. F1-About".................................................................... F2 - "Одна площина", F3 - "Дві площини"..................................... F4 - "Налаштування".............................................................. F5 - "Вимірювач вібрації".................................................... F6 - "Звіти". F7 - "Балансування" F8 - "Діаграми"	13 13 15 16 17 18 18 18 18
.	7.2	Режим "Віброметр"	19
.	7.4	Балансування в одній площині (статичне)	27
.	7.5	Балансування у двох площинах (динамічне)	38
.	7.6	Режим "Графіки"	49
8.	Загальні вказівки з експлуатації та обслуговування пристрою		55
.	Додаток 1 Балансування в умовах експлуатації		61

.

                                                           

.

.

.

.

.

.

.

Балансир Balanset-1A надає одно- та два–літак динамічний балансування обслуговування вентиляторів, шліфувальних кругів, шпинделів, дробарок, насосів та інших обертових механізмів.

.

Балансометр Balanset-1A включає в себе два вібродатчики (акселерометри), лазерний фазовий датчик (тахометр), 2-канальний USB-інтерфейсний блок з попередніми підсилювачами, інтеграторами та АЦП, а також програмне забезпечення для балансування на базі Windows.

Для роботи Balanset-1A потрібен ноутбук або інший комп'ютер з операційною системою Windows (WinXP...Win11, 32 або 64 біт).

Програмне забезпечення для балансування забезпечує правильне рішення для одноплощинного та двоплощинного балансування в автоматичному режимі.  Balanset-1A простий у використанні для експертів, які не є фахівцями з вібрації.

.

Всі результати балансування зберігаються в архіві і можуть бути використані для створення звітів.

.

Особливості:

Діапазон вимірювання середньоквадратичного значення (СКЗ) віброшвидкості, мм/сек (для вібрації 1х)	від 0,02 до 100
Частотний діапазон вимірювання середньоквадратичного значення віброшвидкості, Гц	від 5 до 200
Кількість площин корекції	. 1 або 2
Діапазон вимірювання частоти обертання, об/хв	100 - 100000
.	.
Діапазон вимірювання фази вібрації, кутових градусів	від 0 до 360
Похибка вимірювання фази вібрації, кутові градуси	± 1
Розміри (у твердому футлярі), cm,	39*33*13
Меса, кг	<5
Габаритні розміри вібраційного датчика, Ммм, Макс.	25*25*20
Маса вібраційний датчик, кг, Макс.	0.04
- Діапазон температур: від 5°C до 50°C - Відносна вологість: < 85%, ненасичена - Без сильного електромагнітного поля та сильного удару .	.

.

Балансир Balanset-1A включає в себе два одновісний акселерометри, лазер опорний маркер фази (цифровий тахометр), 2-канальний блок USB-інтерфейсу з попередніми підсилювачами, інтеграторами та АЦП, а також програмне забезпечення для балансування на базі Windows.
.

Комплект поставки

.

Опис	Номер	Примітка
Інтерфейсний блок USB	1	.
Лазерний фазовий референтний маркер (тахометр)	1	.
Одновісний акселерометри	2	.
Магнітна підставка	1	.
Цифрові ваги	1	.
Жорсткий кейс для транспортування	1	.
"Балансет-1А". Інструкція з експлуатації.	1	.
Флеш-диск з програмним забезпеченням для балансування	1	.
.	.	.

                                                                 

.

Малюнок. 4.1. Комплект поставки "Балансет-1А"

.

Механічні коливання викликають електричний сигнал, пропорційний прискоренню вібрації, на виході датчика вібрації. Оцифровані сигнали з модуля АЦП передаються через USB на портативний ПК (5). Фазовий опорний маркер генерує імпульсний сигнал, який використовується для розрахунку частоти обертання і кута зсуву фаз вібрації.
Програмне забезпечення на базі Windows надає рішення для одноплощинного і двоплощинного балансування, аналізу спектру, графіків, звітів, зберігання коефіцієнтів впливу

                                                                                                                                 

.

5.1. Увага!! При роботі від мережі 220 В необхідно дотримуватися правил електробезпеки. Не дозволяється ремонтувати пристрій при підключенні до мережі 220 В.

5.2. Якщо ви використовуєте пристрій в умовах низької якості змінного струму і значних мережевих перешкод, рекомендується використовувати автономне живлення від комп'ютерного акумулятора.

Малюнок. 7.1. Початкове вікно "Балансет-1А"

.

На панелі є 9 кнопок Початкове вікно з назвами функцій, що реалізуються при натисканні на них.

.

.

.

.

.

.

.

Рис. 7.4. "Налаштування" вікно

Зміна коефіцієнтів чутливості датчиків потрібна тільки при заміні датчиків!
.

Струнко!

При введенні коефіцієнта чутливості його дробова частина відокремлюється від цілої крапкою (знаком ",").

- Усереднення - кількість усереднень (кількість обертів ротора, за яку усереднюються дані для більшої точності)

- Тахо-канал# - channel# підключено тахогенератор. За замовчуванням - 3-й канал.

- Нерівномірність - різниця в тривалості між сусідніми тахоімпульсами, яка вище дає попередження "Несправність тахометра“

- Імперська / метрична - Виберіть систему одиниць виміру.

Номер com-порту призначається автоматично.
.

  Натискання цієї кнопки (або F6 на клавіатурі комп'ютера) вмикає архів балансування, з якого можна роздрукувати звіт з результатами балансування для конкретного механізму (ротора).

.

  Натискання цієї кнопки (або функціональної клавіші F7 на клавіатурі) активує режим балансування в одній або двох площинах корекції в залежності від того, який режим вимірювання вибрано кнопками "F2-одноплощинний", "F3-двоплановий".

  Натискання цієї кнопки (або F8 функціональна клавіша на клавіатурі комп'ютера) вмикає графічний режим роботи віброметра, реалізація якого виводить на дисплей одночасно з цифровими значеннями амплітуди і фази вібрації графік її часової функції.

  Натискання цієї кнопки (або F10 функціональна клавіша на клавіатурі комп'ютера) завершує роботу програми "Балансет-1А".
.

.

  7.2. "Віброметр".

  До роботи в " Вимірювач вібрації ", встановіть на машині датчики вібрації і підключіть їх відповідно до роз'єми X1 і X2 інтерфейсного блоку USB. Таходатчик слід підключити до входу X3 інтерфейсного блоку USB.

.

.

Рис. 7.5 Інтерфейсний блок USB

.

Місце відбиває тип на поверхні ротора для тахогенератора.

.

Рис. 7.6. Відбивний тип.

Рекомендації щодо встановлення та конфігурації датчиків наведені в Додатку 1.
.

  Для початку вимірювання в режимі Віброметр натисніть на кнопку "F5 - Вимірювач вібрації" у початковому вікні програми (див. рис. 7.1).

Вимірювач вібрації з'явиться вікно (див. Рис.7.7)

.

Рис. 7.7. Режим роботи віброметра. Хвиля та спектр.

                                                                                                                   

  Щоб почати вимірювання вібрації натисніть кнопку "F9 - Біжи!" (або натисніть функціональну клавішу F9 на клавіатурі).

  Якщо Режим запуску  Авто встановлено прапорець - результати вимірювань вібрації будуть періодично відображатися на екрані.

  У разі одночасного вимірювання вібрації на першому та другому каналах, у вікнах, розташованих під словами "Літак 1" і "Літак 2"буде заповнено.
.

Вимірювання вібрації в режимі "Вібрація" також можна проводити з відключеним датчиком фазового кута. У вікні програми "Початкове" вводиться значення сумарної середньоквадратичної вібрації (V1s, V2s) буде відображено лише на екрані.

Існують наступні налаштування в Режим роботи віброметра

.

Для завершення роботи в режимі "Віброметр" натисніть кнопку "F10 - вихід" і поверніться до початкового вікна.

.

Рис. 7.8. Режим роботи віброметра. Швидкість обертання Нерівномірність, форма хвилі вібрації 1x.

                    

  Рис. 7.9. Режим роботи віброметра. Зведення (бета-версія, без гарантії!).                  

