Phương pháp N+2 trong cân bằng đa mặt phẳng là gì? • Máy cân bằng di động, máy phân tích rung động "Balanset" dùng để cân bằng động máy nghiền, quạt, máy nghiền, máy khoan trên máy gặt đập liên hợp, trục, máy ly tâm, tua bin và nhiều loại rôto khác Phương pháp N+2 trong cân bằng đa mặt phẳng là gì? • Máy cân bằng di động, máy phân tích rung động "Balanset" dùng để cân bằng động máy nghiền, quạt, máy nghiền, máy khoan trên máy gặt đập liên hợp, trục, máy ly tâm, tua bin và nhiều loại rôto khác

Phương pháp N+2 trong cân bằng đa mặt phẳng là gì?

Được xuất bản bởi admin trên

Hiểu về phương pháp N+2 trong cân bằng đa mặt phẳng

Định nghĩa: Phương pháp N+2 là gì?

The Phương pháp N+2 là một nâng cao cân bằng thủ tục được sử dụng cho cân bằng đa mặt phẳng của rôto linh hoạt. Tên mô tả chiến lược đo lường: nếu N là số lượng mặt phẳng hiệu chỉnh yêu cầu, phương pháp sử dụng N trọng lượng thử nghiệm chạy (một lần cho mỗi máy bay) cộng thêm 2 lần chạy bổ sung—một phép đo đường cơ sở ban đầu và một lần chạy xác minh cuối cùng—tổng cộng là N+2 lần chạy.

Cách tiếp cận có hệ thống này mở rộng các nguyên tắc của cân bằng hai mặt phẳng trong các tình huống cần ba hoặc nhiều mặt phẳng hiệu chỉnh, thường gặp ở các rôto linh hoạt tốc độ cao như tua-bin, máy nén và cuộn máy giấy dài.

Nền tảng Toán học

Phương pháp N+2 được xây dựng trên phương pháp hệ số ảnh hưởng, mở rộng ra nhiều mặt phẳng:

Ma trận hệ số ảnh hưởng

Đối với rô-to có N mặt phẳng hiệu chỉnh và M vị trí đo (thường là M ≥ N), hệ thống có thể được mô tả bằng ma trận hệ số ảnh hưởng M×N. Mỗi hệ số αᵢⱼ mô tả cách trọng lượng đơn vị trong mặt phẳng hiệu chỉnh j ảnh hưởng đến độ rung tại vị trí đo i.

Ví dụ, với 4 mặt phẳng hiệu chỉnh và 4 vị trí đo:

  • α₁₁, α₁₂, α₁₃, α₁₄ mô tả cách mỗi mặt phẳng ảnh hưởng đến vị trí đo lường 1
  • α₂₁, α₂₂, α₂₃, α₂₄ mô tả tác động lên vị trí đo 2
  • Và cứ như vậy cho vị trí 3 và 4

Điều này tạo ra ma trận 4×4 yêu cầu xác định 16 hệ số ảnh hưởng.

Giải hệ thống

Khi tất cả các hệ số đã được biết, phần mềm cân bằng sẽ giải hệ phương trình vectơ đồng thời M để tìm trọng số hiệu chỉnh N (W₁, W₂, … Wₙ) giúp giảm thiểu rung động tại tất cả các vị trí đo M cùng một lúc. Điều này đòi hỏi sự tinh vi toán học vectơ và thuật toán đảo ngược ma trận.

Quy trình N+2: Từng bước

Quy trình này tuân theo một trình tự có hệ thống, tỷ lệ thuận với số lượng mặt phẳng hiệu chỉnh:

Chạy 1: Đo lường cơ sở ban đầu

Roto được vận hành ở tốc độ cân bằng trong điều kiện mất cân bằng ban đầu của nó. Biên độ rung và giai đoạn được đo tại tất cả các vị trí đo M (thường là tại mỗi ổ trục và đôi khi tại các vị trí trung gian). Các phép đo này thiết lập đường cơ sở mất cân bằng các vectơ phải được hiệu chỉnh.

Chạy từ 2 đến N+1: Chạy thử trọng lượng tuần tự

Đối với mỗi mặt phẳng hiệu chỉnh (từ 1 đến N):

  1. Dừng rôto và gắn một quả cân thử có khối lượng đã biết vào một vị trí góc đã biết trên mặt phẳng hiệu chỉnh cụ thể đó
  2. Chạy rôto ở cùng tốc độ và đo độ rung tại tất cả các vị trí M
  3. Sự thay đổi độ rung (đo lường hiện tại trừ đi ban đầu) cho thấy mặt phẳng cụ thể này ảnh hưởng đến từng vị trí đo như thế nào
  4. Tháo bỏ trọng lượng thử nghiệm trước khi tiến hành máy bay tiếp theo

Sau khi hoàn tất tất cả N lần chạy thử, phần mềm đã xác định được ma trận hệ số ảnh hưởng M×N hoàn chỉnh.

