Hiểu về hiệu chỉnh tách trong cân bằng rôto
Định nghĩa: Split Correction là gì?
Hiệu chỉnh chia tách là một thực tế cân bằng kỹ thuật trong đó một tính toán duy nhất trọng lượng hiệu chỉnh được chia thành hai hoặc nhiều quả nặng nhỏ hơn được đặt ở các vị trí góc khác nhau trên rotor. Khối lượng và góc của các quả nặng chia này được tính toán bằng cách sử dụng phép cộng vectơ nguyên tắc sao cho hiệu ứng kết hợp của chúng tương đương với trọng số hiệu chỉnh đơn ban đầu.
Phương pháp này được sử dụng khi các ràng buộc vật lý ngăn cản việc đặt trọng số hiệu chỉnh tại vị trí lý tưởng được tính toán, nhưng trọng số có thể được đặt tại hai hoặc nhiều vị trí có thể tiếp cận được, khi kết hợp theo vectơ, sẽ tạo ra hiệu chỉnh mong muốn.
Khi nào sử dụng Split Correction?
Việc hiệu chỉnh chia tách trở nên cần thiết trong một số tình huống cân bằng trường phổ biến:
1. Các chướng ngại vật ở vị trí lý tưởng
Góc hiệu chỉnh được tính toán có thể trùng với lỗ bu lông, rãnh then, cổng dầu, điểm lắp cảm biến hoặc các đặc điểm khác mà việc thêm hoặc bớt khối lượng là không thể hoặc không nên làm.
2. Không gian hạn chế cho một trọng lượng lớn duy nhất
Việc hiệu chỉnh được tính toán có thể yêu cầu một quả nặng lớn duy nhất mà về mặt vật lý sẽ không vừa với vị trí đã chỉ định do hạn chế về không gian, nhưng có thể bố trí hai quả nặng nhỏ hơn ở các góc gần đó.
3. Cân bằng trên cánh quạt hoặc cánh quạt
Trên các thiết bị như quạt, máy thổi hoặc bánh tua-bin, các quả cân hiệu chỉnh thường phải được gắn vào các đầu cánh hoặc hốc riêng biệt. Hiệu chỉnh chia tách cho phép phân bổ hiệu chỉnh cần thiết giữa hai hoặc nhiều cánh được đặt ở hai bên của góc lý tưởng.
4. Các lỗ hoặc điểm lắp đặt ở các khoảng góc cố định
Nhiều rotor có các lỗ khoan sẵn hoặc các vị trí lắp đặt theo các khoảng cách đều đặn (ví dụ: mỗi 15°, 30° hoặc 45°). Nếu góc hiệu chỉnh được tính toán nằm giữa hai lỗ, hiệu chỉnh chia tách cho phép phân bổ trọng lượng giữa hai vị trí liền kề.
5. Loại bỏ trọng lượng (Loại bỏ vật liệu)
Khi hiệu chỉnh bằng cách khoan hoặc mài vật liệu, các hạn chế về khả năng tiếp cận hoặc các vấn đề về kết cấu có thể ngăn cản việc loại bỏ khối lượng ở góc đã tính toán chính xác. Hiệu chỉnh chia tách cho phép loại bỏ vật liệu tại hai vị trí có thể tiếp cận.
Toán học của hiệu chỉnh phân tách
Hiệu chỉnh phân tách dựa trên nguyên tắc các vectơ (trong trường hợp này là vectơ mất cân bằng) có thể được cộng và phân tích thành các thành phần. Quy trình này sử dụng toán học vectơ để đảm bảo các trọng số phân tách tạo ra hiệu ứng ròng tương tự như trọng số đơn ban đầu.
