Hiểu về cân bằng một mặt phẳng
Định nghĩa: Cân bằng một mặt phẳng là gì?
Cân bằng mặt phẳng đơn là một cân bằng Quy trình trong đó sự mất cân bằng của rôto được hiệu chỉnh bằng cách thêm hoặc bớt khối lượng chỉ trong một mặt phẳng hướng tâm vuông góc với trục quay. Phương pháp này phù hợp khi sự mất cân bằng chủ yếu là tĩnh trong tự nhiên—có nghĩa là trọng tâm của rôto lệch khỏi trục quay, nhưng không có lực hoặc mômen đáng kể nào khiến rôto lắc lư.
Cân bằng mặt phẳng đơn là phương pháp cân bằng đơn giản và tiết kiệm nhất, chỉ cần một mặt phẳng hiệu chỉnh và thường chỉ có một trọng lượng thử nghiệm chạy để hoàn thành.
Khi nào nên sử dụng cân bằng một mặt phẳng
Cân bằng mặt phẳng đơn phù hợp với các loại rôto và điều kiện vận hành cụ thể:
1. Roto kiểu đĩa
Rotor có chiều dài trục (độ dày) nhỏ so với đường kính là ứng cử viên lý tưởng. Chúng thường được gọi là rotor "hẹp" hoặc "mỏng". Ví dụ bao gồm:
- Đá mài
- Lưỡi cưa tròn
- Cánh quạt hoặc quạt thổi một tầng
- Bánh đà
- Đĩa phanh
- Ròng rọc đơn
2. Roto cứng hoạt động dưới tốc độ tới hạn đầu tiên
Vì rôto cứng hoạt động tốt dưới mức đầu tiên của họ tốc độ tới hạn, Cân bằng một mặt phẳng có thể đủ ngay cả khi rotor có một số chiều dài trục. Điều quan trọng là rotor không bị uốn cong hoặc biến dạng đáng kể trong quá trình vận hành.
3. Khi mất cân bằng được biết là tĩnh
Nếu tình trạng mất cân bằng là do một nguồn cục bộ duy nhất gây ra—chẳng hạn như tích tụ vật liệu, mất cánh quạt hoặc lắp lệch tâm—và phép đo độ rung cho thấy chủ yếu là chuyển động cùng pha tại tất cả các vị trí ổ trục, thì cân bằng một mặt phẳng là phù hợp.
Quy trình cân bằng mặt phẳng đơn
Quy trình này tuân theo cách tiếp cận có hệ thống và đơn giản bằng phương pháp hệ số ảnh hưởng:
Bước 1: Đo lường ban đầu
Khi rôto hoạt động ở tốc độ bình thường, hãy đo và ghi lại vectơ rung động ban đầu (biên độ và pha) tại một hoặc nhiều vị trí ổ trục. Điều này thể hiện độ rung động do rôto ban đầu gây ra. mất cân bằng.
Bước 2: Đính kèm trọng lượng thử nghiệm
Dừng máy và gắn một thiết bị đã biết trọng lượng thử nghiệm ở vị trí góc thuận tiện (thường là 0°) trên mặt phẳng hiệu chỉnh đã chọn. Trọng lượng thử phải đủ lớn để tạo ra sự thay đổi đáng chú ý về độ rung—thường là 25-50% so với mức rung ban đầu.
Bước 3: Chạy thử
Khởi động lại máy và đo vectơ rung mới tại cùng vị trí. Phép đo này thể hiện tác động kết hợp của độ mất cân bằng ban đầu cộng với trọng lượng thử nghiệm.
Bước 4: Tính trọng số hiệu chỉnh
Công cụ cân bằng thực hiện phép cộng vectơ và tính toán influence coefficient. Sau đó, nó tính toán khối lượng chính xác và vị trí góc cho vĩnh viễn trọng lượng hiệu chỉnh điều đó sẽ giảm thiểu độ rung.
