1. Introduction

Roto của máy móc nông nghiệp (trống đập lúa của máy gặt đập liên hợp, máy băm rơm, máy cắt cỏ quay, v.v.) quay với tốc độ cao và mang khối lượng đáng kể. Ngay cả một sự mất cân bằng nhỏ trong các rotor như vậy cũng có thể gây ra rung động mạnh, ảnh hưởng đến hoạt động của toàn bộ máy. Cân bằng rotor là một phần quan trọng trong việc bảo dưỡng máy gặt đập liên hợp và máy cắt cỏ, quyết định độ tin cậy và hiệu quả của thiết bị. Tuy nhiên, trên thực tế, khía cạnh này thường không được quan tâm đầy đủ. Do đó, các đơn vị không cân bằng sẽ dẫn đến hao mòn nhanh các bộ phận, hỏng hóc bất ngờ vào mùa cao điểm và thậm chí gây ra mối đe dọa về an toàn. Tài liệu này sẽ xem xét chi tiết lý do tại sao việc cân bằng rotor lại cần thiết như vậy, những đơn vị nào cần cân bằng, có những phương pháp cân bằng nào và thiết bị hiện đại Balanset-1A giúp giải quyết các vấn đề rung động như thế nào. Các ví dụ thực tế và tính toán kinh tế sẽ cho nông dân và người quản lý trang trại thấy rằng việc cân bằng đúng cách không phải là một khoản chi phí mà là khoản đầu tư cho hoạt động không bị gián đoạn và tuổi thọ lâu dài của thiết bị.

2. Sự mất cân bằng là gì và hậu quả của nó

Sự mất cân bằng rotor là sự phân bố không đều khối lượng so với trục quay. Nói cách khác, rotor có một mặt hoặc phần “nặng” gây ra rung động khi quay. Có hai loại mất cân bằng chính: tĩnh và động.

Sự mất cân bằng tĩnh xảy ra khi trọng tâm của rotor không trùng với trục quay của nó. Ví dụ, nếu rotor được treo tự do hoặc gắn trên lăng kính nằm ngang, nó sẽ quay với phần nặng hướng xuống. Để loại bỏ sự mất cân bằng như vậy, chỉ cần thêm hoặc bớt trọng lượng trên một mặt phẳng cho đến khi trọng tâm thẳng hàng với trục quay.

Sự mất cân bằng động phức tạp hơn: nó xảy ra khi các phần nặng nằm ở các đầu rotor khác nhau. Ở trạng thái tĩnh, rotor như vậy có thể trông cân bằng (các điểm nặng ở các đầu đối diện dường như bù trừ cho nhau), nhưng khi quay, lực ly tâm từ các phần này tác động ở các mặt phẳng khác nhau, gây ra rung động. Sự mất cân bằng động không thể loại bỏ bằng cách thêm trọng lượng vào một điểm – cần phải cân bằng ở hai mặt phẳng (ở mỗi đầu của rotor).

Hậu quả của sự mất cân bằng xuất hiện nhanh chóng và ảnh hưởng tiêu cực đến thiết bị. Rung động mạnh từ rotor không cân bằng dẫn đến tăng tải trọng động lên ổ trục và giá đỡ, khiến chúng bị hỏng sớm. Các thiết bị đáng lẽ phải tồn tại trong nhiều năm sẽ bị mòn chỉ trong vài tháng – ví dụ, ổ trục phải được thay thế sau mỗi 2-3 tháng.

Các bộ phận quay không cân bằng cũng gây ra mỏi kim loại trong khung và các bộ phận cố định: xuất hiện các vết nứt, bu lông bị lỏng và giá đỡ bị biến dạng. Sự tích tụ của các hư hỏng tiềm ẩn như vậy có thể dẫn đến sự cố nghiêm trọng đột ngột - ví dụ, phá hủy vỏ của một đơn vị hoặc tách rời một bộ phận quay.

Ngoài ra, rung động làm giảm hiệu suất và hiệu quả của máy. Một phần năng lượng bị lãng phí vào dao động thay vì công việc hữu ích. Người ta ước tính rằng thiết bị có thể mất tới 30% năng suất nếu cơ chế của nó không cân bằng. Một máy gặt đập liên hợp có trống rung đập và làm sạch ngũ cốc tệ hơn, và tổn thất mùa màng có thể tăng lên. Đối với người vận hành, rung động nghiêm trọng có nghĩa là giảm sự thoải mái và mệt mỏi; cabin ồn ào và các bộ phận nhỏ kêu lạch cạch.

Trong một số trường hợp, mất cân bằng cũng trở thành vấn đề an toàn: một mảnh nặng quay tròn (ví dụ, dao cắt rơm khi chốt bị gãy) gây nguy hiểm và rung động quá mức có thể khiến việc điều khiển máy móc trở nên khó khăn. Do đó, mất cân bằng không chỉ là rung động nhẹ mà còn là vấn đề nghiêm trọng dẫn đến tăng hao mòn, tai nạn, giảm hiệu quả và rủi ro cho con người.