Nguyên tắc cơ bản
Nếu cần trọng số hiệu chỉnh có độ lớn W ở góc θ, thì có thể thay thế bằng hai trọng số W₁ và W₂ ở góc θ₁ và θ₂, trong đó:
- W₁ và W₂ được lựa chọn dựa trên các ràng buộc hình học và thực tế
- Tổng vectơ của W₁ tại θ₁ và W₂ tại θ₂ bằng W tại θ
Chia đều ở các góc đối xứng
Trường hợp đơn giản và phổ biến nhất là chia đều một quả cân ở hai góc đối xứng quanh góc mong muốn. Ví dụ, nếu phép hiệu chỉnh được tính toán là 100 gram ở góc 45°, nhưng quả cân chỉ có thể được đặt ở góc 30° và 60°:
- Đặt trọng lượng W₁ ở góc 30°
- Đặt trọng lượng W₂ ở góc 60°
- Tính W₁ và W₂ sao cho tổng vectơ của chúng bằng 100g ở góc 45°
Đối với các phân chia đối xứng (phân chia góc bằng nhau), phép tính rất đơn giản và có thể thực hiện bằng đồ họa hoặc sử dụng lượng giác.
Phân chia không đối xứng
Nếu các góc khả dụng không đối xứng quanh góc lý tưởng, phép tính sẽ phức tạp hơn và thường yêu cầu phần mềm của thiết bị cân bằng để tính toán trọng lượng chia tách thích hợp bằng toán học vectơ đầy đủ.
Quy trình thực tế để sửa lỗi chia tách
Hầu hết các thiết bị cân bằng hiện đại đều bao gồm máy tính hiệu chỉnh chia tách tự động hóa quy trình:
Bước 1: Tính toán hiệu chỉnh ban đầu
Hoàn thành bình thường influence coefficient quy trình cân bằng để xác định trọng lượng và góc hiệu chỉnh cần thiết.
Bước 2: Xác định các vị trí có sẵn
Xác định vị trí có thể đặt trọng lượng trên rô-to. Lưu ý vị trí góc của các điểm lắp đặt, lỗ bu-lông hoặc vị trí cánh quạt.
Bước 3: Nhập tham số chia tách
Nhập trọng lượng hiệu chỉnh và góc đã tính toán vào hàm hiệu chỉnh chia tách của thiết bị cân bằng. Sau đó, chỉ định hai (hoặc nhiều hơn) góc có sẵn để đặt trọng lượng.
Bước 4: Tính toán trọng số chia nhỏ
Thiết bị này tính toán khối lượng cần thiết ở mỗi góc được chỉ định để tạo ra khối lượng tương đương với khối lượng hiệu chỉnh ban đầu.
Bước 5: Cài đặt và xác minh
Lắp các quả cân chia đôi vào vị trí đã tính toán và chạy thử nghiệm xác minh để xác nhận độ rung đã giảm như mong đợi.
Ví dụ: Chia hai chiều trên quạt
Hãy xem xét tình huống cân bằng trên quạt 12 cánh:
- Hiệu chỉnh tính toán: 50 gram ở 35°
- Ràng buộc: Trọng lượng chỉ có thể được gắn vào đầu lưỡi dao, nằm cách nhau 30° (ở 0°, 30°, 60°, 90°, v.v.)
- Lưỡi dao có sẵn: Lưỡi dao ở góc 30° và lưỡi dao ở góc 60° (vươn qua mục tiêu góc 35°)
Sử dụng hiệu chỉnh chia tách:
- Trọng lượng ở 30° = 30 gam
- Trọng lượng ở 60° = 25 gam
Khi kết hợp theo vectơ, hai trọng lượng này tạo ra sự hiệu chỉnh tương đương khoảng 50 gam ở góc 35°, đạt được hiệu ứng cân bằng mong muốn mặc dù không đạt được góc lý tưởng chính xác.
Chia ba chiều và chia nhiều chiều
Trong khi việc chia tách theo hai chiều là phổ biến nhất, về mặt lý thuyết, trọng số hiệu chỉnh có thể được chia thành ba hoặc nhiều vị trí. Tuy nhiên:
- Độ phức tạp tăng lên: Các phép tính trở nên phức tạp hơn và có nhiều giải pháp khả thi.