Giai đoạn tính toán

Công cụ cân bằng giải các phương trình ma trận để tính toán các yêu cầu trọng số hiệu chỉnh (cả khối lượng và góc) cho mỗi mặt phẳng hiệu chỉnh N.

Chạy N+2: Chạy xác minh

Tất cả N quả cân hiệu chỉnh được tính toán đều được lắp đặt cố định, và lần chạy kiểm tra cuối cùng xác nhận độ rung đã được giảm xuống mức chấp nhận được tại tất cả các vị trí đo. Nếu kết quả không đạt yêu cầu, có thể thực hiện cân chỉnh hoặc lặp lại thêm.

Ví dụ: Cân bằng bốn mặt phẳng (N=4)

Đối với một rôto dài linh hoạt cần bốn mặt phẳng hiệu chỉnh:

  • Tổng số lần chạy: 4 + 2 = 6 lượt chạy
  • Chạy 1: Đo lường ban đầu tại 4 vòng bi
  • Chạy 2: Trọng lượng thử nghiệm ở Mặt phẳng 1, đo cả 4 vòng bi
  • Chạy 3: Trọng lượng thử nghiệm ở Mặt phẳng 2, đo cả 4 vòng bi
  • Chạy 4: Trọng lượng thử nghiệm ở Mặt phẳng 3, đo cả 4 vòng bi
  • Chạy 5: Trọng lượng thử nghiệm ở Mặt phẳng 4, đo cả 4 vòng bi
  • Chạy 6: Xác minh với tất cả 4 bản sửa lỗi đã được cài đặt

Điều này tạo ra ma trận 4×4 (16 hệ số) được giải để tìm ra bốn trọng số hiệu chỉnh tối ưu.

Ưu điểm của phương pháp N+2

Phương pháp N+2 mang lại một số lợi ích quan trọng cho việc cân bằng nhiều mặt phẳng:

1. Có hệ thống và đầy đủ

Mỗi mặt phẳng hiệu chỉnh đều được thử nghiệm độc lập, cung cấp đặc tính hoàn chỉnh về phản ứng của hệ thống ổ trục rôto trên tất cả các mặt phẳng và vị trí đo.

2. Giải thích cho sự ghép nối phức tạp

Trong rô-tơ mềm, trọng lượng ở bất kỳ mặt phẳng nào cũng có thể ảnh hưởng đáng kể đến độ rung tại tất cả các vị trí ổ trục. Phương pháp N+2 nắm bắt tất cả các tương tác này thông qua ma trận hệ số toàn diện của nó.

3. Nghiêm ngặt về mặt toán học

Phương pháp này sử dụng các kỹ thuật đại số tuyến tính đã được thiết lập tốt (đảo ngược ma trận, điều chỉnh bình phương nhỏ nhất) cung cấp các giải pháp tối ưu khi hệ thống hoạt động tuyến tính.

4. Chiến lược đo lường linh hoạt

Số lượng vị trí đo lường (M) có thể vượt quá số lượng mặt phẳng hiệu chỉnh (N), cho phép các hệ thống xác định quá mức có thể cung cấp các giải pháp mạnh mẽ hơn khi có nhiễu đo lường.

5. Tiêu chuẩn công nghiệp cho rotor phức tạp

Phương pháp N+2 là tiêu chuẩn được chấp nhận cho máy móc tua bin tốc độ cao và các ứng dụng rôto linh hoạt quan trọng khác.

Thách thức và hạn chế

Việc cân bằng nhiều mặt phẳng bằng phương pháp N+2 đặt ra những thách thức đáng kể:

1. Độ phức tạp tăng lên

Số lần chạy thử tăng tuyến tính với số lượng mặt phẳng. Đối với cân bằng 6 mặt phẳng, cần tổng cộng 8 lần chạy thử, làm tăng đáng kể thời gian, chi phí và hao mòn máy.

2. Yêu cầu về độ chính xác của phép đo

Việc giải các hệ thống ma trận lớn làm tăng tác động của sai số đo lường. Thiết bị đo lường chất lượng cao và kỹ thuật cẩn thận là điều cần thiết.

3. Ổn định số

Sự đảo ngược ma trận có thể trở nên không phù hợp nếu:

  • Các mặt phẳng hiệu chỉnh quá gần nhau
  • Vị trí đo không nắm bắt đầy đủ phản ứng của rôto
  • Trọng lượng thử nghiệm tạo ra những thay đổi rung động không đủ

4. Thời gian và chi phí

Mỗi máy bay bổ sung sẽ cộng thêm một lần chạy thử, kéo dài thời gian ngừng hoạt động và chi phí nhân công. Đối với thiết bị quan trọng, điều này phải được cân nhắc với lợi ích của chất lượng cân bằng vượt trội.