3. Những bộ phận quay nào của máy gặt đập liên hợp và máy cắt cỏ cần được cân bằng

Hầu như tất cả các bộ phận quay trong máy gặt đập liên hợp và máy cắt cỏ quay, có khối lượng hoặc tốc độ quay đáng kể, đều cần cân bằng. Hãy xem xét các bộ phận quan trọng nhất:

Trống đập lúa của máy gặt đập liên hợp

Đây là rôto chính trong máy gặt đập liên hợp cổ điển, chịu trách nhiệm đập lúa. Trống thường có đường kính lớn, nặng hàng trăm kilôgam và quay với tốc độ cao (ví dụ: 500–1000 vòng/phút). Các nhà sản xuất cân bằng trống tại nhà máy, nhưng theo thời gian, sự cân bằng có thể bị mất do các thanh đập bị mòn, bám bẩn, thay thế bộ phận sau khi sửa chữa, v.v. Trống đập không cân bằng sẽ gây ra rung động truyền đến toàn bộ thân máy gặt đập liên hợp, làm tăng tốc độ mòn của ổ trục và khung. Các bộ phận lõm, thanh đập trống và dây đai truyền động bị ảnh hưởng đặc biệt. Việc cân bằng động thường xuyên của trống là cần thiết để máy gặt đập liên hợp hoạt động trơn tru và tuổi thọ cao (lưu ý rằng sau bất kỳ công việc nào với trống - thay thế thanh đập, sửa chữa trục - cần phải cân bằng lại).

Hệ thống đập và rotor của máy đập lúa

Trong máy gặt đập liên hợp, ngoài trống chính, còn có các bộ phận quay khác của thiết bị tách đập. Trong máy gặt đập liên hợp cổ điển, phía sau trống là một máy đập (trống ném) giúp tăng tốc độ truyền khối lượng đến máy kéo rơm – nó cũng quay với tốc độ cao và gây ra rung động khi mất cân bằng. Trong máy gặt đập liên hợp quay, thay vì trống, một rô-to chính dài (rô-to trục) được sử dụng, thực hiện cả chức năng đập và tách. Rô-to như vậy về cơ bản là một trục vít/trống dài cần cân bằng động quan trọng. Bất kỳ bộ phận nào trong số này (trống, máy đập, rô-to) đều phải được cân bằng cẩn thận, nếu không rung động sẽ làm giảm hiệu quả đập và có thể làm hỏng các bộ phận tốn kém (máy kéo rơm, sàng, ổ trục, v.v.).

Máy cắt rơm

Bộ phận này được lắp ở đầu ra của máy gặt đập liên hợp và dùng để băm và rải rơm. Roto của máy băm rơm thường là một trục hình trụ có các lưỡi dao quay hoặc búa. Nó quay rất nhanh (thường là 2500–4000 vòng/phút) để băm nhỏ rơm. Sự mất cân bằng của máy băm là một trong những nguyên nhân phổ biến gây ra rung động trong máy gặt đập liên hợp, vì các lưỡi dao có thể bị cùn theo thời gian, có trọng lượng khác nhau (ví dụ, nếu một số là mới và một số khác đã mòn), và đôi khi các lưỡi dao thậm chí bị gãy, dẫn đến khối lượng bị lệch nghiêm trọng. Ngoài ra, vỏ máy băm tương đối mỏng và có thể bị biến dạng. Máy băm rơm không cân bằng sẽ khiến phần sau của máy gặt đập liên hợp bị rung đáng kể; điều này dẫn đến gãy các mối nối, phá hủy ổ trục và thậm chí là vỡ chính vỏ máy băm. Máy băm rơm phải được cân bằng trong mỗi lần bảo dưỡng dao chính. Điểm đặc biệt của bộ phận này là do tính linh hoạt về cấu trúc (vỏ mỏng) nên cần chú ý đến việc không có vết nứt và buộc chặt đáng tin cậy tất cả các bộ phận trong quá trình cân bằng.

Máy cắt cỏ và máy nghiền quay

Loại máy cắt quay bao gồm máy nông nghiệp để cắt cỏ hoặc cắt tàn dư thực vật, trong đó các dụng cụ cắt quay. Bao gồm máy cắt cỏ trống và đĩa để cắt cỏ khô, máy cắt cỏ quay, máy cắt cỏ băm (trên các đơn vị gắn hoặc kéo). Bất kỳ máy cắt cỏ nào có trống/trục quay nhanh với các lưỡi dao đều dễ gặp sự cố mất cân bằng. Ví dụ, máy cắt cỏ hoặc máy cắt cỏ có trục lớn và nhiều lưỡi dao treo trục (như máy cắt rơm của máy gặt đập liên hợp). Khi thay thế lưỡi dao hoặc gặp vật lạ, rô-to này dễ mất cân bằng. Do đó, máy cắt cỏ bắt đầu rung, gây nguy hiểm cho bộ truyền động của máy kéo và cho chính khung của cốt liệu - các vết nứt xuất hiện trên vỏ và ổ trục đỡ bị hỏng. Việc cân bằng rô-to máy cắt cũng quan trọng như cân bằng máy gặt đập liên hợp. Cần lưu ý rằng các nỗ lực cân bằng trục máy cắt dài "bằng mắt" (tĩnh) thường không thành công - cần phải cân bằng động (xem phần Phương pháp cân bằng bên dưới). Kiểm tra và cân bằng thường xuyên máy cắt cỏ và máy nghiền giúp ngăn ngừa gãy dao, giảm độ rung, giúp máy kéo hoạt động trơn tru hơn và kéo dài tuổi thọ của toàn bộ thiết bị.