.

    

7.3 Балансування процедура

Балансування виконується для механізмів, які знаходяться в хорошому технічному стані і правильно змонтовані. В іншому випадку перед балансуванням механізм повинен бути відремонтований, встановлений на відповідні підшипники і закріплений. Ротор повинен бути очищений від забруднень, які можуть перешкоджати процедурі балансування.

.

Перед балансуванням виміряйте вібрацію в режимі віброметра (кнопка F5), щоб переконатися, що основна вібрація - це вібрація 1х.

.

Рис. 7.10. Режим роботи віброметра. Перевірка загальної (V1s,V2s) та 1х (V1o,V2o) вібрації.

.

Якщо величина загальної вібрації V1s (V2s) приблизно дорівнює величині

вібрації на частоті обертання (1х-вібрація) V1o (V2o), можна припустити, що основний внесок у вібрацію механізму вносить дисбаланс ротора. Якщо значення загальної вібрації V1s (V2s) значно перевищує значення складової 1х-вібрації V1o (V2o), рекомендується перевірити стан механізму - стан підшипників, його кріплення на основі, відсутність заїдання нерухомих частин ротора під час обертання тощо.

Також слід звернути увагу на стабільність вимірюваних значень в режимі віброметра - амплітуда і фаза вібрації не повинні змінюватися більш ніж на 10-15% в процесі вимірювання. В іншому випадку можна припустити, що механізм працює в близькій до резонансної області. У цьому випадку слід змінити швидкість обертання ротора, а якщо це неможливо - змінити умови встановлення машини на фундаменті (наприклад, тимчасово встановити на пружинні опори).

Для балансування ротора коефіцієнт впливу метод балансування (метод 3-х прогонів).

Пробні запуски проводяться для визначення впливу пробної маси на зміну вібрації, маси і місця (кута) встановлення коригувальних вантажів.

Спочатку визначте початкові коливання механізму (перший запуск без вантажу), а потім встановіть пробний вантаж на першу площину і зробіть другий запуск. Потім зніміть пробний вантаж з першої площини, встановіть його на другу площину і зробіть другий запуск.

Потім програма розраховує і вказує на екрані вагу і місце (кут) встановлення коригувальних вантажів.

При балансуванні в одній площині (статичному) другий старт не потрібен.

Пробний вантаж встановлюється в довільне місце на роторі, де це зручно, а потім фактичний радіус вводиться в програму налаштування.

(Радіус позиції використовується тільки для розрахунку величини дисбалансу в грамах * мм) 

Важливо!

Важливо!

Після кожного тестового запуску пробні вантажі знімаються! Коригувальні вантажі встановлюють під кутом, розрахованим від місця встановлення пробного вантажу у напрямку обертання ротора!

Рис. 7.11. Встановлення коригувального вантажу.

.

.

.

Рекомендовано!

Перед виконанням динамічного балансування рекомендується переконатися, що статичний дисбаланс не є надто високим. Для роторів з горизонтальною віссю ротор можна вручну повернути на кут 90 градусів від поточного положення. Якщо ротор статично розбалансований, його буде повернуто до положення рівноваги. Після того, як ротор займе положення рівноваги, необхідно встановити вантаж, що балансує, у верхній точці, приблизно в середній частині довжини ротора. Вага вантажу повинна бути підібрана таким чином, щоб ротор не рухався в жодному положенні.

Таке попереднє балансування зменшить рівень вібрації при першому запуску сильно розбалансованого ротора.

Встановлення та кріплення датчиків.
VДатчик вібрації повинен бути встановлений на машині в обраній точці вимірювання і підключений до входу X1 інтерфейсного блоку USB.
Існує дві конфігурації кріплення
- Магніти

- Різьбові шпильки M4

Оптичний таходатчик слід підключити до входу X3 інтерфейсного блоку USB. Крім того, для використання цього датчика на поверхню ротора слід нанести спеціальну світловідбиваючу мітку.

Детальні вимоги щодо вибору місця розташування датчиків та їх кріплення на об'єкті при балансуванні викладені в Додатку 1.    
.

   

.

Рис. 7.12. “Балансування в одній площині“

.

.

Почати роботу над програмою можна в розділі "Одноплощинне балансування", натисніть на кнопку "F2-Одноплощинний" (або натисніть клавішу F2 на клавіатурі комп'ютера).

.

Потім натисніть на кнопку "F7 - Балансування", після чого з'явиться кнопка Архів балансування в одній площині з'явиться вікно, в якому будуть збережені дані балансування (див. Рис. 7.13).      

                                                                                              

  

Рис. 7.13 Вікно вибору архіву балансування в одній площині.

.

      У цьому вікні потрібно ввести дані про назву ротора (Назва ротора), місце встановлення ротора (Місце), допуски на вібрацію та залишковий дисбаланс (Толерантність), дата вимірювання. Ці дані зберігаються в базі даних. Також створюється папка Arc####, де ### - номер архіву, в якому будуть збережені графіки, файл звіту тощо. Після завершення балансування буде сформовано файл звіту, який можна відредагувати та роздрукувати у вбудованому редакторі.

.

Після введення необхідних даних потрібно натиснути кнопку "F10-OK", після чого натискається кнопка "Одноплощинне балансування" відкриється вікно (див. рис. 7.13)

.

                                                                                                                  

                             

Рис. 7.14. Одиночна площина. Налаштування балансування
.

У лівій частині цього вікна відображаються дані вимірювань вібрації та кнопки керування вимірюваннями "Виконати # 0", "Запустити # 1", "RunTrim".
У правій частині цього вікна є три вкладки

.

.

.

.

.

.

.

The "Налаштування балансування" використовується для введення налаштувань балансування:

1. “Коефіцієнт впливу” –

    - "Новий ротор" - вибір балансування нового ротора, для якого немає збережених коефіцієнтів балансування і потрібно два прогони для визначення маси і кута установки коригувального вантажу.

    - "Збережено коефіцієнт корисної дії." - вибір повторного балансування ротора, для якого збережені коефіцієнти балансування і потрібен лише один прогін для визначення ваги і кута установки коригувального вантажу.

.

    2. “Пробна маса ваги” –

     - "Відсоток" - коригувальна вага розраховується у відсотках від пробної ваги.

     - “Грам." - вводиться відома маса пробної гирі і розраховується маса коригувальної гирі в грамів або в унція для імперської системи.

        Струнко!

        Якщо необхідно використовувати "Збережено коефіцієнт корисної дії." Режим для подальшої роботи при первинному балансуванні, масу пробної гирі необхідно вводити в грамах або унціях, а не в %. Ваги входять до комплекту поставки.

.

    3. “Спосіб кріплення вантажу”

     - "Вільна позиція" - вантажі можуть бути встановлені в довільному кутовому положенні по колу ротора.

     - "Фіксоване положення" - вантаж може бути встановлений у фіксованих кутових положеннях на роторі, наприклад, на лопатях або отворах (наприклад, 12 отворів - 30 градусів) тощо. Кількість фіксованих позицій необхідно ввести у відповідне поле. Після балансування програма автоматично розділить масу на дві частини і вкаже кількість позицій, на яких необхідно встановити отримані маси.

Рис. 7.15. Вкладка результатів. Фіксоване положення кріплення коригувального вантажу.

Z1 і Z2 - положення встановлених коригувальних вантажів, розраховані від положення Z1 відповідно до напрямку обертання. Z1 - позиція встановлення пробного вантажу.

.

.

.

Рис. 7.16 Фіксовані позиції. Полярна діаграма.
.

Рис. 7.18 Балансування шліфувального круга. Полярний графік.

.

.

    - Допуск на балансування

Введення або розрахунок допусків залишкового дисбалансу в г х мм (G-класи)

    - Використовуйте полярний графік

Використовуйте полярний графік для відображення результатів балансування

.

Як зазначалося вище, ""Новий ротор" для балансування потрібні два тест пробіг і принаймні один tпробіг обода балансувального верстата.

.