5. Yêu cầu phần mềm nâng cao

Việc giải hệ phương trình vectơ phức N×N vượt quá khả năng tính toán thủ công. Phần mềm cân bằng chuyên dụng với khả năng xử lý đa mặt phẳng là điều cần thiết.

Khi nào sử dụng phương pháp N+2

Phương pháp N+2 thích hợp khi:

  • Hoạt động của rotor linh hoạt: Rotor hoạt động ở phía trên đầu tiên (và có thể là thứ hai hoặc thứ ba) tốc độ tới hạn
  • Rotor dài và mảnh: Tỷ lệ chiều dài trên đường kính cao chịu uốn cong đáng kể
  • Hai mặt phẳng không đủ: Những nỗ lực trước đây trong việc cân bằng hai mặt phẳng đã không đạt được kết quả chấp nhận được
  • Nhiều tốc độ quan trọng: Rotor phải trải qua nhiều tốc độ quan trọng trong quá trình hoạt động
  • Thiết bị có giá trị cao: Các tua-bin, máy nén hoặc máy phát điện quan trọng cần đầu tư vào việc cân bằng toàn diện
  • Rung động nghiêm trọng ở các vị trí trung gian: Độ rung quá mức ở các vị trí giữa các ổ trục cuối, cho thấy sự mất cân bằng giữa nhịp

Phương án thay thế: Cân bằng mô thức

Đối với các rôto có độ linh hoạt cao, cân bằng phương thức có thể hiệu quả hơn phương pháp N+2 thông thường. Cân bằng mô thức nhắm vào các chế độ rung động cụ thể thay vì tốc độ cụ thể, có khả năng đạt được kết quả tốt hơn với ít lần thử nghiệm hơn. Tuy nhiên, nó đòi hỏi khả năng phân tích và hiểu biết sâu sắc hơn về động lực học rô-to.

Thực hành tốt nhất cho sự thành công của phương pháp N+2

Giai đoạn lập kế hoạch

  • Cẩn thận lựa chọn vị trí mặt phẳng hiệu chỉnh N—cách xa nhau, dễ tiếp cận và lý tưởng nhất là ở những vị trí phù hợp với hình dạng chế độ rôto
  • Xác định vị trí đo M ≥ N nắm bắt đầy đủ các đặc điểm rung động của rôto
  • Kế hoạch cho thời gian ổn định nhiệt giữa các lần chạy
  • Chuẩn bị trước trọng lượng thử nghiệm và phần cứng lắp đặt

Giai đoạn thực hiện

  • Duy trì điều kiện vận hành hoàn toàn nhất quán (tốc độ, nhiệt độ, tải) trong tất cả các lần chạy N+2
  • Sử dụng trọng lượng thử nghiệm đủ lớn để tạo ra phản ứng rõ ràng, có thể đo lường được (thay đổi độ rung 25-50%)
  • Thực hiện nhiều phép đo trong mỗi lần chạy và tính trung bình để giảm nhiễu
  • Ghi chép cẩn thận khối lượng thử nghiệm, góc và bán kính
  • Xác minh chất lượng đo pha—lỗi pha được phóng đại trong các giải pháp ma trận lớn

Giai đoạn phân tích

  • Xem lại ma trận hệ số ảnh hưởng để tìm ra các bất thường hoặc các mô hình không mong muốn
  • Kiểm tra số điều kiện ma trận—giá trị cao cho thấy sự bất ổn về số
  • Xác minh các sửa đổi được tính toán là hợp lý (không quá lớn hoặc quá nhỏ)
  • Hãy xem xét mô phỏng kết quả cuối cùng mong đợi trước khi cài đặt các bản sửa lỗi

Tích hợp với các kỹ thuật khác

Phương pháp N+2 có thể được kết hợp với các phương pháp khác:

  • Cân bằng theo từng bước tốc độ: Thực hiện các phép đo N+2 ở nhiều tốc độ khác nhau để tối ưu hóa sự cân bằng trên toàn bộ phạm vi hoạt động
  • Phương thức lai ghép-truyền thống: Sử dụng phân tích mô hình để thông báo lựa chọn mặt phẳng hiệu chỉnh, sau đó áp dụng phương pháp N+2
  • Tinh chỉnh lặp đi lặp lại: Thực hiện cân bằng N+2, sau đó sử dụng hệ số ảnh hưởng giảm được thiết lập để cân bằng cắt

← Quay lại Mục lục chính

Categories:
WhatsApp