Các đơn vị khác

Các bộ phận quay khác mà việc cân bằng giúp cải thiện hiệu suất bao gồm, ví dụ, quạt và máy ly tâm trong thiết bị. Máy gặt đập liên hợp có quạt làm sạch ngũ cốc quay với tốc độ cao – bụi bám hoặc lưỡi cong gây mất cân bằng, làm giảm hiệu quả làm sạch và phá hủy ổ trục quạt. Ngoài ra, bộ rải trấu và rơm (đĩa hoặc lưỡi, được lắp phía sau máy băm) cần được cân bằng – thường là một cặp đĩa có lưỡi, sự mất cân bằng của chúng gây ra rung động cho thân máy gặt đập liên hợp. Trong thiết bị chế biến ngũ cốc – trục vít, trống nghiền, rôto máy ly tâm – việc cân bằng cũng là bắt buộc, mặc dù chúng vượt ra ngoài phạm vi của chủ đề đang xem xét. Nguyên tắc chính: bất kỳ bộ phận lớn nào quay với tốc độ cao đều phải được cân bằng. Điều này áp dụng cho cả các bộ phận mới (cân bằng tại nhà máy) và đặc biệt là các bộ phận sau khi sửa chữa hoặc vận hành lâu dài. Việc bỏ qua việc cân bằng một bộ phận như vậy sớm hay muộn cũng dẫn đến các vấn đề được mô tả ở trên.

4. Phương pháp cân bằng rotor

Có một số cách tiếp cận để cân bằng rotor, khác nhau về điều kiện thực hiện, độ chính xác và thiết bị cần thiết. Hãy cùng xem xét các phương pháp chính, ưu điểm và nhược điểm của chúng:

Cân bằng nhà máy

Hầu như tất cả các nhà sản xuất máy gặt đập liên hợp và máy cắt cỏ đều cân bằng các bộ phận quay chính tại nhà máy. Các máy cân bằng chuyên dụng được sử dụng, nơi lắp trống hoặc rôto, và với sự trợ giúp của các cảm biến nhạy và trọng lượng thử nghiệm, sự mất cân bằng được xác định. Sau đó, trọng lượng cân bằng được thêm vào rôto (ví dụ, các tấm được vặn vào, các vòng đệm được hàn hoặc các lỗ nhỏ được khoan ở các khu vực nặng để làm nhẹ). Việc cân bằng tại nhà máy đảm bảo rằng các bộ phận mới đáp ứng được các dung sai rung động nghiêm ngặt. Ưu điểm: độ chính xác cao, sử dụng thiết bị cố định và kiểm soát chất lượng. Nhược điểm: sự mất cân bằng có thể xảy ra một lần nữa trong quá trình vận hành (ví dụ, do hao mòn hoặc sửa chữa) và tại hiện trường, không có khả năng có máy móc trong nhà máy.

Cân bằng tĩnh (tại chỗ không cần thiết bị)

Đây là phương pháp đơn giản nhất, thường được nông dân sử dụng theo “cách cũ”. Rotor được tháo ra và đặt trên lăng kính hoặc treo trên một trục, cho phép nó quay tự do dưới tác dụng của trọng lực. Mặt nặng quay xuống dưới, sau đó trọng lượng được thêm vào mặt đối diện (hoặc loại bỏ khỏi mặt nặng, nếu có thể). Điều này được lặp lại cho đến khi rotor vẫn ở bất kỳ vị trí nào mà không tự quay – một dấu hiệu cho thấy trọng tâm trùng với trục quay.

Cân bằng tĩnh có thể cân bằng đĩa hoặc trống ngắn khi sự mất cân bằng chủ yếu tập trung ở một mặt phẳng. Ưu điểm của phương pháp này: Sự đơn giản, không cần những thiết bị đắt tiền – một giá đỡ tạm thời là đủ. Nhược điểm: nó không loại bỏ mất cân bằng động (mô men). Đối với rôto dài (chiều dài lớn hơn nhiều so với đường kính), cân bằng tĩnh là không đủ. Ví dụ, trục máy cắt cỏ quay có thể có hai phần nặng ở hai đầu đối diện; về mặt tĩnh, chúng bù trừ lẫn nhau và rôto có vẻ cân bằng trên lăng kính, nhưng ở tốc độ làm việc, rung động mạnh sẽ xảy ra. Do đó, cân bằng tĩnh chỉ có thể áp dụng cho các bộ phận tương đối nhỏ và hẹp (ròng rọc, bánh đà) và đối với rôto dài của máy nông nghiệp, nó không hiệu quả.