Після установки датчиків на балансувальний ротор і введення параметрів налаштувань необхідно включити обертання ротора і, коли він досягне робочої швидкості, натиснути кнопку "Run#0", щоб почати вимірювання.
The "Графіки" на правій панелі відкриється вкладка , де буде показано форму хвилі та спектр вібрації (Рис. 7.18.). У нижній частині вкладки ведеться файл історії, в якому зберігаються результати всіх запусків з прив'язкою до часу. На диску цей файл зберігається в папці архіву під назвою memo.txt

       Струнко!

       Перед початком вимірювання необхідно включити обертання ротора балансувального верстата (Run#0) і переконайтеся, що швидкість ротора стабільна.    

     

                                                                                                                                                        

Рис. 7.19. Балансування в одній площині. Початковий запуск (Run#0). Вкладка Графіки

.

Після завершення процесу вимірювання, в Run#0 У розділі "Результати вимірювань" на лівій панелі з'являються результати вимірювань - частота обертання ротора (RPM), середньоквадратичне значення (Vo1) і фаза (F1) 1х коливань.

The "F5-Повторний запуск#0" (або функціональна клавіша F5) використовується для повернення до розділу Run#0 і, за необхідності, для повторного вимірювання параметрів вібрації.

.

Перед початком вимірювання параметрів вібрації в розділі "Run#1 (Пробна масова площина 1)пробна вага повинна бути встановлена відповідно до "Пробна маса ваги" поле. (див. Рис. 7.10).

   Мета встановлення пробного вантажу - оцінити, як змінюється вібрація ротора, коли відомий вантаж встановлюється у відомому місці (під відомим кутом). Випробувальний вантаж повинен змінювати амплітуду коливань на 30% нижче або вище початкової амплітуди або змінювати фазу на 30 градусів або більше від початкової фази.

      2. Якщо необхідно використовувати "Збережено коефіцієнт корисної дії." балансування для подальшої роботи, місце (кут) встановлення пробного вантажу має збігатися з місцем (кутом) світловідбиваючої мітки.     

Знову увімкніть обертання ротора балансувального верстата і переконайтеся, що частота його обертання стабільна. Потім натисніть на кнопку "F7-Run#1" (або натисніть клавішу F7 на клавіатурі комп'ютера). "Run#1 (Пробна масова площина 1)" (див. рис. 7.18)
Після вимірювання у відповідних вікнах "Run#1 (Пробна масова площина 1)" виводяться результати вимірювання частоти обертання ротора (RPM), а також значення середньоквадратичної складової (Vо1) і фази (F1) вібрації 1х, що з'являється.

У той же час, в рамках програми "Результат" відкривається у правій частині вікна (див. Рис. 7.13).

На цій вкладці відображаються результати розрахунку маси і кута нахилу коригувального вантажу, який необхідно встановити на ротор для компенсації дисбалансу.

Крім того, в разі використання полярної системи координат, на дисплеї відображається значення маси (M1) і кут установки (f1) коригувального вантажу.

У випадку з "Фіксовані позиції" будуть показані номери позицій (Zi, Zj) і маса пробної ваги, яку було розділено.

.

  Рис. 7.20. Балансування в одній площині. Запуск#1 і результат балансування.

.

.

Якщо Полярний граф позначено, буде показано полярну діаграму.

.

Рис. 7.21. Результат балансування. Полярний графік.

.

                                                  

Рис. 7.22. Результат балансування. Вага розділена (фіксовані положення)

Також якщо "Полярний граф"було перевірено, Буде показано полярний графік.   

       

                    

Рис. 7.23. Розподіл ваги на фіксованих позиціях. Полярний графік

.

.

       Струнко!

    1. Після завершення процесу вимірювання на другому прогоні ("Run#1 (Пробна масова площина 1)") балансувального верстата, необхідно зупинити обертання і зняти встановлений пробний вантаж. Потім встановіть (або зніміть) коригувальний вантаж на ротор відповідно до даних вкладки результатів.

Якщо пробна вага не була знята, потрібно перейти на кнопку "Налаштування балансування" і встановіть прапорець у вкладці "Залиште пробну вагу в Площині 1". Потім поверніться до пункту "Результат". Вага та кут встановлення коригувального вантажу перераховуються автоматично.

.

    2. Кутове положення коригувального вантажу виконується з місця встановлення пробного вантажу. Напрямок відліку кута збігається з напрямком обертання ротора.

.

    3. У випадку з "Фіксоване положення" - 1^st (Z1), збігається з місцем встановлення пробного вантажу. Напрямок відліку номера позиції - за напрямком обертання ротора.

  4. За замовчуванням до ротора буде додано коригувальну вагу. На це вказує мітка, встановлена у полі "Додати". При видаленні вантажу (наприклад, шляхом свердління) необхідно встановити позначку в полі "Видалити", після чого кутове положення коригувального вантажу автоматично зміниться на 180º.

.

   Після встановлення коригувального вантажу на балансувальний ротор в робочому вікні (див. рис. 7.15) необхідно виконати RunC (підрівнювання) і оцінити ефективність виконаного балансування.

.

Струнко!

Перед початком вимірювання на RunCнеобхідно включити обертання ротора машини і переконатися, що вона увійшла в робочий режим (стабільна частота обертання).

Щоб виконати вимірювання вібрації в режимі "RunC (Перевірка якості балансу)" (див. рис. 7.15), натисніть на розділ "F7 - RunTrim" (або натисніть клавішу F7 на клавіатурі).

            Після успішного завершення процесу вимірювання, в розділі "RunC (Перевірка якості балансу)" на лівій панелі з'являються результати вимірювання частоти обертання ротора (RPM), а також значення середньоквадратичної складової (Vo1) і фази (F1) 1х коливань.

У "Результат" відображаються результати розрахунку маси та кута встановлення додаткового коригувального вантажу.

.

Рис. 7.24. Балансування в одній площині. Виконання RunTrim. Вкладка Результат

                                                                     

Ця вага може бути додана до коригувального вантажу, який вже встановлений на роторі, щоб компенсувати залишковий дисбаланс. Крім того, залишковий дисбаланс ротора, досягнутий після балансування, відображається в нижній частині цього вікна.

У випадку, коли величина залишкової вібрації та/або залишкового дисбалансу відбалансованого ротора відповідає вимогам допуску, встановленим у технічній документації, процес балансування можна завершити.

В іншому випадку процес балансування може продовжуватися. Це дозволяє методом послідовних наближень виправити можливі похибки, які можуть виникнути під час встановлення (зняття) коригувального вантажу на збалансований ротор.

При продовженні процесу балансування на балансувальний ротор необхідно встановити (зняти) додаткову коригувальну масу, параметри якої вказані в розділі "Корекція мас і кутів".

.

.

The "F4-Inf.Coeff" в розділі "Результат" (Рис. 7.23,) призначена для перегляду і збереження в пам'яті комп'ютера коефіцієнтів балансування ротора (Influence coefficients), розрахованих за результатами калібрувальних прогонів.

При натисканні на неї з'являється кнопка "Коефіцієнти впливу (одна площина)" на дисплеї комп'ютера з'являється вікно "Балансування" (див. рис. 7.17), в якому відображаються коефіцієнти балансування, розраховані за результатами калібрувальних (тестових) запусків. Якщо при подальшому балансуванні цього верстата передбачається використовувати кнопку "Збережено коефіцієнт корисної дії." Mode, ці коефіцієнти повинні бути збережені в пам'яті комп'ютера.

Для цього натисніть на кнопку "F9 - Зберегти" і перейдіть на другу сторінку сторінки "Коефіцієнт впливу. Архів. Одна площина."(Див. Рис. 7.24)

.

.

                              Рис. 7.25. Балансувальні коефіцієнти в 1-й площині

.

           Потім потрібно ввести назву цієї машини в поле "Ротор" і натисніть "F2 - Зберегти", щоб зберегти вказані дані на комп'ютері.

Після цього ви можете повернутися до попереднього вікна, натиснувши кнопку "F10-Вихід" (або функціональну клавішу F10 на клавіатурі комп'ютера).      