- Lợi nhuận giảm dần: Mỗi vị trí chia tách bổ sung sẽ làm tăng thêm độ phức tạp mà không mang lại lợi ích tương xứng.
- Tích lũy lỗi: Nhiều vị trí chia tách có nghĩa là có nhiều khả năng xảy ra lỗi cài đặt hơn.
Trên thực tế, việc chia ba hướng đôi khi được sử dụng trên các thiết bị như bánh tua-bin hoặc quạt nhiều cánh, nhưng bất kỳ thứ gì vượt quá ba hướng chia đều rất hiếm và thường cho thấy rằng cần phải xem xét một phương pháp tiếp cận khác.
Ưu điểm và Hạn chế
Thuận lợi
- Tính linh hoạt thực tế: Cho phép cân bằng ngay cả khi không thể tiếp cận được vị trí lý tưởng.
- Duy trì hiệu quả: Khi tính toán chính xác, hiệu chỉnh chia tách về mặt toán học tương đương với hiệu chỉnh điểm đơn.
- Phổ biến trong cân bằng hiện trường: Kỹ thuật thiết yếu cho cân bằng trường nơi mà những hạn chế của thế giới thực là phổ biến.
Hạn chế
- Tăng độ phức tạp khi cài đặt: Phải xử lý, đo lường và lắp đặt nhiều tạ hơn, làm tăng khả năng xảy ra lỗi.
- Khả năng xảy ra lỗi: Sai lầm trong việc tính toán hoặc lắp đặt tạ chia đôi có thể dẫn đến việc hiệu chỉnh không đầy đủ hoặc thậm chí làm tăng độ rung.
- Không phải lúc nào cũng có thể: Nếu các góc khả dụng quá xa so với góc lý tưởng, việc hiệu chỉnh chia tách có thể không thực tế và cần phải xem xét các mặt phẳng hiệu chỉnh thay thế.
- Độ nhạy vị trí xuyên tâm: Hiệu chỉnh phân tách giả định các trọng số có cùng bán kính. Nếu các điểm lắp đặt có sẵn ở các bán kính khác nhau, cần phải tính toán thêm.
Thực hành tốt nhất
Để đảm bảo việc sửa lỗi phân tách thành công:
- Sử dụng phần mềm Instrument: Luôn sử dụng máy tính hiệu chỉnh chia tách tích hợp sẵn của dụng cụ cân bằng thay vì cố gắng tính toán thủ công vì dễ xảy ra lỗi.
- Giảm thiểu độ lệch góc: Chọn góc chia càng gần với góc lý tưởng đã tính toán càng tốt. Độ lệch lớn đòi hỏi tổng khối lượng lớn hơn và tăng độ nhạy với sai số.
- Xác minh vị trí góc: Cẩn thận đo và đánh dấu các góc thực tế nơi sẽ đặt tạ chia. Ngay cả những sai số nhỏ về góc cũng có thể ảnh hưởng đáng kể đến kết quả.
- Duy trì tính nhất quán xuyên tâm: Nếu có thể, hãy đặt tất cả các quả nặng tách rời ở cùng khoảng cách xuyên tâm so với đường tâm của rôto.
- Ghi chép lại một cách kỹ lưỡng: Ghi lại tất cả các tính toán hiệu chỉnh chia tách và vị trí lắp đặt để tham khảo và xử lý sự cố trong tương lai.
Mối quan hệ với các khái niệm cân bằng khác
Hiệu chỉnh phân tách dựa trên các nguyên tắc cơ bản của toán học vectơ được sử dụng trong suốt quá trình cân bằng. Hiểu biết phép cộng vectơ, mối quan hệ pha, Và các lô cực là điều cần thiết để áp dụng đúng các kỹ thuật hiệu chỉnh phân tách, đặc biệt là trong các tình huống khắc phục sự cố khi các hiệu chỉnh phân tách không mang lại kết quả mong đợi.