Cân bằng động trên máy

Phương pháp này bao gồm việc cân bằng rôto tại các xưởng chuyên dụng hoặc trung tâm dịch vụ có máy cân bằng. Rôto (ví dụ, trống máy gặt đập liên hợp) được tháo ra khỏi máy và lắp vào máy, tại đó rôto được quay với tốc độ nhất định. Các cảm biến của máy đo độ rung và pha mất cân bằng, cho phép xác định khối lượng và vị trí cần thêm (hoặc loại bỏ) để bù trừ. Cân bằng động được thực hiện ở ít nhất hai mặt phẳng hiệu chỉnh (ở hai đầu của rôto) – điều này loại bỏ cả mất cân bằng tĩnh và động (mô men).

Phương pháp thử nghiệm trọng lượng thường được sử dụng: đầu tiên, một trọng lượng đã biết được gắn vào các vị trí thử nghiệm, đo sự thay đổi độ rung và dựa trên những thay đổi này, chương trình tính toán khối lượng hiệu chỉnh cần thiết. Sau đó, trọng lượng được cố định trên rôto (ví dụ, bằng bu lông hoặc hàn) ở những vị trí được chỉ định và độ rung được kiểm tra lại. Thuận lợi: độ chính xác cao của cân bằng động – có thể đạt được độ rung động dư tối thiểu theo các tiêu chuẩn (GOST, ISO, v.v.). Các chuyên gia cũng thường chẩn đoán tình trạng của rôto đồng thời – xác định độ lệch trục, độ cong, vết nứt – và có thể giải quyết ngay các vấn đề này trước khi cân bằng. Nhược điểm: nhu cầu tháo rời hoàn toàn rotor và chuyển đến xưởng, điều này không phải lúc nào cũng có thể thực hiện ngay. Trong thời gian thu hoạch cao điểm, việc tháo trống đập lúa hoặc trục máy nghiền có thể tốn nhiều công sức và khiến thiết bị ngừng hoạt động trong nhiều ngày. Ngoài ra, cần có dịch vụ gần đó có máy cân bằng phù hợp với kích thước và trọng lượng của rotor.

Cân bằng tại chỗ

Đây là một phương pháp hiện đại và rất tiện lợi, trong đó rotor được cân bằng trực tiếp trên máy mà không cần tháo rời hoàn toàn. Nó được thực hiện bằng cách sử dụng các thiết bị cân bằng động di động. Các thiết bị như vậy (ví dụ, Balanset-1A, được trình bày chi tiết trong phần tiếp theo) bao gồm các cảm biến rung và máy đo tốc độ, được gắn vào vỏ ổ trục của rotor và một đơn vị điện tử có máy tính để phân tích độ rung.

Quy trình này tương tự như cân bằng trên máy: rôto được quay bằng bộ truyền động tiêu chuẩn của máy (ví dụ, từ động cơ kết hợp hoặc PTO máy kéo nếu đó là máy cắt cỏ), thiết bị đo biên độ rung và pha, sau đó sử dụng trọng lượng thử nghiệm, sự mất cân bằng được tính toán và các vị trí để cân chỉnh được chỉ ra. Cân bằng "tại chỗ" cho phép loại bỏ chính xác sự mất cân bằng có trong điều kiện lắp ráp thực tế - mọi thứ đều được xem xét, bao gồm khớp nối, dao, bu lông, cũng ảnh hưởng đến sự cân bằng. Ưu điểm của phương pháp này: tháo lắp tối thiểu, tiết kiệm thời gian – thường thì thiết bị cân bằng cho phép cân bằng, ví dụ, máy băm rơm trong một hoặc hai giờ ngay tại trang trại, trong khi mang nó đến nhà máy sẽ mất nhiều ngày. Các rôto lớn, khó tháo rời và vận chuyển, có thể được cân bằng. Phương pháp này dễ tiếp cận – chỉ cần có thiết bị hoặc mời một chuyên gia đến cùng. Nhược điểm: Cần phải thận trọng và có biện pháp phòng ngừa an toàn (cân bằng rôto tại chỗ, khu vực làm việc cần được rào lại). Độ chính xác phần nào phụ thuộc vào trình độ của người vận hành, mặc dù các thiết bị hiện đại khá dễ sử dụng. Nhìn chung, cân bằng động trong ổ trục của chính nó hiện được công nhận là giải pháp tối ưu cho máy móc nông nghiệp lớn – nó cung cấp khả năng cân bằng gần như chất lượng tại nhà máy mà không cần thời gian ngừng hoạt động của thiết bị kéo dài.

So sánh các phương pháp

Tóm lại, cân bằng tĩnh chỉ phù hợp với những trường hợp đơn giản nhất với rôto hẹp và không giải quyết được vấn đề rung động của ngay cả rôto có chiều rộng vừa phải. Cân bằng động là cách duy nhất đáng tin cậy để loại bỏ mọi loại mất cân bằng trên rôto tốc độ cao. Cân bằng trong điều kiện xưởng dịch vụ đảm bảo độ chính xác cao nhưng liên quan đến thời gian chết và hậu cần. Cân bằng tại chỗ di động cho phép nhanh chóng đưa thiết bị trở lại hoạt động và đủ chính xác cho hầu hết các nhiệm vụ. Cách tiếp cận tốt nhất cho một trang trại là cân bằng phòng ngừa thường xuyên: kiểm tra và cân bằng rôto trước khi rung động dẫn đến hỏng hóc. Ví dụ, sau khi thay dao trên máy băm hoặc sửa chữa trống, bạn nên cân bằng động ngay lập tức, không nên đợi đến khi xuất hiện độ lệch lớn. Tiếp theo, chúng ta sẽ xem xét chi tiết hơn về công nghệ cân bằng tại chỗ bằng thiết bị Balanset-1A hiện đại.