                                                 

Рис. 7.26. "Коефіцієнт впливу", архів. Окрема площина. "

.

                                                          

Рис. 7.26. Балансовий звіт.

.

                                                        

          

Збережений коеф. балансування можна виконати на машині, для якої коефіцієнти балансування вже визначені і введені в пам'ять комп'ютера.

Струнко!

Під час балансування зі збереженими коефіцієнтами датчик вібрації та датчик кута зсуву фаз необхідно встановлювати так само, як і під час початкового балансування.

Введення вихідних даних для Збережений коеф. балансування (як у випадку з primary("Новий ротор") балансування) починається в "Балансування в одній площині. Налаштування балансування." (див. рис. 7.27).

У цьому випадку в розділі "Коефіцієнти впливу", виберіть розділ "Збережений коефіцієнт". У цьому випадку, друга сторінка пункту "Коефіцієнт впливу. Архів. Одиночна площина." (див. Рис. 7.27), де зберігається архів збережених коефіцієнтів балансування.

.

.

Рис. 7.28. Балансування зі збереженими коефіцієнтами впливу в 1 площині

.

       Переміщаючись по таблиці цього архіву за допомогою кнопок управління "►" або "◄", можна вибрати потрібний запис з коефіцієнтами врівноваження машини, що нас цікавить. Потім, щоб використати ці дані в поточних вимірюваннях, натисніть кнопку "F2 - Вибрати"Кнопка".

Після цього вміст всіх інших вікон "Балансування в одній площині. Налаштування балансування." заповнюються автоматично.

Після завершення введення початкових даних можна приступати до вимірювання.

                         

.

Балансування зі збереженими коефіцієнтами впливу вимагає лише одного початкового запуску і принаймні одного тестового запуску балансувального верстата.

Струнко!

Перед початком вимірювання необхідно увімкнути обертання ротора і переконатися, що частота обертання стабільна.

Для проведення вимірювання параметрів вібрації в "Run#0 (Початковий, без пробної маси)" розділу, натисніть "F7 - Run#0" (або натисніть клавішу F7 на клавіатурі комп'ютера).

.

   
Рис. 7.29. Балансування зі збереженими коефіцієнтами впливу в одній площині. Результати після одного прогону.

.

У відповідних полях "Run#0" з'являються результати вимірювання частоти обертання ротора (RPM), значення середньоквадратичної складової (Vо1) і фази (F1) 1х коливань.

У той же час, в рамках програми "Результат" відображає результати розрахунку маси і кута нахилу коригувального вантажу, який необхідно встановити на ротор для компенсації дисбалансу.

Крім того, в разі використання полярної системи координат, на дисплеї відображаються значення маси і кута установки коригувального вантажу.

У разі поділу коригувального вантажу на фіксовані позиції відображаються номери позицій балансувального ротора і маса вантажу, який необхідно встановити на них.

Далі процес балансування здійснюється відповідно до рекомендацій, викладених у розділі 7.4.2. для первинного балансування.

                                                          

Для виконання індексного балансування в програмі Balanset-1A передбачена спеціальна опція. При встановленому прапорці Усунення ексцентриситету оправки у вікні балансування з'являється додаткова секція RunEcc.

.

Рис. 7.30. Робоче вікно для балансування індексів.

.

Після запуску Run # 1 (Пробна площина маси 1) з'явиться вікно

Рис. 7.31 Вікно балансування уваги за індексом.
.

Після встановлення ротора з поворотом на 180 градусів необхідно виконати Run Ecc. Програма автоматично розрахує справжній дисбаланс ротора, не впливаючи на ексцентриситет оправки.

Перед початком роботи в Балансування в двох площинах необхідно встановити датчики вібрації на корпусі машини в обраних точках вимірювання і підключити їх до входів X1 і X2 вимірювального блоку відповідно.

До входу X3 вимірювального блоку необхідно підключити оптичний датчик фазового кута. Крім того, для використання цього датчика на доступну поверхню ротора балансувального верстата необхідно наклеїти світловідбиваючу стрічку.

.

       Детальні вимоги до вибору місця встановлення датчиків та їх монтажу на об'єкті під час балансування викладені в Додатку 1.

Робота над програмою в рамках "Балансування в двох площинах" запускається з Головного вікна програм.

Натисніть на кнопку "F3-Два літака" (або натисніть клавішу F3 на клавіатурі комп'ютера).

Далі необхідно натиснути на кнопку "F7 - Балансування", після чого на дисплеї комп'ютера з'явиться робоче вікно (див. рис. 7.13), вибір архіву для збереження даних при балансуванні в двох pдоріжки.

.

.

Рис. 7.32 Вікно архіву балансування у двох площинах.

      

У цьому вікні потрібно ввести дані збалансованого ротора. Після натискання кнопки "F10-OK", з'явиться вікно балансування.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

Рис. 7.33. Балансування у вікні у двох площинах.

.

.

      У правій частині вікна знаходиться кнопка "Налаштування балансування" для введення налаштувань перед балансуванням.

    - Коефіцієнти впливу

Балансування нового ротора або балансування з використанням збережених коефіцієнтів впливу (коефіцієнтів балансування)

    - Усунення ексцентриситету оправки

Балансування з додатковим пуском для усунення впливу ексцентриситету оправки

    - Спосіб кріплення вантажу

Встановлення коригувальних вантажів у довільному місці по колу ротора або у фіксованому положенні. Розрахунки для свердління при знятті маси.
- "Вільна позиція" - вантажі можуть бути встановлені в довільному кутовому положенні по колу ротора.

    - "Фіксоване положення" - вантаж може бути встановлений у фіксованих кутових положеннях на роторі, наприклад, на лопатях або отворах (наприклад, 12 отворів - 30 градусів) тощо. Кількість фіксованих позицій необхідно ввести у відповідне поле. Після балансування програма автоматично розділить масу на дві частини і вкаже кількість позицій, на яких необхідно встановити отримані маси.

.

.

    - Пробна маса ваги

Пробна вага

    - Залиште пробну вагу в Площині1 / Площині2

Зніміть або залиште пробну вагу під час балансування.

    - Радіус масового кріплення, мм

Радіус встановлення пробних і коригувальних вантажів

    - Допуск на балансування

Введення або розрахунок допусків залишкового дисбалансу в г-мм

    - Використовуйте полярний графік

Використовуйте полярний графік для відображення результатів балансування

    - Ручне введення даних

Ручне введення даних для розрахунку балансувальних ваг

    - Відновлення даних останньої сесії

Відновлення даних вимірювань останньої сесії в разі неможливості продовження балансування.

.

.

Введення початкових даних для Нове балансування ротора в "Балансування у двох площинах. Налаштування"(див. рис. 7.32.).

У цьому випадку в розділі "Коефіцієнти впливу", виберіть розділ "Новий ротор"пункт".

Далі, в розділі "Пробна маса ваги", необхідно вибрати одиницю виміру маси пробної ваги - "Грам."або"Відсоток“.

При виборі одиниці виміру "Відсоток", всі подальші розрахунки маси коригувального вантажу будуть виконуватися у відсотках по відношенню до маси пробного вантажу.

При виборі опції "Грам." одиницю виміру, всі подальші розрахунки маси коригувального вантажу будуть виконуватися в грамах. Потім введіть у віконцях, розташованих праворуч від напису "Грам." маса пробних вантажів, які будуть встановлені на роторі.

.

Струнко!

Якщо необхідно використовувати "Збережено коефіцієнт корисної дії." Режим для подальшої роботи при первинному балансуванні необхідно ввести масу пробних гир грамів.
Потім виберіть "Спосіб кріплення вантажу" - "По колу"або"Фіксоване положення".
Якщо ви виберете "Фіксоване положення", ви повинні ввести кількість позицій.

.

.

Допуск на залишковий дисбаланс (Balancing tolerance) може бути розрахований відповідно до процедури, описаної в стандарті ISO 1940 "Вібрація". Вимоги до якості балансування роторів в константі (жорсткий) стан. Частина 1. Визначення та перевірка допусків балансу.   

