Giải thích về Cân bằng động (Cân bằng hai mặt phẳng)

Định nghĩa: Cân bằng động là gì?

Cân bằng động là một quy trình để hiệu chỉnh sự mất cân bằng trong rôto bằng cách thực hiện các hiệu chỉnh khối lượng ở mức tối thiểu hai mặt phẳng riêng biệt theo chiều dài của nó. Đây là hình thức cân bằng toàn diện nhất vì nó giải quyết đồng thời cả hai loại mất cân bằng: mất cân bằng tĩnh (hoặc lực) and cặp đôi mất cân bằng. Một rôto được cân bằng động sẽ không có xu hướng rung hoặc “lắc lư” khi chịu tác động của trọng lực hoặc chuyển động lắc lư khi quay.

Mất cân bằng tĩnh so với mất cân bằng động: Sự khác biệt chính

Để hiểu về cân bằng động, điều quan trọng là phải phân biệt giữa hai dạng mất cân bằng:

• Mất cân bằng tĩnh: Đây là tình trạng trọng tâm của rotor lệch khỏi trục quay. Nó hoạt động như một điểm nặng duy nhất. Hiện tượng này có thể được khắc phục bằng một vật nặng duy nhất trên một mặt phẳng và thậm chí có thể được phát hiện khi rotor đứng yên (ở trạng thái tĩnh).
• Cặp đôi mất cân bằng: Hiện tượng này xảy ra khi rotor có hai điểm nặng bằng nhau ở hai đầu đối diện, cách nhau 180°. Tình trạng này được cân bằng tĩnh (khi đứng yên, rotor sẽ không lăn đến điểm nặng), nhưng khi rotor quay, hai điểm nặng này tạo ra một lực quay, hay còn gọi là "cặp", khiến rotor lắc lư từ đầu này sang đầu kia. Sự mất cân bằng cặp này *chỉ* có thể được phát hiện khi rotor đang quay và *chỉ* có thể được khắc phục bằng cách đặt các vật nặng ở hai mặt phẳng khác nhau để tạo ra một cặp đối lập.

Mất cân bằng động, tình trạng phổ biến nhất trong máy móc thực tế, là sự kết hợp của cả mất cân bằng tĩnh và mất cân bằng cặp. Do đó, việc khắc phục tình trạng này đòi hỏi phải điều chỉnh ít nhất hai mặt phẳng, đó chính là bản chất của cân bằng động.

Khi nào cần cân bằng động?

Trong khi cân bằng một mặt phẳng (tĩnh) đủ cho các vật thể hẹp, hình đĩa thì cân bằng động là điều cần thiết cho hầu hết các rôto công nghiệp, đặc biệt là khi:

• Chiều dài của rotor có ý nghĩa quan trọng so với đường kính của nó. Một nguyên tắc chung là nếu chiều dài lớn hơn một nửa đường kính thì cần phải cân bằng động.
• Rotor hoạt động ở tốc độ cao. Tác động của sự mất cân bằng cặp đôi trở nên nghiêm trọng hơn nhiều khi tốc độ quay tăng lên.
• Khối lượng được phân bố không đều dọc theo chiều dài của rôto. Các thành phần như cánh bơm nhiều tầng hoặc phần ứng động cơ dài cần phải hiệu chỉnh hai mặt phẳng.
• Yêu cầu độ chính xác cao. Để đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng cân bằng nghiêm ngặt (ví dụ: G2.5 trở lên), cân bằng động gần như luôn luôn cần thiết.

Ví dụ về rôto luôn cần cân bằng động bao gồm phần ứng động cơ, quạt công nghiệp, tua bin, máy nén, trục dài và trục khuỷu.

Quy trình cân bằng hai mặt phẳng

Cân bằng động được thực hiện trên máy cân bằng hoặc tại hiện trường bằng máy phân tích rung động cầm tay. Quy trình này, thường sử dụng phương pháp hệ số ảnh hưởng, bao gồm:

1. Lần chạy đầu tiên: Đo độ rung ban đầu (biên độ và pha) tại cả hai vị trí ổ trục.
2. Lần chạy thử đầu tiên: Thêm trọng lượng thử nghiệm đã biết vào mặt phẳng hiệu chỉnh đầu tiên (Mặt phẳng 1) và đo phản ứng rung động mới tại cả hai ổ trục.
3. Lần chạy thử thứ hai: Tháo quả cân thử đầu tiên và thêm một quả cân thử mới vào mặt phẳng hiệu chỉnh thứ hai (Mặt phẳng 2). Đo lại phản ứng rung động ở cả hai ổ trục.
4. Tính toán: Từ ba lần chạy này, thiết bị cân bằng tính toán bốn "hệ số ảnh hưởng". Các hệ số này mô tả cách trọng lượng ở Mặt phẳng 1 ảnh hưởng đến độ rung tại cả hai ổ trục, và cách trọng lượng ở Mặt phẳng 2 ảnh hưởng đến độ rung tại cả hai ổ trục. Sử dụng thông tin này, thiết bị giải một loạt các phương trình đồng thời để xác định kích thước và vị trí chính xác của các trọng lượng hiệu chỉnh cần thiết cho cả hai mặt phẳng để loại bỏ sự mất cân bằng ban đầu.
5. Sửa chữa và xác minh: Các quả cân thử nghiệm được gỡ bỏ, các quả cân hiệu chỉnh cố định được tính toán được lắp vào cả hai mặt phẳng và lần chạy cuối cùng được thực hiện để xác nhận rằng độ rung đã được giảm xuống trong phạm vi dung sai đã chỉ định.

← Quay lại Mục lục chính