Hiểu về cân bằng tĩnh (cân bằng một mặt phẳng)

Định nghĩa: Cân bằng tĩnh là gì?

Cân bằng tĩnh là hình thức cân bằng rôto đơn giản nhất. Đây là một quá trình hiệu chỉnh mất cân bằng tĩnh, một tình trạng mà trọng tâm của rotor lệch khỏi trục quay, tạo ra một "điểm nặng" duy nhất. Về mặt lý thuyết, loại cân bằng này có thể được thực hiện khi rotor đứng yên (tĩnh). Nếu một rotor hoàn toàn mất cân bằng tĩnh được đặt trên một bề mặt không ma sát (như lưỡi dao), nó sẽ quay cho đến khi điểm nặng nằm ở điểm thấp nhất do trọng lực.

Cân bằng tĩnh liên quan đến việc thực hiện một sự điều chỉnh trong máy bay đơn để khắc phục điểm nặng này. Biện pháp hiệu chỉnh là đặt một quả nặng duy nhất ở góc 180° đối diện với điểm nặng để đưa trọng tâm trở lại tâm quay.

Mất cân bằng tĩnh so với mất cân bằng động

Mất cân bằng tĩnh còn được gọi là "mất cân bằng lực" vì nó tạo ra lực ly tâm tác động theo hướng xuyên tâm ra ngoài từ tâm quay. Tuy nhiên, nó không tạo ra bất kỳ "cặp" chuyển động lắc lư nào. Điều này trái ngược với mất cân bằng động, là sự kết hợp của cả lực và mất cân bằng cặp, đòi hỏi phải hiệu chỉnh ít nhất hai mặt phẳng để giải quyết triệt để. Một rô-to có thể được cân bằng tĩnh hoàn hảo nhưng vẫn có sự mất cân bằng cặp đáng kể khiến nó rung mạnh khi quay.

Khi nào cân bằng tĩnh là đủ?

Cân bằng tĩnh chỉ là phương pháp phù hợp và đủ cho một số loại rotor cụ thể. Phương pháp này thường được sử dụng cho các chi tiết rất hẹp hoặc hình đĩa, với chiều dài trục rất nhỏ so với đường kính. Đối với những loại rotor này, khả năng xảy ra mất cân bằng cặp đáng kể là rất thấp.

Các ví dụ phổ biến về rôto mà việc cân bằng tĩnh trên một mặt phẳng thường là đủ bao gồm:

• Đá mài
• Bánh xe và lốp xe ô tô
• Bánh xe quạt hoặc quạt thổi đơn, hẹp
• Bánh đà
• Ròng rọc và bánh xe

Đối với bất kỳ rôto nào có chiều dài đáng kể (ví dụ: phần ứng động cơ, bơm nhiều tầng hoặc trục dài), chỉ cân bằng tĩnh là không đủ và dynamic balancing là bắt buộc.

Phương pháp cân bằng tĩnh

1. Cân bằng lưỡi dao

Đây là phương pháp cổ điển, không xoay. Rotor được đặt trên một cặp cạnh dao song song, bằng phẳng và ma sát thấp. Rotor sẽ lăn cho đến khi điểm nặng nhất của nó nằm ở phía dưới. Sau đó, một vật nặng tạm thời được thêm vào phía trên (ngược 180°) cho đến khi rotor giữ nguyên vị trí mà không lăn. Vật nặng này sau đó được cố định.

2. Máy cân bằng đứng

Cân bằng tĩnh hiện đại thường được thực hiện trên máy cân bằng đứng. Rotor (giống như bánh đà hoặc lốp xe) được đặt trên một tấm nằm ngang được hỗ trợ bởi các cảm biến lực. Máy quay rotor ở tốc độ thấp, và các cảm biến đo hướng và độ lớn của lực mất cân bằng, hiển thị hiệu chỉnh cần thiết trên màn hình.

3. Cân bằng trường một mặt phẳng

Cân bằng tĩnh cũng có thể được thực hiện tại hiện trường trên máy đã lắp ráp bằng máy phân tích rung động cầm tay. Đây là phiên bản một mặt phẳng của phương pháp hệ số ảnh hưởng. Một giá trị rung động được ghi nhận, một quả cân thử được thêm vào, một giá trị thứ hai được ghi nhận, và thiết bị sẽ tính toán trọng lượng hiệu chỉnh đơn cần thiết và góc của nó.

Hạn chế

Hạn chế chính của cân bằng tĩnh là không thể phát hiện hoặc hiệu chỉnh hiện tượng mất cân bằng cặp. Việc áp dụng cân bằng tĩnh cho một rotor thực sự bị mất cân bằng động đôi khi có thể làm rung động trở nên tồi tệ hơn do hiệu chỉnh thành phần lực nhưng lại bỏ qua hoặc làm trầm trọng thêm thành phần cặp. Vì lý do này, đối với hầu hết các máy móc công nghiệp, cân bằng động hai mặt phẳng là phương pháp tiêu chuẩn và bắt buộc.

← Quay lại Mục lục chính