                                                                   

                             

Рис. 7.34. Вікно розрахунку допуску балансування

.

При балансуванні в двох площинах в режимі "Новий ротор", балансування вимагає трьох калібрувальних прогонів і принаймні одного тестового прогону балансувального верстата.

Вимірювання вібрації при першому запуску машини виконується в розділі "Баланс у двох площинах" робочого вікна (див. рис. 7.34) в розділі "Run#0"розділ".

.

.

         Рис. 7.35. Результати вимірювань при балансуванні в двох площинах після початкового бігти.

.

Струнко!

       Перед початком вимірювання необхідно включити обертання ротора балансувального верстата (спочатку бігти) і переконайтеся, що він увійшов у робочий режим зі стабільною швидкістю.

Для вимірювання параметрів вібрації в Run#0 натисніть на розділ "F7 - Run#0" (або натисніть клавішу F7 на клавіатурі комп'ютера)

           Результати вимірювання частоти обертання ротора (RPM), значення RMS (VО1, VО2) і фаз (F1, F2) 1х коливань з'являються у відповідних вікнах Run#0 розділ.
.

.

Перед початком вимірювання параметрів вібрації в розділі "Run#1.Пробна маса в площині1", слід зупинити обертання ротора балансувального верстата і встановити на нього пробний вантаж, масою, обраною в розділі "Пробна маса ваги"розділ".

     Струнко!

      1. Питання вибору маси пробних вантажів та місць їх встановлення на роторі балансувального верстата детально розглянуто в Додатку 1.

      2. Якщо необхідно скористатися функцією Збережено коефіцієнт корисної дії. Mode в подальшій роботі місце встановлення пробного вантажу повинно обов'язково збігатися з місцем встановлення мітки, яка використовується для зчитування фазового кута.

.

Після цього необхідно знову включити обертання ротора балансувального верстата і переконатися, що він увійшов в робочий режим.

Для вимірювання параметрів вібрації в "Запуск # 1. Пробна маса в площині 1" (див. рис. 7.25), натисніть на розділ "F7 - Run#1" (або натисніть клавішу F7 на клавіатурі комп'ютера).

           

          Після успішного завершення процесу вимірювання ви повернетесь на вкладку результатів вимірювання (див. Рис. 7.25).

           В цьому випадку у відповідних вікнах "Run#1. Пробна маса в Площині1", результати вимірювання частоти обертання ротора (RPM), а також значення складових середньоквадратичного значення (Vо1, Vо2) і фаз (F1, F2) 1х коливань.

.

Перед початком вимірювання параметрів вібрації в розділі "Запуск # 2. Пробна маса в площині 2", необхідно виконати наступні кроки:

         - зупинити обертання ротора балансувального верстата;

         - зніміть пробний вантаж, встановлений у площині 1;

         - встановіть на пробну масу в площині 2 масу, обрану в розділі "Пробна маса ваги“.

           

Після цього увімкніть обертання ротора балансувального верстата і переконайтеся, що він вийшов на робочу швидкість.

До починається вимірювання вібрації в "Запуск # 2. Пробна маса в площині 2" (див. рис. 7.26), натисніть на розділ "F7 - Запустити # 2" (або натисніть клавішу F7 на клавіатурі комп'ютера). Потім натисніть кнопку "Результат"відкривається вкладка.
.

У разі використання Спосіб кріплення вантажу” – "Вільні позиціїна дисплеї відображаються значення мас (M1, M2) і кутів встановлення (f1, f2) коригувальних вантажів.

.

           Рис. 7.36. Результати розрахунку коригувальних ваг - вільне положення

.

.

Рис. 7.37. Результати розрахунку коригувальних ваг - вільне положення.
Полярна діаграма

.

У разі використання методу прикріплення ваги" - "Фіксовані позиції

.

Рис. 7.37. Результати розрахунку коригувальних ваг - фіксоване положення.

Рис. 7.39. Результати розрахунку коригувальних ваг - фіксоване положення.
Полярна діаграма.
.

У разі використання методу прикріплення ваги" - "У разі використання методу прикріплення ваги" - "У разі використання методу прикріплення ваги" - "У разі використання методу "Круговий паз"

Рис. 7.40. Результати розрахунку коригувальних ваг - Результати розрахунку коригувальних ваг - . Круговий паз.

.

Струнко!

    1. Після завершення процесу вимірювання на RUN#2 балансувального верстата, зупиніть обертання ротора і зніміть попередньо встановлений пробний вантаж. Після цього можна встановити (або зняти) коригувальні вантажі.

    2. Кутове положення коригувальних вантажів у полярній системі координат відраховується від місця встановлення пробного вантажу в напрямку обертання ротора.

    3. У випадку з "Фіксоване положення" - 1^st (Z1), збігається з місцем встановлення пробного вантажу. Напрямок відліку номера позиції - за напрямком обертання ротора.

4. За замовчуванням до ротора буде додано коригувальну вагу. На це вказує мітка, встановлена у полі "Додати". При видаленні вантажу (наприклад, шляхом свердління) необхідно встановити позначку в полі "Видалити", після чого кутове положення коригувального вантажу автоматично зміниться на 180º.

.

   Після встановлення коригувального вантажу на балансувальний ротор необхідно провести обкатку і оцінити ефективність виконаного балансування.

Струнко!

Перед початком вимірювання на тестовому прогоні необхідно включити обертання ротора машини і переконатися, що вона вийшла на робочий режим. швидкість.

                

Для вимірювання параметрів вібрації в розділі RunTrim (Перевірка якості балансування) (див. рис. 7.37) натисніть на кнопку "F7 - RunTrim" (або натисніть клавішу F7 на клавіатурі комп'ютера).

       

           Будуть показані результати вимірювання частоти обертання ротора (RPM), а також значення середньоквадратичної складової (Vо1) і фази (F1) 1х коливань.

The "Результат" з'являється вкладка "Таблиця результатів вимірювань" (див. Рис. 7.37), яка відображає результати розрахунку параметрів додаткових коригувальних ваг.

           Ці вантажі можна додати до коригувальних вантажів, які вже встановлені на роторі, щоб компенсувати залишковий дисбаланс.

Крім того, в нижній частині цього вікна відображається залишковий дисбаланс ротора, досягнутий після балансування.

У випадку, коли значення залишкової вібрації та/або залишкового дисбалансу відбалансованого ротора задовольняють вимогам допуску, встановленим у технічній документації, процес балансування можна завершити.

В іншому випадку процес балансування може продовжуватися. Це дозволяє методом послідовних наближень виправити можливі похибки, які можуть виникнути під час встановлення (зняття) коригувального вантажу на збалансований ротор.

При продовженні процесу балансування на балансувальний ротор необхідно встановити (зняти) додаткову коригувальну масу, параметри якої вказані у вікні "Результат".

.

У "Результат" є дві кнопки управління, які можна використовувати - "F4-Inf.Coeff“, “F5 - Змінити площини корекції“.

.

.

.

The "F4-Inf.Coeff" (або функціональна клавіша F4 на клавіатурі комп'ютера) використовується для перегляду і збереження в пам'яті комп'ютера коефіцієнтів балансування ротора, розрахованих за результатами двох запусків калібрування.

При натисканні на неї з'являється кнопка "Коефіцієнти впливу (дві площини)" на дисплеї комп'ютера з'являється робоче вікно (див. рис. 7.40), в якому відображаються коефіцієнти балансування, розраховані за результатами перших трьох запусків калібрування.

.

Рис. 7.41. Робоче вікно з балансувальними коефіцієнтами у 2 площинах.

.

Надалі, при балансуванні такого типу машин передбачається, вимагати використання "Збережено коефіцієнт корисної дії." і балансувальні коефіцієнти зберігаються в пам'яті комп'ютера.

Щоб зберегти коефіцієнти, натисніть кнопку "F9 - Зберегти" і перейдіть на сторінку "Архів коефіцієнтів впливу (2 площини)" (див. рис. 7.42)

.

.