5. Cân bằng sử dụng thiết bị Balanset-1A

Balanset-1A là một máy cân bằng rung động cầm tay được thiết kế riêng để cân bằng động của rôto trực tiếp tại nơi vận hành của chúng. Thiết bị cho phép cân bằng trên một mặt phẳng (tĩnh) cũng như trên hai mặt phẳng (động hoàn toàn) cho nhiều loại thiết bị. Nó bao gồm một bộ cảm biến và một mô-đun điện tử được kết nối với máy tính xách tay: bộ dụng cụ bao gồm hai cảm biến rung (gia tốc kế) để đo độ rung của rôto, một cảm biến đo tốc độ quang học để đọc số vòng quay và vị trí góc, một khối giao diện (máy phân tích rung động) và phần mềm. Toàn bộ bộ dụng cụ nặng vài kg và được đặt trong một hộp nhỏ, giúp dễ dàng vận chuyển trực tiếp từ trang trại này sang trang trại khác. Ngay cả một kỹ sư không có kiến thức sâu về chẩn đoán rung động cũng có thể sử dụng Balanset-1A: thiết bị và phần mềm tự động hóa quá trình đo lường và tính toán, cung cấp lời nhắc rõ ràng cho người dùng. Triết lý chính của một thiết bị như vậy là nhân viên trang trại có thể cân bằng rôto tại chỗ mà không cần đào tạo dài dòng và chi phí quá cao.

Quá trình cân bằng sử dụng Balanset-1A như sau. Đầu tiên, rôto được chuẩn bị: an toàn là trên hết – rôto được làm sạch bụi bẩn và rơm, và kiểm tra xem tất cả các lưỡi dao hoặc búa đều còn nguyên vẹn và có thể quay tự do (đặc biệt là trong máy cắt rơm, nơi một con dao bị kẹt có thể gây mất cân bằng theo định kỳ) và bất kỳ phụ kiện lạ nào đều được loại bỏ (ví dụ, bộ tản nhiệt nếu chúng cản trở). Sau đó, các cảm biến rung được lắp trên vỏ gần giá đỡ rôto – thường vuông góc với trục quay, ở mỗi đầu của vỏ nơi đặt ổ trục. Một dấu phản quang nhỏ được gắn vào rôto (ví dụ, trên puli) và một cảm biến quang học (máy đo tốc độ) được đặt đối diện với nó trên một giá đỡ từ tính. Tất cả các cảm biến được kết nối với khối Balanset-1A, sau đó được kết nối với máy tính xách tay có chương trình cân bằng. Sau đó, người vận hành thiết lập các thông số trong chương trình: chế độ cân bằng được chọn (thường là hai mặt phẳng đối với rôto dài) và các đặc điểm của trọng lượng thử nghiệm (khối lượng và bán kính lắp đặt) được nhập vào. Bây giờ rôto có thể được khởi động – bằng cách khởi động động cơ máy gặt đập liên hợp ở tốc độ máy tuốt lúa cần thiết, hoặc bằng cách kích hoạt PTO máy kéo cho máy cắt cỏ, hoặc sử dụng động cơ điện nếu rôto được tháo ra và lắp trên các giá đỡ cố định. Trong lần chạy đầu tiên, thiết bị đo mức rung ban đầu: biên độ (tính bằng mm/giây) và pha mất cân bằng tại mỗi cảm biến. Các giá trị này được lưu dưới dạng đường cơ sở.

Bước tiếp theo là lắp đặt các quả cân thử nghiệm. Sau khi dừng quay của rô-to, người vận hành cố định một quả cân nhỏ đã chuẩn bị trước (ví dụ, một tấm kim loại hoặc một số vòng đệm) trên rô-to ở mặt phẳng đầu tiên – gần một đầu của rô-to nơi lắp đặt cảm biến số 1. Sau đó, rô-to được quay lại tốc độ vận hành và thiết bị ghi lại các thông số rung động mới. Nếu sự thay đổi về biên độ và pha đủ đáng kể (thường cần ít nhất một sự thay đổi 20% để tính toán chính xác), quá trình sẽ tiếp tục.

Sau đó, trọng lượng thử nghiệm được tháo ra và định vị lại ở mặt phẳng thứ hai – ở đầu kia của rôto – và quá trình đo lường được lặp lại.

Kết quả là, chương trình nhận được dữ liệu về ảnh hưởng của trọng lượng đã biết đến sự mất cân bằng ở mỗi mặt phẳng. Thuật toán của thiết bị phân tích ba tập dữ liệu (không có trọng lượng, có trọng lượng trên mặt phẳng A, có trọng lượng trên mặt phẳng B) và tính toán các thông số cân bằng tối ưu. Người vận hành nhận được các khuyến nghị trên màn hình: khối lượng trọng lượng hiệu chỉnh cần được thêm vào mỗi mặt phẳng và ở vị trí góc nào so với điểm lắp đặt trọng lượng thử nghiệm.

