Hiểu về cân bằng tại chỗ
Định nghĩa: Cân bằng tại chỗ là gì?
Cân bằng tại chỗ (từ tiếng Latin “in situ,” có nghĩa là “tại chỗ”) là thực hành cân bằng một rôto trong khi nó vẫn được lắp đặt trong máy, ở vị trí vận hành bình thường và trong điều kiện vận hành thực tế. Điều này cũng thường được gọi là cân bằng trường, cân bằng tại chỗ hoặc cân bằng tại chỗ.
Thay vì tháo rotor và vận chuyển nó đến một nơi chuyên dụng máy cân bằng Trong cửa hàng, các kỹ thuật viên sẽ mang thiết bị đo và phân tích độ rung di động đến vị trí của máy và thực hiện quy trình cân bằng mà không cần tháo rời.
Ưu điểm của cân bằng tại chỗ
Cân bằng tại chỗ đã trở thành phương pháp được ưa chuộng cho phần lớn quá trình cân bằng máy móc công nghiệp do có nhiều ưu điểm thực tế và kỹ thuật:
1. Không cần tháo rời
Ưu điểm rõ ràng nhất là không cần phải tháo rotor ra khỏi máy. Điều này loại bỏ:
- Chi phí nhân công tháo rời và lắp ráp lại thiết bị
- Nguy cơ hư hỏng trong quá trình tháo dỡ, vận chuyển và lắp đặt lại
- Thời gian trễ liên quan đến việc vận chuyển rôto đến xưởng cân bằng
- Khả năng phát sinh vấn đề mới trong quá trình lắp ráp lại (không cân chỉnh, mô-men xoắn không phù hợp, v.v.)
2. Cân bằng trong điều kiện vận hành thực tế
Đây có lẽ là lợi thế kỹ thuật quan trọng nhất. Cân bằng tại chỗ có những ưu điểm sau:
- Độ cứng thực tế của ổ trục: Vòng bi thực tế và đặc tính độ cứng được lắp đặt của chúng ảnh hưởng đến cách rotor phản ứng với sự mất cân bằng, điều này có thể khác đáng kể so với điều kiện lý tưởng của xưởng.
- Tác động của kết cấu móng và kết cấu hỗ trợ: Độ linh hoạt của đế, khung và kết cấu lắp đặt máy ảnh hưởng đến độ rung. Những tác động này được tự động đưa vào quá trình cân bằng tại chỗ.
- Nhiệt độ hoạt động: Sự giãn nở vì nhiệt và tác động của nhiệt độ đến khe hở ổ trục xuất hiện trong quá trình cân bằng tại chỗ nhưng không xuất hiện trong môi trường xưởng lạnh.
- Tải trọng quy trình: Đối với các thiết bị như máy bơm và quạt, lực khí động học hoặc thủy lực có trong quá trình vận hành thực tế sẽ ảnh hưởng đến trạng thái cân bằng của rôto.
- Lắp ráp vừa vặn và khoảng cách: Cách chính xác mà các thành phần khớp với nhau trong quá trình lắp ráp cuối cùng sẽ ảnh hưởng đến sự cân bằng và điều này được nắm bắt bằng các phương pháp tại chỗ.
3. Giảm thời gian chết
Việc cân bằng tại chỗ thường có thể hoàn thành chỉ trong vài giờ, trong khi việc tháo rotor, cân bằng tại xưởng và lắp lại có thể mất vài ngày hoặc vài tuần. Đối với các thiết bị sản xuất quan trọng, việc giảm thời gian chết này đồng nghĩa với việc tăng năng suất và giảm tổn thất doanh thu.
4. Chi phí thấp hơn
Việc loại bỏ chi phí vận chuyển, nhân công tại xưởng và tháo dỡ khiến việc cân bằng tại chỗ trở nên kinh tế hơn đáng kể đối với hầu hết các ứng dụng.
5. Xác minh ngay lập tức
Sau khi cài đặt trọng số hiệu chỉnh, máy có thể được khởi động ngay lập tức và kết quả có thể được kiểm chứng trong điều kiện vận hành thực tế. Nếu cần điều chỉnh thêm, có thể thực hiện ngay mà không cần phải tháo rời thêm lần nào nữa.
Khi nào cân bằng tại chỗ là phù hợp nhất
Mặc dù cân bằng tại chỗ có thể áp dụng rộng rãi, nhưng nó đặc biệt có lợi trong những tình huống sau:
- Máy móc lớn: Thiết bị khó hoặc tốn kém để tháo rời và vận chuyển, chẳng hạn như quạt lớn, máy thổi và máy nghiền.
- Rotor gắn cố định: Các rotor được lắp ráp tại chỗ và không được thiết kế để dễ dàng tháo rời.
- Thiết bị hiện trường: Máy móc ở những địa điểm xa xôi mà việc vận chuyển đến cửa hàng là không khả thi.
- Sửa chữa khẩn cấp: Những tình huống đòi hỏi phải xử lý nhanh chóng để tiếp tục sản xuất.
- Bảo trì thường xuyên: Cân bằng định kỳ để khắc phục tình trạng mất cân bằng do hao mòn, tích tụ hoặc xói mòn.
- Thiết bị tùy chỉnh hoặc không chuẩn: Máy móc không phù hợp với thiết bị cân bằng tiêu chuẩn của xưởng.