Рис. 7.42. Друга сторінка робочого вікна з коефіцієнтами балансування у 2-х площинах.

.

The "F5 - Змінити площини корекції" використовується, коли потрібно змінити положення площин корекції, коли потрібно перерахувати маси і кути установки

коригувальні ваги.

Цей режим в першу чергу корисний при балансуванні роторів складної форми (наприклад, колінчастих валів).

При натисканні цієї кнопки відкривається робоче вікно "Перерахунок маси та кута коригувальних ваг на інші площини корекції" відображається на дисплеї комп'ютера (див. рис. 7.42).

У цьому робочому вікні ви повинні вибрати один з 4 можливих варіантів, натиснувши на відповідну картинку.

Початкові площини корекції (Н1 і Н2) на рис. 7.29 позначені зеленим кольором, а нові (К1 і К2), для яких вона перераховується, - червоним.

Потім, у "Розрахункові дані", введіть запитувані дані, в тому числі:

- відстань між відповідними площинами корекції (a, b, c);

- нові значення радіусів встановлення коригувальних вантажів на роторі (R1', R2').

Після введення даних необхідно натиснути кнопку "F9-обчислити“

Результати розрахунку (маси M1, M2 та кути встановлення коригувальних вантажів f1, f2) відображаються у відповідній секції цього робочого вікна (див. рис. 7.42).

Рис. 7.43 Зміна площин корекції. Rрозрахунок маси корекції та кута нахилу до інших площин корекції.

.

.

.

.

Збережений коеф. балансування можна виконати на машині, для якої коефіцієнти балансування вже визначені і збережені в пам'яті комп'ютера.

     Струнко!

Під час повторного балансування датчики вібрації та датчик фазового кута повинні бути встановлені так само, як і під час первинного балансування.

Введення початкових даних для перебалансування починається у вікні "Баланс у двох площинах. Налаштування балансування"(див. рис. 7.23).

.

У цьому випадку в розділі "Коефіцієнти впливу", виберіть розділ "Збережено коефіцієнт корисної дії." Елемент. У цьому випадку відкриється вікно "Архів коефіцієнтів впливу (2 площини)" (див. Рис. 7.30), в якому зберігається архів раніше визначених балансуючих коефіцієнтів.

Переміщаючись по таблиці цього архіву за допомогою кнопок управління "►" або "◄", можна вибрати потрібний запис з коефіцієнтами врівноваження машини, що нас цікавить. Потім, щоб використати ці дані в поточних вимірюваннях, натисніть кнопку "F2 - ОК" і поверніться до попереднього робочого вікна.

Рис. 7.44. Друга сторінка робочого вікна з коефіцієнтами балансування у 2-х площинах.

Після цього вміст всіх інших вікон "Балансування у 2 пл. Вихідні дані" заповнюється автоматично.

.

.

"Збережено коефіцієнт корисної дії." балансування вимагає лише одного запуску налаштування і принаймні одного тестового запуску балансувального верстата.

Вимірювання вібрації на початку налаштування (Виконати # 0) машини виконується в розділі "Балансування в 2 площинах" з таблицею результатів балансування (див. рис. 7.14) в робочому вікні Виконати # 0 розділ.

.

Струнко!

       Перед початком вимірювання необхідно включити обертання ротора балансувального верстата і переконатися, що він вийшов на робочий режим зі стабільною швидкістю.

Для вимірювання параметрів вібрації в Виконати # 0 у розділі, натисніть на кнопку "F7 - Run#0" (або натисніть клавішу F7 на клавіатурі комп'ютера).

.

           Результати вимірювання частоти обертання ротора (RPM), а також значення складових середньоквадратичного значення (VО1, VО2) і фаз (F1, F2) коливань 1x з'являються у відповідних полях вікна Виконати # 0 розділ.

У той же час, в рамках програми "Результат" (див. рис. 7.15), на якій відображаються результати розрахунку параметрів коригувальних вантажів, які необхідно встановити на ротор для компенсації його дисбалансу.

Крім того, в разі використання полярної системи координат, на дисплеї відображаються значення мас і кутів установки коригувальних вантажів.

У разі розкладання коригувальних вантажів на лопаті відображаються номери лопатей балансувального ротора і маса вантажу, який необхідно встановити на них.

Далі процес балансування здійснюється відповідно до рекомендацій, викладених у розділі 7.6.1.2. для первинного балансування.

Струнко!

Для виконання індексного балансування в програмі Balanset-1A передбачена спеціальна опція. При встановленому прапорці Усунення ексцентриситету оправки у вікні балансування з'являється додаткова секція RunEcc.

.

Рис. 7.45. Робоче вікно для балансування індексів.

.

Після запуску Run # 2 (Пробна площина маси 2) з'явиться вікно

.

Рис. 7.46. Вікна уваги
.

Після встановлення ротора з поворотом на 180 градусів необхідно виконати Run Ecc. Програма автоматично розрахує справжній дисбаланс ротора, не впливаючи на ексцентриситет оправки.

.

  Робота в режимі "Графіки" починається з початкового вікна (див. рис. 7.1) натисканням кнопки "F8 - Графіки". Після цього відкривається вікно "Вимірювання вібрації за двома каналами. Графіки" (див. рис. 7.19).

.

Рис. 7.47. Операція вікно "Вимірювання вібрації за двома каналами. Графіки".

.

  Під час роботи в цьому режимі можна побудувати чотири варіанти віброграми.

Перша версія дозволяє отримати часову функцію загальної вібрації (віброшвидкості) на першому та другому вимірювальних каналах.

Друга версія дозволяє отримати графіки вібрації (віброшвидкості), яка виникає від частоти обертання та її вищих гармонійних складових.

Ці графіки отримані в результаті синхронної фільтрації загальної функції часу коливань.

Третя версія надає графіки вібрації з результатами гармонійного аналізу.

Четверта версія дозволяє отримати віброграму з результатами спектрального аналізу.  

  

.

Рис. 7.48. Робоче вікно для виведення часової функції загальних графіків вібрації

.

  На цих графіках також є позначки (синього кольору), що з'єднують графіки загальної вібрації з частотою обертання ротора. Крім того, кожна позначка вказує на початок (кінець) наступного оберту ротора.

Для зміни масштабу графіка по осі Х можна скористатися повзунком, вказаним стрілкою на рис. 7.20.

.

.

Рис. 7.49. Робоче вікно для виведення графіків вібрації 1x.
.

  Після завершення процесу вимірювання та математичної обробки результатів (синхронної фільтрації часової функції загальної вібрації) на дисплеї в головному вікні з періодом, що дорівнює один оберт ротора з'являються графіки 1x вібрація на двох каналах.

При цьому червоним кольором зображено графік для першого каналу, а зеленим - для другого. На цих графіках по осі Х відкладається кут повороту ротора (від позначки до позначки), а по осі Y - амплітуда віброшвидкості (мм/сек).

Крім того, у верхній частині робочого вікна (праворуч від кнопки "F9 - Measure") числові значення вимірювань вібрації обох каналів, аналогічні тим, які ми отримуємо в розділі "Вимірювач вібрації", відображаються.

Зокрема: Середньоквадратичне значення загальної вібрації (V1s, V2s), величина середньоквадратичного відхилення (V1o, V2o) і фазу (Fi, Fj) від вібрації 1x та частоти обертання ротора (Nrev).

.

.

Щоб побудувати діаграму з результатами гармонійного аналізу в операційному вікні "Вимірювання вібрації по двох каналах. Графіки" (див. рис. 7.47) необхідно виберіть режим роботи "Гармонійний аналіз", натиснувши відповідну кнопку.

Після цього з'являється робоче вікно для одночасного виведення графіків часової функції та спектру гармонік вібрації, період яких дорівнює або кратний частоті обертання ротора (див. рис. 7.49)..  

Струнко!

При роботі в цьому режимі необхідно використовувати датчик кута зсуву фаз, який синхронізує процес вимірювання з частотою ротора машин, на які встановлений датчик.

.

Рис. 7.50. Робоче вікно гармоніки 1х вібрації.

.