Hình 7.37. Kết quả tính toán trọng số hiệu chỉnh – vị trí tự do. Sơ đồ cực

Hình 7.37. Kết quả tính toán trọng số hiệu chỉnh – vị trí tự do.
Polar diagram

Ví dụ, có thể tính toán rằng cần thêm 169 gam vào đầu bên trái của rôto theo góc 194° và 250 gam vào đầu bên phải theo góc 358° tính từ điểm lắp đặt quả cân thử.

Tiếp theo, các quả cân hiệu chỉnh được lắp đặt: thiết bị gợi ý chính xác vị trí gắn quả cân. Thông thường, các tấm kim loại/vòng đệm có trọng lượng cần thiết được vặn hoặc hàn vào. Nếu rôto có bu lông đặc biệt hoặc mặt bích đục lỗ ở các cạnh, thì quả cân sẽ được gắn vào chúng (nhiều máy gặt đập liên hợp ban đầu có lỗ ở đầu tang trống để cân bằng). Trong điều kiện thực địa, một bộ vòng đệm thép có đường kính khác nhau thường được sử dụng làm quả cân tiện lợi có thể vặn vào bu lông lắp dao hoặc các bộ phận rôto khác.

Sau khi lắp các trọng lượng đã tính toán, một lần chạy thử được tiến hành: rôto được quay lại tốc độ vận hành và các chỉ số rung động được ghi lại. Nếu quá trình cân bằng được thực hiện đúng cách, mức độ rung động giảm mạnh và nằm trong giới hạn cho phép (thường thì tốc độ rung động giảm xuống còn vài mm/giây). Ví dụ, thiết bị có thể hiển thị rằng độ rung động còn lại là 1–2 mm/giây – một kết quả tuyệt vời cho máy móc nông nghiệp. Nếu độ rung động vẫn vượt quá giới hạn cho phép, chương trình có thể đề xuất thêm các trọng lượng nhỏ – chúng được thêm vào và kiểm tra lại cho đến khi đạt được kết quả thỏa đáng.

Đối với rôto mất cân bằng nghiêm trọng, đôi khi cân bằng nhiều bước được sử dụng: đầu tiên, cân bằng ở tốc độ giảm, sau đó lặp lại quy trình ở tốc độ cao hơn, v.v. cho đến khi đạt tốc độ vận hành. Điều này là cần thiết nếu việc quay rôto ngay lập tức ở trạng thái mất cân bằng cao là nguy hiểm – từng bước, rung động chính được loại bỏ, sau đó đưa nó đến trạng thái lý tưởng ở tốc độ quay tối đa.

Trên thực tế, việc sử dụng Balanset-1A đã giúp nhiều trang trại đối phó với các rung động phức tạp. Ví dụ, chủ sở hữu máy băm quay thường cố gắng cân bằng rôto bằng các phương pháp tự chế, đặt rôto trên lăng kính (cân bằng tĩnh) nhưng không thành công - rung động vẫn còn. Với sự trợ giúp của thiết bị di động, có thể loại bỏ hoàn toàn các rung động: sau khi lắp trọng lượng hiệu chỉnh, hoạt động của máy băm trở nên trơn tru và tiếng ồn và rung lắc cản trở người lái máy kéo làm việc trong thời gian dài đã biến mất. Một tình huống tương tự cũng xảy ra với máy gặt đập liên hợp: nếu mất cân bằng sau khi thay thế các lưỡi dao trong máy băm rơm, người nông dân không cần phải tháo rời toàn bộ máy băm mà có thể cân bằng trực tiếp trên máy gặt đập liên hợp trong vài giờ. Một ví dụ thực tế là việc cân bằng máy băm trên máy gặt đập liên hợp Claas: sau mùa gặt, một trong những chiếc búa bị mất và rôto bắt đầu rung mạnh. Thiết bị cho thấy tốc độ rung khoảng 15–17 mm/giây (có thể nhận thấy trên khung). Bằng cách cố định hai bộ vòng đệm có tổng khối lượng khoảng 90 gam ở hai đầu đối diện của rôto, độ rung đã giảm xuống dưới 2 mm/giây. Máy gặt đập liên hợp tiếp tục hoạt động mà không có nguy cơ làm hỏng ổ trục của máy băm. Trong hình bên dưới, các vòng đệm cân bằng được lắp trên rôto máy băm rơm sau quy trình như vậy được đánh dấu màu xanh lá cây. Chúng được vặn vào hai đầu của rôto đối diện với điểm "nặng" trước đó. Nhờ đó, chuyển động quay của rôto trở nên đồng đều.

