Hiểu về độ lệch tâm trong máy móc quay
TRONG động lực học rôto, sự lập dị là độ lệch xuyên tâm giữa tâm khối lượng của rôto (tâm trọng lực của nó) và tâm hình học của nó — tâm thực của trục của nó. Trong một rôto hoàn toàn cân bằng, hai tâm này sẽ trùng nhau, nhưng những khiếm khuyết trong sản xuất và mật độ vật liệu không đồng nhất đảm bảo rằng một số độ lệch tâm gần như luôn luôn còn lại. Khi một rôto lệch tâm quay, khối lượng lệch tâm tạo ra một lực ly tâm, và lực đó là nguyên nhân gốc của mất cân bằng rung động. Độ lệch tâm, nói cách khác, là hình học đằng sau hỏng hóc máy móc phổ biến nhất có.
1. Định nghĩa: Độ lệch tâm là gì?
Độ lệch tâm là một khoảng cách — thường là một vài micrômét — đo vuông góc với trục quay, tách biệt nơi khối lượng thực sự tập trung từ nơi trục quay. Vì nó là một tính chất về cách phân bố khối lượng chứ không phải cách bề mặt trông, độ lệch tâm khối lượng thực không thể nhìn thấy, và nó không thể được đọc bằng chỉ số trên rôto đứng yên. Nó chỉ thể hiện bản thân khi rôto quay và khối lượng lệch tâm bắt đầu phát lực hướng tâm ra ngoài mỗi vòng quay.
2. Mối quan hệ trực tiếp giữa độ lệch tâm và mất cân bằng
Độ lệch tâm và mất cân bằng là hai mặt của cùng một đồng tiền. Mất cân bằng là thước đo ảnh hưởng của độ lệch tâm ở một tốc độ nhất định; độ lệch tâm là nguyên nhân vật lý. Lượng mất cân bằng tỷ lệ thuận trực tiếp với khối lượng rotor’s và độ lệch tâm của nó:
Độ mất cân bằng (U) = Khối lượng (M) × Độ lệch tâm (e)
Công thức đơn giản này giải thích tại sao độ lệch tâm rất quan trọng. Lực ly tâm mà nó tạo ra tăng theo quảng trường tốc độ quay, do đó ngay cả một vài micromet độ lệch tâm trên một rotor nặng, tốc độ cao cũng có thể tạo ra một lực khổng lồ, gây ra rung động and rapid mòn ổ trục. Bạn có thể thấy lực tăng trưởng dốc như thế nào theo khối lượng, độ lệch tâm và tốc độ bằng cách sử dụng máy tính lực ly tâm từ máy tính mất cân bằng.
3. Các loại độ lệch tâm
Điều quan trọng là phân biệt giữa độ lệch tâm thực sự và các khuyết tật hình học liên quan thường bị nhầm lẫn với nó.
Độ Lệch Tâm Khối Lượng
Độ lệch tâm thực sự được định nghĩa ở trên — khoảng cách giữa tâm khối lượng và tâm hình học. Đây là nguyên nhân gây ra mất cân bằng và là mục tiêu của mọi quy trình cân bằng. Nó không thể được đo trực tiếp bằng chỉ báo số trên rotor đứng yên; nó chỉ xuất hiện động, như một lực quay một lần/quay một vòng có hướng (góc vị trí nặng) được tìm thấy từ giai đoạn của rung động 1×.
Độ lệch tâm hình học (Runout)
Độ lệch của bề mặt rotor so với hình tròn hoàn hảo — thước đo mức độ “không tròn” của trục hoặc rotor, còn được gọi là độ lệch cơ học. Một tập tin báo có thể hơi hình bầu dục, hoặc một ròng máy được phay không tâm trên trục của nó. Không giống như độ lệch tâm khối lượng, cái này can có thể được đo bằng chỉ báo số trong quá trình lăn chậm. Nó không đại diện trực tiếp cho mất cân bằng khối lượng, nhưng một dạng hình học lệch tâm rất thường xuyên góp phần vào nó. Khái niệm riêng biệt nhưng có liên quan chặt chẽ của độ lệch tâm rotor mô tả độ lệch hình học này trong bối cảnh của động cơ và khoảng cách lưỡng tính.
Độ lệch tâm điện
Không phải là một khuyết tật vật lý nào cả, mà là một hiện tượng đo lường đặc thù đối với các cảm biến không tiếp xúc đầu dò tiệm cận. Khi bề mặt trục thay đổi trong độ thẩm thấu từ tính hoặc độ dẫn điện, đầu dò trả về một tín hiệu sai lệch bắt chước runout hình học. Tiếng ồn này phải được đặc trưng hóa và trừ đi — thường qua bù cáp và trừ runout quay chậm — trong quá trình thử nghiệm động rotor, nếu không nó sẽ giả dạng như chuyển động trục thực sự.
4. Nguyên nhân gây ra độ lệch tâm
Độ lệch tâm khối lượng vào rotor thông qua nhiều con đường:
- Dung sai gia công: không có quá trình gia công, đúc hoặc lắp ráp nào hoàn hảo, do đó những lỗi nhỏ là không thể tránh khỏi.
- Mật độ vật liệu không đều: các chất tạp chất, khoảng trống hoặc độ xốp trong đúc hoặc锻造làm cho vật liệu không đồng nhất và làm dịch chuyển tâm khối lượng.
- Thiết kế không đối xứng: một số thành phần, chẳng hạn như trục khuỷu, về bản chất là không đối xứng.
- Lỗi lắp ráp: một ròng rọc hoặc vòng bi không được định tâm hoàn hảo trên trục tạo ra một khối lượng lệch tâm.
- Sự biến dạng nhiệt: sự nung nóng hoặc làm lạnh không đều có thể làm cong rotor, tạm thời làm dịch chuyển tâm khối lượng của nó — một cung nhiệt, thường được mô tả là một vectơ nhiệt vì cả kích thước và hướng của nó đều quan trọng.
5. Cách Khắc Phục Tính Lệch Tâm
Vì tính lệch tâm khối lượng là nguyên nhân của mất cân bằng, nó được khắc phục thông qua cân bằng. Bằng cách thêm hoặc loại bỏ một lượng nhỏ khối lượng, một kỹ thuật viên tạo ra một lực ly tâm đối kháng mà hiệu quả kéo đường trung tâm khối lượng của rotor trở lại hướng đường trung tâm hình học của nó, giảm thiểu lực tịnh và rung động kết quả. Trên một máy lắp ráp, điều này được thực hiện tại chỗ: một máy phân tích hai kênh di động như Balanset-1A đo biên độ 1× và pha trong các vòng bi của chính máy, tính toán bao nhiêu trọng lượng hiệu chỉnh để thêm vào và ở đâu, và xác minh mất cân bằng còn lại sau đó. Lưu ý rằng cân bằng hủy bỏ effect của tính lệch tâm; nó không di chuyển bề mặt hình học, do đó rotor có độ quỏng hình học lớn có thể cân bằng tốt nhưng vẫn có thể cọ xát hoặc đọc cao trên cảm biến tiêu cực.