По готовності натисніть (клацніть) на кнопку "F9-Вимірювання", після чого почнеться процес вимірювання вібрації одночасно на двох каналах.

Після завершення процесу вимірювання в робочому вікні (див. рис. 7.49) з'являються графіки функції часу (верхній графік) і гармонік 1х вібрації (нижній графік).

По осі Х відкладається кількість гармонійних складових, а по осі Y - середньоквадратичне значення швидкості вібрації (мм/с).

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

Рис. 7.51. Робоче вікно для виведення спектру вібрації .

По готовності натисніть (клацніть) на кнопку "F9-Вимірювання", після чого почнеться процес вимірювання вібрації одночасно на двох каналах.

Після завершення процесу вимірювання в робочому вікні (див. рис. 7.50) з'являються графіки функції часу (верхній графік) і спектра вібрації (нижній графік).

Частота вібрації відкладається по осі X, а середньоквадратичне значення швидкості вібрації (мм/сек) - по осі Y.

У цьому випадку графік для першого каналу зображено червоним кольором, а для другого - зеленим.

ДОДАТОК 1 БАЛАНСУВАННЯ РОТОРА.

.

Ротор - це тіло, яке обертається навколо певної осі і утримується своїми опорними поверхнями в опорах. Опорні поверхні ротора передають вагу на опори через підшипники кочення або ковзання. Використовуючи термін "опорна поверхня", ми просто маємо на увазі поверхні Zapfen* або поверхні, що замінюють Zapfen.

.

*Zapfen (нім. "журнал", "шпилька") - це частина вал або вісь, яку несе тримач (підшипникова коробка).

рис.1 Роторні та відцентрові сили.

.

В ідеально збалансованому роторі його маса розподілена симетрично відносно осі обертання. Це означає, що будь-якому елементу ротора може відповідати інший елемент, розташований симетрично відносно осі обертання. Під час обертання на кожен елемент ротора діє відцентрова сила, спрямована в радіальному напрямку (перпендикулярно до осі обертання ротора). У збалансованому роторі відцентрова сила, що діє на будь-який елемент ротора, врівноважується відцентровою силою, яка діє на симетричний елемент. Наприклад, на елементи 1 і 2 (показані на рис.1 і зафарбовані зеленим кольором) впливають відцентрові сили F1 і F2: рівні за величиною і абсолютно протилежні за напрямком. Це справедливо для всіх симетричних елементів ротора і, таким чином, сумарна відцентрова сила, що впливає на ротор, дорівнює 0, тобто ротор збалансований. Але якщо симетрія ротора порушується (на рисунку 1 несиметричний елемент позначений червоним кольором), то на ротор починає діяти неврівноважена відцентрова сила F3.

При обертанні ця сила змінює напрямок разом з обертанням ротора. Динамічна вага, що виникає під дією цієї сили, передається на підшипники, що призводить до їх прискореного зносу. Крім того, під впливом цієї змінної назустріч сили відбувається циклічна деформація опор і фундаменту, на якому закріплений ротор, що давайте з'являється вібрація. Для усунення дисбалансу ротора і вібрації, що його супроводжує, необхідно встановити балансувальні маси, які відновлять симетрію ротора.

Балансування ротора - це операція з усунення дисбалансу шляхом додавання балансувальних мас.

Завдання балансування полягає в тому, щоб знайти величину і місця (кут) установки однієї або декількох балансувальних мас.

.

Типи роторів і дисбаланс.

З огляду на міцність матеріалу ротора і величину відцентрових сил, що впливають на нього, ротори можна розділити на два типи: жорсткі і гнучкі.

Жорсткі ротори в умовах експлуатації під дією відцентрової сили можуть дещо деформуватися, і впливом цієї деформації в розрахунках можна знехтувати.

З іншого боку, не слід нехтувати деформацією гнучких роторів. Деформація гнучких роторів ускладнює розв'язання задачі балансування і вимагає використання дещо інших математичних моделей у порівнянні з задачею балансування жорстких роторів. Важливо зазначити, що один і той самий ротор на малих швидкостях обертання може поводитися як жорсткий, а на великих швидкостях - як гнучкий. Надалі ми будемо розглядати балансування тільки жорстких роторів.

Залежно від розподілу дисбалансних мас по довжині ротора розрізняють два типи дисбалансу - статичний і динамічний (швидкий, миттєвий). Принцип роботи при статичному і динамічному балансуванні ротора відповідно однаковий.

Статичний дисбаланс ротора виникає без обертання ротора. Іншими словами, він знаходиться в стані спокою, коли ротор знаходиться під дією сили тяжіння і додатково повертає "важку точку" вниз. Приклад ротора зі статичним дисбалансом представлений на рис.2

.

Рис.2

.

Динамічний дисбаланс виникає тільки при обертанні ротора.

Приклад ротора з динамічним дисбалансом представлений на рис.3.

.

Рис.3. Динамічний дисбаланс пари ротор - пара відцентрових сил

.

У цьому випадку неврівноважені рівні маси M1 і M2 розташовані на різних поверхнях - у різних місцях по довжині ротора. У статичному положенні, тобто коли ротор не обертається, на ротор може впливати лише сила тяжіння, і тому маси будуть врівноважувати одна одну. У динаміці, коли ротор обертається, на маси M1 і M2 починають діяти відцентрові сили FЎ1 і FЎ2. Ці сили рівні за величиною і протилежні за напрямком. Однак, оскільки вони розташовані в різних місцях по довжині вала і не лежать на одній прямій, то сили не компенсують одна одну. Сили FЎ1 і FЎ2 створюють момент, що діє на ротор. Саме тому цей дисбаланс має ще одну назву "моментний". Відповідно, на опори підшипників діють нескомпенсовані відцентрові сили, які можуть значно перевищувати сили, на які ми розраховували, а також скоротити термін служби підшипників.

Оскільки цей тип дисбалансу виникає тільки в динаміці під час обертання ротора, він називається динамічним. Він не може бути усунутий при статичному балансуванні (або так званому "на ножах") або будь-якими іншими подібними способами. Для усунення динамічного дисбалансу необхідно встановити два компенсуючих вантажу, які будуть створювати момент, рівний за величиною і протилежний за напрямком моменту, що виникає від мас М1 і М2. Компенсуючі маси не обов'язково повинні бути встановлені навпроти мас M1 і M2 і дорівнювати їм за величиною. Головне, щоб вони створювали момент, який повністю компенсує саме в момент дисбалансу.

У загальному випадку маси М1 і М2 можуть бути не рівними між собою, тому матиме місце комбінація статичного і динамічного дисбалансу. Теоретично доведено, що для жорсткого ротора для усунення його дисбалансу необхідно і достатньо встановити два вантажі, рознесені по довжині ротора. Ці вантажі компенсуватимуть як момент, що виникає внаслідок динамічного дисбалансу, так і відцентрову силу, що виникає внаслідок асиметрії маси відносно осі ротора (статичний дисбаланс). Як завжди, динамічний дисбаланс характерний для довгих роторів, таких як вали, а статичний - для вузьких. Однак, якщо вузький ротор встановлений з перекосом відносно осі, або, що ще гірше, деформований (так зване "колесо вихляння"), то в цьому випадку усунути динамічний дисбаланс буде складно (див. рис.4), за рахунок до того, що важко встановити коригувальні вантажі, які створюють правильний компенсуючий момент.

.

Рис.4 Динамічне балансування колеса, що коливається

.

.

Оскільки вузьке плече ротора створює короткий момент, це може вимагати застосування коригувальних вантажів великої маси. Але при цьому виникає додатковий так званий "наведений дисбаланс", пов'язаний з деформацією вузького ротора під впливом відцентрових сил від коригувальних мас.

Дивіться приклад:

" Методичні вказівки з балансування жорстких роторів" ISO 1940-1:2003 Механічна вібрація - Вимоги до якості балансування роторів у постійному (жорсткому) стані - Частина 1: Специфікація та перевірка допусків на балансування

.