Ưu điểm của việc cân bằng với Balanset-1A

Tốc độ và khả năng di chuyển: Thiết bị có thể được mang trực tiếp đến cánh đồng hoặc nhà chứa máy bay, loại bỏ nhu cầu vận chuyển các đơn vị nặng đến xưởng. Ngay cả một chiếc trống lớn cũng có thể được cân bằng trong ổ trục của riêng nó trên máy gặt đập liên hợp. Trong mùa thu hoạch, điều này đặc biệt có giá trị – giảm thiểu thời gian chết của thiết bị.
Độ chính xác và tính hoàn thiện của việc cân bằng: Nhờ phân tích hai mặt phẳng, sự mất cân bằng động được loại bỏ, điều mà không thể đạt được "bằng mắt". Kết quả tương đương với tiêu chuẩn của nhà máy: độ rung được giảm xuống mức mà các tác động có hại lên các thành phần biến mất. Thiết bị chỉ ra vị trí và trọng lượng chính xác của tải, loại bỏ sự phỏng đoán.
Khả năng tiếp cận của nhân viên: Các thiết bị hiện đại không yêu cầu đào tạo chuyên sâu. Giao diện phần mềm Balanset-1A trực quan và các phép tính được tự động hóa. Một chuyên gia trang trại, sau khi đào tạo ngắn, có thể thực hiện cân bằng độc lập, mà không cần sự tham gia của các tổ chức bên ngoài.
Versatility: Bộ Balanset-1A tương tự phù hợp với nhiều nhiệm vụ: từ cân bằng máy băm rơm và quạt máy gặt đập liên hợp đến rôto máy băm gỗ hoặc động cơ điện. Đây là một khoản đầu tư có lợi nhuận cho một doanh nghiệp nông nghiệp lớn với nhiều thiết bị đa dạng.

6. Lợi ích kinh tế của việc cân bằng

Cân bằng rotor thường xuyên là khoản đầu tư có lợi nhuận trong thời gian ngắn bằng cách giảm chi phí và tăng hiệu quả. Hãy cùng xem xét những lợi ích kinh tế chính:

Giảm chi phí sửa chữa và bảo trì. Như đã lưu ý, sự mất cân bằng làm giảm đáng kể tuổi thọ của ổ trục và các bộ phận khác. Nếu rôto mất cân bằng, trang trại phải thường xuyên thay thế ổ trục, trục, dây đai, v.v. Những chi phí trực tiếp này rất lớn: ví dụ, một bộ ổ trục cho một trống lớn cộng với công việc thay thế có thể tốn hàng trăm đô la hoặc euro và nếu được thực hiện sau mỗi vài tháng, nó sẽ tăng lên đáng kể trong suốt mùa giải. Việc cân bằng loại bỏ nguyên nhân gốc rễ - độ rung - do đó kéo dài tuổi thọ của các bộ phận. Vòng bi sẽ tồn tại trong nhiều năm, khung sẽ không bị nứt và dao sẽ không bị gãy do tải trọng va chạm. Tiết kiệm được chi phí phụ tùng thay thế là điều hiển nhiên. Hơn nữa, việc cân bằng thường xác định và giải quyết các vấn đề tiềm ẩn (nứt, chốt lỏng), ngăn ngừa các tai nạn nghiêm trọng. Việc cân bằng kịp thời có thể ngăn ngừa sự cố hỏng hóc lớn có thể gây thiệt hại hàng trăm nghìn rúp.
Giảm thiểu thời gian chết và bảo quản sản phẩm thu hoạch. Sự cố máy gặt đập liên hợp vào thời điểm cao điểm của vụ thu hoạch có thể dẫn đến mất mùa, bỏ lỡ cơ hội do thu hoạch chậm trễ và chi phí sửa chữa khẩn cấp. Roto không cân bằng là mối nguy hiểm tiềm ẩn có thể xảy ra vào thời điểm không thích hợp nhất (ví dụ, ổ trục máy đập lúa bị hỏng và máy gặt đập liên hợp dừng lại). Bằng cách bảo dưỡng và cân bằng kịp thời các đơn vị rotor, nông dân tránh được thời gian ngừng hoạt động khẩn cấp. Thiết bị hoạt động đáng tin cậy trong những giai đoạn quan trọng nhất. Ngay cả khi sử dụng dịch vụ cân bằng di động (có chi phí nhất định), thì vẫn rẻ hơn nhiều so với việc giữ lại một máy gặt đập liên hợp dự phòng hoặc mất một phần vụ thu hoạch do sự cố.
Tăng hiệu quả công việc và tiết kiệm nhiên liệu. Các cơ chế cân bằng hoạt động trơn tru hơn và với ít tải hơn. Điều này có nghĩa là năng lượng động cơ được sử dụng tối đa cho công việc hữu ích - đập, cắt, băm nhỏ - thay vì giảm rung động và tiếng ồn. Trên khắp trang trại, điều này có tác dụng đáng chú ý: giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và năng lượng cụ thể trên mỗi tấn ngũ cốc hoặc thức ăn đã chế biến. Khó có thể đạt được con số chính xác nếu không có phép đo, nhưng ngay cả khi tiết kiệm được 2–5% nhiên liệu cho máy gặt đập liên hợp và máy kéo lớn trong một mùa cũng sẽ tiết kiệm được hàng chục lít, giúp tiết kiệm tiền. Ngoài ra, người vận hành có thể làm việc ở tốc độ tối ưu tối đa mà không sợ làm hỏng máy, hoàn thành công việc nhanh hơn. Gián tiếp, việc cân bằng cũng ảnh hưởng đến chất lượng công việc: máy gặt đập liên hợp hoạt động trơn tru sẽ đập và làm sạch ngũ cốc tốt hơn, ít làm hỏng ngũ cốc hơn và ít thất thoát hơn, điều này cũng mang lại lợi ích về mặt kinh tế (năng suất có thể bán được nhiều hơn).
Kéo dài tuổi thọ thiết bị. Rung động là kẻ thù số một của máy móc, dần dần “giết chết” máy móc. Một máy gặt đập liên hợp hoặc máy cắt cỏ không có rung động quá mức sẽ có tuổi thọ dài hơn tuổi thọ tiêu chuẩn của nó, trì hoãn nhu cầu nâng cấp đội xe tốn kém. Mua một máy gặt đập liên hợp mới là một khoản đầu tư vốn lớn và việc tối đa hóa việc sử dụng những gì đã mua là điều hợp lý. Cân bằng là một hoạt động tương đối rẻ tiền giúp kéo dài đáng kể tuổi thọ của rô-to và do đó là toàn bộ thiết bị. Ngay cả những máy móc lỗi thời, nếu được chăm sóc đúng cách, vẫn có thể vận hành thành công, duy trì chức năng.
Được hưởng lợi khi sở hữu thiết bị cân bằng. Đối với các trang trại nông nghiệp lớn và các doanh nghiệp dịch vụ, việc mua riêng máy cân bằng di động như Balanset-1A là khả thi về mặt kinh tế. Chi phí của nó tương đương với giá của một bộ lốp máy kéo và nó liên tục mang lại lợi ích. Sau khi tiết kiệm được một số ổ trục và ngăn ngừa tai nạn, thiết bị sẽ tự hoàn trả toàn bộ chi phí. Ngoài ra, nó chỉ tiết kiệm và độc lập: không cần gọi các chuyên gia bên ngoài đắt tiền, mọi công việc đều được thực hiện độc lập và có kế hoạch. Đối với những người nông dân nhỏ hơn, có tùy chọn hợp tác: cùng nhau mua một thiết bị cho nhiều trang trại hoặc thu hút các đội lưu động có thiết bị như vậy khi cần.