Quá trình cân bằng tại chỗ
Quy trình tuân theo tiêu chuẩn phương pháp hệ số ảnh hưởng, thích nghi với môi trường thực địa:
Bước 1: Đánh giá ban đầu
Trước khi bắt đầu, hãy xác minh rằng mất cân bằng thực sự là vấn đề. Kiểm tra các vấn đề cơ học khác như sự không thẳng hàng, sự lỏng lẻo, hoặc khuyết tật ổ trục có thể bị chẩn đoán nhầm là mất cân bằng.
Bước 2: Cài đặt cảm biến
Gắn các cảm biến rung (thường là máy đo gia tốc) vào vỏ ổ trục của máy bằng nam châm, đinh tán hoặc keo dán. Lắp đặt máy đo tốc độ hoặc phím pha để cung cấp tín hiệu tham chiếu pha một lần mỗi vòng quay.
Bước 3: Chạy đo ban đầu
Chạy máy ở tốc độ hoạt động bình thường và ghi lại các vectơ rung động ban đầu.
Bước 4: Chạy thử với trọng lượng
Thực hiện một hoặc nhiều trọng lượng thử nghiệm chạy theo yêu cầu của phương pháp cân bằng (một mặt phẳng, hai mặt phẳng, v.v.).
Bước 5: Tính toán và cài đặt các bản sửa lỗi
Thiết bị cân bằng di động sẽ tính toán các trọng lượng hiệu chỉnh cần thiết. Sau đó, chúng được lắp đặt cố định bằng cách thêm trọng lượng (chẳng hạn như miếng vá hàn, khối bắt vít, hoặc trọng lượng vít cố định) hoặc bằng cách loại bỏ vật liệu (khoan hoặc mài).
Bước 6: Xác minh
Chạy một trận chung kết chạy xác minh để xác nhận độ rung đã được giảm xuống mức chấp nhận được.
Thiết bị cân bằng tại chỗ
Các thiết bị cầm tay hiện đại đã giúp việc cân bằng tại chỗ trở nên thiết thực và dễ tiếp cận:
- Dụng cụ cân bằng di động: Thiết bị nhẹ, chạy bằng pin kết hợp đo độ rung, phát hiện pha và tính toán cân bằng trong một thiết bị cầm tay hoặc máy tính xách tay.
- Máy đo gia tốc: Máy đo gia tốc áp điện hoặc MEMS có đế từ tính để dễ dàng gắn và tháo rời.
- Máy đo tốc độ: Cảm biến quang học hoặc từ tính cung cấp tín hiệu tham chiếu pha.
- Bộ tạ: Các loại tạ kẹp, tạ bắt vít hoặc tạ dán để làm tạ thử tạm thời và lắp đặt chỉnh sửa cố định.
Những thách thức và cân nhắc
Mặc dù việc cân bằng tại chỗ có nhiều lợi thế nhưng nó cũng có một số thách thức:
1. Truy cập vào các mặt phẳng hiệu chỉnh
Các mặt phẳng hiệu chỉnh của rô-to phải dễ tiếp cận khi lắp ráp máy. Trên một số thiết bị, cần phải tháo các tấm chắn hoặc nắp để tiếp cận các bề mặt cân bằng.
2. Các yếu tố môi trường
Điều kiện thực tế (nhiệt độ khắc nghiệt, bụi bẩn, tiếng ồn, độ rung từ thiết bị gần đó) có thể làm phức tạp các phép đo so với môi trường xưởng được kiểm soát.
3. Mối quan ngại về an toàn
Làm việc trên máy móc đang hoạt động đòi hỏi các quy trình an toàn nghiêm ngặt. Kỹ thuật viên phải đảm bảo các quả tạ thử được gắn chặt và tất cả nhân viên đều duy trì khoảng cách an toàn với các bộ phận đang quay.
4. Các vấn đề về cơ học
Nếu máy có vấn đề cơ học tiềm ẩn (chân máy mềm, lệch trục, giá đỡ lỏng lẻo), cần phải khắc phục trước khi cân bằng. Điều kiện tại chỗ khiến một số vấn đề này khó phát hiện và khắc phục hơn.
5. Giới hạn cho độ chính xác cực cao
Đối với các ứng dụng yêu cầu dung sai cân bằng cực kỳ chặt chẽ (chẳng hạn như máy mài chính xác hoặc trục chính tốc độ cao), cân bằng tại xưởng trên các máy chuyên dụng vẫn có thể được ưu tiên hoặc có thể được sử dụng kết hợp với cân bằng tại chỗ.
So sánh: Cân bằng tại chỗ so với cân bằng tại cửa hàng
| Diện mạo | In-Situ Balancing | Cân bằng cửa hàng |
|---|---|---|
| Cần tháo rời | KHÔNG | Đúng |
| Điều kiện hoạt động | Điều kiện thực tế | Điều kiện lý tưởng |
| Thời gian quay vòng | Giờ | Ngày đến tuần |
| Trị giá | Thấp hơn | Cao hơn |
| Precision | Good | Xuất sắc |
| Khả năng áp dụng | Hầu hết máy móc | Rotor nhỏ đến trung bình |
Tiêu chuẩn ngành và thực hành tốt nhất
Việc cân bằng tại chỗ được công nhận và áp dụng theo các tiêu chuẩn quốc tế như ISO 21940-13, cung cấp các tiêu chí và biện pháp bảo vệ cho việc cân bằng tại chỗ các rotor cỡ trung bình và lớn. Việc tuân thủ các tiêu chuẩn này đảm bảo an toàn, hiệu quả và kết quả nhất quán.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 