Це помітно для вузьких коліс вентилятора, що, крім силового дисбалансу, впливає також на аеродинамічний дисбаланс. При цьому важливо враховувати, що аеродинамічний дисбаланс, фактично аеродинамічна сила, прямо пропорційна кутовій швидкості ротора, а для його компенсації використовується відцентрова сила коригувальної маси, яка пропорційна квадрату кутової швидкості. Тому ефект балансування може відбуватися тільки на певній частоті балансування. На інших швидкостях буде додатковий зазор. Те ж саме можна сказати про електромагнітні сили в електромагнітному двигуні, які також пропорційні кутовій швидкості. Іншими словами, неможливо усунути всі причини вібрації механізму будь-яким способом балансування.

.

.

.

.

.

.

.

.

Основи вібрації.

Вібрація - це реакція конструкції механізму на дію циклічної сили збудження. Ця сила може мати різну природу.

.

Величина коливань (наприклад, амплітуда AB) залежить не тільки від величини сили збудження Fз, що діє на механізм з круговою частотою ω, але й від жорсткості k конструкції механізму, його маси m та коефіцієнта демпфування C.

Для вимірювання вібрації та балансування механізмів можуть використовуватися різні типи датчиків:

- абсолютні датчики вібрації, призначені для вимірювання віброприскорення (акселерометри) та датчики віброшвидкості;

- датчики відносної вібрації вихрострумові або ємнісні, призначені для вимірювання вібрації.

У деяких випадках (коли це дозволяє конструкція механізму) для дослідження його вібраційної ваги можуть також використовуватися датчики сили.

Зокрема, вони широко використовуються для вимірювання вібраційної ваги опор балансувальних верстатів з жорсткими підшипниками.

.

Отже, вібрація - це реакція механізму на вплив зовнішніх сил. Величина вібрації залежить не тільки від величини сили, що діє на механізм, але і від жорсткості механізму. Дві сили однакової величини можуть призвести до різних вібрацій. У механізмах з жорсткою опорною конструкцією, навіть при невеликій вібрації, на підшипникові вузли можуть істотно впливати динамічні ваги. Тому при балансуванні механізмів з жорсткими опорами застосовують датчики сили і вібрації (віброакселерометри). Датчики вібрації використовуються тільки на механізмах з відносно податливими опорами, саме тоді, коли дія неврівноважених відцентрових сил призводить до помітної деформації опор і вібрації. Датчики сили використовуються в жорстких опорах навіть тоді, коли значні сили, що виникають внаслідок дисбалансу, не призводять до значної вібрації.

рис. 6. Встановлення датчиків під час балансування у двох площинах за допомогою Balanset-1
1,2-датчики вібрації, 3-фаза, 4- USB-вимірювальний блок, 5-ноутбук

.

.

У більшості випадків динамічне балансування проводять методом трьох пусків. Цей метод заснований на тому, що на ротор послідовно встановлюють пробні вантажі вже відомої маси в 1 і 2 площинах; таким чином, маси і місця установки балансувальних вантажів розраховуються за результатами зміни параметрів вібрації.

Місце встановлення вантажу називається корекцією літак. Зазвичай площини корекції вибираються в області підшипникових опор, на яких встановлений ротор.

Початкова вібрація вимірюється при першому запуску. Потім на ротор, ближче до однієї з опор, встановлюється пробний вантаж відомої маси. Потім виконується другий запуск, і ми вимірюємо параметри вібрації, які повинні змінитися через встановлення пробного вантажу. Потім пробний вантаж у першому літак знімається і встановлюється в другу літак. Виконується третій запуск і вимірюються параметри вібрації. Коли пробний вантаж знімається, програма автоматично розраховує масу і місця (кути) встановлення балансувальних вантажів.

Сенс встановлення тестових вантажів полягає в тому, щоб визначити, як система реагує на зміну дисбалансу. Коли ми знаємо маси і розташування пробних вантажів, програма може розрахувати так звані коефіцієнти впливу, що показують, як введення відомого дисбалансу впливає на параметри вібрації. Коефіцієнти впливу є характеристиками самої механічної системи і залежать від жорсткості опор і маси (інерційності) системи ротор-опори.

Для однотипних механізмів однакової конструкції коефіцієнти впливу будуть схожими. Їх можна зберегти в пам'яті комп'ютера і використовувати в подальшому для балансування однотипних механізмів без проведення тестових запусків, що значно підвищує ефективність балансування. Слід також зазначити, що маса тестових вантажів повинна бути підібрана таким чином, щоб параметри вібрації помітно змінювалися при встановленні тестових вантажів. В іншому випадку збільшується похибка розрахунку коефіцієнтів впливу і погіршується якість балансування.

1111 В інструкції до приладу Балансет-1 наведено формулу, за якою можна приблизно визначити масу наважки в залежності від маси і швидкості обертання зрівноваженого ротора. Як можна зрозуміти з рис. 1, відцентрова сила діє в радіальному напрямку, тобто перпендикулярно до осі ротора. Тому датчики вібрації слід встановлювати так, щоб їхня вісь чутливості також була спрямована в радіальному напрямку. Зазвичай жорсткість фундаменту в горизонтальному напрямку менша, тому вібрація в горизонтальному напрямку вища. Тому для підвищення чутливості датчики слід встановлювати так, щоб їхня вісь чутливості також була спрямована горизонтально. Хоча принципової різниці немає. Крім вібрації в радіальному напрямку, необхідно контролювати вібрацію в осьовому напрямку, вздовж осі обертання ротора. Ця вібрація зазвичай викликана не дисбалансом, а іншими причинами, в основному за рахунок до перекосу і неспіввісності валів, з'єднаних через муфту. Ця вібрація не усувається балансуванням, в цьому випадку необхідна центровка. На практиці зазвичай в таких механізмах спостерігається дисбаланс ротора і неспіввісність валів, що значно ускладнює завдання усунення вібрації. У таких випадках необхідно спочатку вирівняти, а потім збалансувати механізм. (Хоча при сильному дисбалансі крутного моменту вібрація виникає і в осьовому напрямку за рахунок до "скручування" конструкції фундаменту).

.

Критерії оцінки якості механізмів балансування.

.

Якість балансування ротора (механізмів) можна оцінити двома способами. Перший спосіб передбачає порівняння величини залишкового дисбалансу, визначеного під час балансування, з допуском на залишковий дисбаланс. Зазначені допуски для різних класів роторів встановлені в стандарті ISO 1940-1-2007. "Вібрація. Вимоги до якості балансування жорстких роторів. Частина 1. Визначення допустимого дисбалансу". 
Однак виконання цих допусків не може повністю гарантувати експлуатаційну надійність механізму, пов'язану з досягненням мінімального рівня вібрації. Це стосується за рахунок до того, що вібрація механізму визначається не тільки величиною сили, пов'язаної із залишковим дисбалансом його ротора, але і залежить від ряду інших параметрів, серед яких: жорсткість K конструктивних елементів механізму, його маса M, коефіцієнт демпфування, частота обертання. Тому для оцінки динамічних якостей механізму (в тому числі якості його балансування) в деяких випадках рекомендується оцінювати рівень залишкової вібрації механізму, який регламентується низкою стандартів. 
Найпоширенішим стандартом, що регламентує допустимі рівні вібрації механізмів, є ISO 10816-3:2009 Попередній перегляд Механічна вібрація - Оцінювання вібрації машин шляхом вимірювання на частинах, що не обертаються - Частина 3: Промислові машини з номінальною потужністю понад 15 кВт і номінальною швидкістю від 120 об/хв до 15 000 об/хв при вимірюванні на місці." 
З його допомогою можна встановлювати допуск на всіх типах верстатів, враховуючи потужність їх електроприводу. 
Окрім цього універсального стандарту, існує низка спеціалізованих стандартів, розроблених для конкретних типів механізмів. Наприклад, 
ISO 14694:2003 "Промислові вентилятори - Технічні вимоги до якості балансування та рівнів вібрації", 
ISO 7919-1-2002 "Вібрація машин без зворотно-поступального руху. Вимірювання на обертових валах та критерії оцінювання. Загальні настанови".