Nói một cách đơn giản, cân bằng loại bỏ các khoản lỗ ẩn. Các khoản tiền đầu tư vào nó sẽ được hoàn trả thông qua: chi phí sửa chữa giảm, không có thời gian ngừng hoạt động bắt buộc, hoạt động hiệu quả hơn và tuổi thọ thiết bị. Điều này đặc biệt quan trọng trong điều kiện lợi nhuận của kinh doanh nông nghiệp phụ thuộc vào lịch trình rõ ràng về công việc thực địa và tối ưu hóa chi phí.

7. Kết luận

Cân bằng rôto của máy gặt đập liên hợp và máy cắt cỏ là điều kiện tiên quyết để máy móc nông nghiệp hoạt động đáng tin cậy và an toàn. Trong suốt bài viết, chúng ta đã thấy rằng mất cân bằng, dù là tĩnh hay động, đều dẫn đến hậu quả tiêu cực nghiêm trọng: từ việc ổ trục và các bộ phận bị mòn nghiêm trọng đến tai nạn và giảm năng suất. Việc cân bằng thường xuyên các bộ phận chính (trống đập lúa, máy băm rơm, rôto máy cắt cỏ, v.v.) giúp tránh những vấn đề này. Có nhiều phương pháp khác nhau – từ cân bằng tĩnh đơn giản đến cân bằng động có độ chính xác cao. Kết quả tốt nhất đạt được bằng cân bằng động và các thiết bị hiện đại như Balanset-1A giúp cân bằng ngay tại cánh đồng mà không cần thời gian chết dài. Kết luận rất đơn giản: bằng cách tiết kiệm thời gian cân bằng, chúng ta sẽ mất nhiều thời gian hơn cho việc sửa chữa và thời gian chết.

Do đó, nên đưa kiểm tra cân bằng vào lịch bảo dưỡng thiết bị thường xuyên. Ví dụ, trước mùa thu hoạch, hãy kiểm tra cân bằng của trống và máy băm; khi chuẩn bị máy cắt cỏ để cắt cỏ khô, hãy đảm bảo không có rung động rôto, v.v. Nếu nhận thấy các dấu hiệu mất cân bằng (rung động, tiếng ồn, lưỡi dao mòn không đều, ổ trục thường xuyên bị hỏng), đừng trì hoãn - hãy tiến hành chẩn đoán rung động và cân bằng. Việc cân bằng rôto thường xuyên sẽ mang lại hiệu quả hoàn toàn: thiết bị hoạt động trơn tru và hiệu quả, ít hỏng hóc hơn, bền hơn và người vận hành làm việc trong điều kiện thoải mái hơn. Nông dân và các doanh nghiệp kinh doanh nông nghiệp nên áp dụng các phương pháp cân bằng - cho dù đó là thiết bị của riêng họ hay các dịch vụ chuyên dụng - và sau đó rung động sẽ chuyển từ kẻ thù thành yếu tố có thể kiểm soát được. Bằng cách giữ cho rôto cân bằng, bạn đặt nền tảng cho hoạt động lâu dài và thành công của đội máy móc của mình.

Devices

1. Introduction

2. Sự mất cân bằng là gì và hậu quả của nó