Bước 5: Cài đặt Sửa lỗi và Xác minh
Tháo quả cân thử, lắp quả cân hiệu chỉnh đã tính toán cố định (bằng cách thêm hoặc bớt khối lượng tại vị trí đã chỉ định) và vận hành máy để kiểm tra độ rung đã được giảm xuống mức chấp nhận được. Nếu cần, có thể thực hiện cân chỉnh để tinh chỉnh kết quả.
Ưu điểm của cân bằng một mặt phẳng
- Sự đơn giản: Chỉ cần một mặt phẳng hiệu chỉnh, giúp dễ triển khai và dễ hiểu hơn.
- Speed: Quy trình này thường chỉ cần chạy hai hoặc ba lần (khởi chạy, thử nghiệm và xác minh), giúp tiết kiệm thời gian và giảm thời gian ngừng hoạt động của máy.
- Tiết kiệm chi phí: Ít phép đo hơn và tính toán đơn giản hơn có nghĩa là chi phí lao động thấp hơn và thiết bị cân bằng ít tốn kém hơn.
- Khả năng tiếp cận: Nhiều vị trí trên rôto có thể được sử dụng để thêm trọng lượng hiệu chỉnh, mang lại sự linh hoạt về vị trí đặt trọng lượng.
Hạn chế và khi nào không nên sử dụng cân bằng một mặt phẳng
Cân bằng một mặt phẳng có những hạn chế quan trọng cần phải hiểu rõ:
1. Không thể khắc phục tình trạng mất cân bằng của cặp đôi
Nếu rotor có ý nghĩa cặp đôi mất cân bằng—khi lực mất cân bằng tồn tại ở các đầu đối diện của rôto nhưng ở các vị trí góc đối diện—cân bằng một mặt phẳng sẽ không hiệu quả. Điều kiện này yêu cầu dynamic balancing với sự điều chỉnh ở ít nhất hai mặt phẳng.
2. Không phù hợp với rô-tơ dài
Các rô-to có tỷ lệ chiều dài/đường kính lớn hơn khoảng 0,5 đến 1,0 thường cần cân bằng hai mặt phẳng. Ví dụ bao gồm phần ứng động cơ, trục bơm và rô-to quạt dài.
3. Không thể giảm rung động ở tất cả các ổ trục
Việc hiệu chỉnh một mặt phẳng được tối ưu hóa cho một vị trí ổ trục có thể không giảm đáng kể độ rung ở các vị trí ổ trục khác, đặc biệt nếu rôto dài hoặc hoạt động gần tốc độ tới hạn.
4. Không hiệu quả đối với rotor linh hoạt
Các rôto hoạt động trên tốc độ tới hạn đầu tiên của chúng sẽ bị uốn cong và cần có kỹ thuật cân bằng đa mặt phẳng để tính đến hình dạng chế độ của rôto.
Mối quan hệ với cân bằng tĩnh
Cân bằng mặt phẳng đơn có liên quan chặt chẽ đến cân bằng tĩnh. Trên thực tế, cân bằng một mặt phẳng được thực hiện trên máy quay về cơ bản là phép đo động lực học của sự mất cân bằng tĩnh. Cân bằng tĩnh có thể được thực hiện khi rô-to đứng yên (trên các cạnh dao hoặc con lăn), trong khi cân bằng một mặt phẳng được thực hiện khi rô-to quay, cho phép đo chính xác hơn trong điều kiện vận hành thực tế.
Ứng dụng và ngành công nghiệp điển hình
Cân bằng mặt phẳng đơn được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp cho các loại rôto phù hợp:
- Chế biến gỗ và gia công kim loại: Lưỡi cưa tròn, đá mài, đĩa cắt
- Hệ thống HVAC: Quạt ly tâm và quạt thổi một tầng
- Thiết bị nông nghiệp: Các thành phần máy gặt đập liên hợp, ròng rọc đơn
- Ô tô: Bánh đà, rôto phanh, puli đơn
- Xử lý vật liệu: Ròng rọc băng tải, con lăn dẫn hướng
Đối với những ứng dụng này, cân bằng một mặt phẳng mang lại sự cân bằng tối ưu giữa hiệu quả, tính đơn giản và chi phí, khiến nó trở thành kỹ thuật cơ bản trong lĩnh vực cân bằng rôto.