Hiểu về phương pháp ba lần chạy trong cân bằng rôto

Devices

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

Parts

Optical Sensor (Laser Tachometer)

Bộ dụng cụ cân bằng và chẩn đoán rung động hoàn chỉnh từ Vibromera, bao gồm bốn cảm biến rung động có dây cáp, mô-đun giao diện tín hiệu, máy đo tốc độ laser có chân đế từ tính, cân kỹ thuật số, cáp USB và hộp đựng. Hệ thống được thiết kế để cân bằng rô-to tại hiện trường và theo dõi tình trạng trên thiết bị công nghiệp.

Devices

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

Định nghĩa: Phương pháp Three-Run là gì?

The phương pháp ba lần chạy là thủ tục được sử dụng rộng rãi nhất cho cân bằng hai mặt phẳng (động). Nó xác định trọng số hiệu chỉnh cần thiết trong hai mặt phẳng hiệu chỉnh sử dụng chính xác ba lần đo: một lần đo ban đầu để thiết lập đường cơ sở mất cân bằng điều kiện, theo sau là hai điều kiện tuần tự trọng lượng thử nghiệm chạy (một lần cho mỗi mặt phẳng hiệu chỉnh).

Phương pháp này cung cấp sự cân bằng tối ưu giữa độ chính xác và hiệu quả, yêu cầu ít lần khởi động và dừng máy hơn so với phương pháp bốn lần chạy trong khi cung cấp đủ dữ liệu để tính toán các điều chỉnh hiệu quả cho hầu hết các ngành công nghiệp cân bằng ứng dụng.

Quy trình Ba lần chạy: từng bước

Quy trình này tuân theo một trình tự đơn giản và có hệ thống:

Chạy 1: Đo lường cơ sở ban đầu

Máy được vận hành ở tốc độ cân bằng khi máy ở trạng thái không cân bằng, nguyên trạng. Vibration các phép đo được thực hiện tại cả hai vị trí ổ trục (được chỉ định là Ổ trục 1 và Ổ trục 2), ghi lại cả hai biên độ and góc pha. Các phép đo này biểu thị các vectơ rung động do sự phân bố mất cân bằng ban đầu gây ra.

Đo tại Vòng bi 1: Biên độ A₁, Pha θ₁
Đo tại Vòng bi 2: Biên độ A₂, Pha θ₂
Mục đích: Thiết lập điều kiện rung động cơ sở (O₁ và O₂) phải được hiệu chỉnh

Chạy 2: Trọng lượng thử nghiệm trong mặt phẳng hiệu chỉnh 1

Máy dừng lại, và một quả cân thử đã biết (T₁) được gắn tạm thời vào vị trí góc được đánh dấu chính xác trên mặt phẳng hiệu chỉnh đầu tiên (thường là gần Vòng bi 1). Máy được khởi động lại ở cùng tốc độ, và độ rung được đo lại ở cả hai vòng bi.

Thêm vào: Trọng lượng thử T₁ ở góc α₁ trong Mặt phẳng 1
Đo tại Vòng bi 1: Vectơ rung động mới (O₁ + tác động của T₁)
Đo tại Vòng bi 2: Vectơ rung động mới (O₂ + tác động của T₁)
Mục đích: Xác định cách trọng lượng ở Mặt phẳng 1 ảnh hưởng đến độ rung ở cả hai ổ trục

Công cụ cân bằng tính toán hệ số ảnh hưởng đối với Mặt phẳng 1 bằng cách trừ vectơ các phép đo ban đầu khỏi các phép đo mới này.

Chạy 3: Trọng lượng thử nghiệm trong mặt phẳng hiệu chỉnh 2

Quả cân thử đầu tiên được tháo ra, và quả cân thử thứ hai (T₂) được gắn vào vị trí đã đánh dấu trên mặt phẳng hiệu chỉnh thứ hai (thường gần Vòng bi 2). Một lần đo khác được thực hiện, tiếp tục ghi lại độ rung ở cả hai vòng bi.

Di dời: Trọng lượng thử nghiệm T₁ từ Mặt phẳng 1
Thêm vào: Trọng lượng thử T₂ ở góc α₂ trong Mặt phẳng 2
Đo tại Vòng bi 1: Vectơ rung động mới (O₁ + tác động của T₂)
Đo tại Vòng bi 2: Vectơ rung động mới (O₂ + tác động của T₂)
Mục đích: Xác định cách trọng lượng ở Mặt phẳng 2 ảnh hưởng đến độ rung ở cả hai ổ trục

Thiết bị này hiện có bộ đầy đủ bốn hệ số ảnh hưởng mô tả cách mỗi mặt phẳng ảnh hưởng đến từng phương vị.

Tính toán trọng số hiệu chỉnh

Sau khi ba lần chạy hoàn tất, phần mềm cân bằng sẽ thực hiện toán học vectơ để giải quyết các trọng số hiệu chỉnh:

Ma trận hệ số ảnh hưởng

Từ ba lần đo, bốn hệ số được xác định:

α₁₁: Cách Mặt phẳng 1 ảnh hưởng đến Vòng bi 1 (hiệu ứng chính)
α₁₂: Cách Mặt phẳng 2 ảnh hưởng đến Vòng bi 1 (liên kết chéo)
α₂₁: Cách Mặt phẳng 1 ảnh hưởng đến Vòng bi 2 (liên kết chéo)
α₂₂: Cách Mặt phẳng 2 ảnh hưởng đến Vòng bi 2 (hiệu ứng chính)

Giải hệ thống

Thiết bị này giải hai phương trình đồng thời để tìm W₁ (hiệu chỉnh cho Mặt phẳng 1) và W₂ (hiệu chỉnh cho Mặt phẳng 2):

α₁₁ · W₁ + α₁₂ · W₂ = -O₁ (để hủy rung động tại Vòng bi 1)
α₂₁ · W₁ + α₂₂ · W₂ = -O₂ (để hủy rung động tại Vòng bi 2)

Giải pháp này cung cấp cả khối lượng và vị trí góc cần thiết cho mỗi trọng lượng hiệu chỉnh.

Các bước cuối cùng

Loại bỏ cả hai quả cân thử nghiệm
Cài đặt trọng số hiệu chỉnh cố định đã tính toán ở cả hai mặt phẳng
Thực hiện chạy xác minh để xác nhận độ rung đã được giảm xuống mức chấp nhận được
Nếu cần thiết, hãy thực hiện cân chỉnh để tinh chỉnh kết quả

Ưu điểm của phương pháp ba lần chạy

Phương pháp ba lần chạy đã trở thành tiêu chuẩn công nghiệp cho việc cân bằng hai mặt phẳng do một số ưu điểm chính:

1. Hiệu quả tối ưu

Ba lần chạy là mức tối thiểu cần thiết để thiết lập bốn hệ số ảnh hưởng (một điều kiện ban đầu cộng với một lần chạy thử cho mỗi mặt phẳng). Điều này giúp giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động của máy đồng thời cung cấp khả năng mô tả toàn diện hệ thống.

2. Độ tin cậy đã được chứng minh

Nhiều thập kỷ kinh nghiệm thực tế chứng minh rằng ba lần chạy cung cấp đủ dữ liệu để cân bằng đáng tin cậy trong phần lớn các ứng dụng công nghiệp.

3. Tiết kiệm thời gian và chi phí

So với phương pháp bốn lần chạy, việc loại bỏ một lần chạy thử sẽ giảm thời gian cân bằng khoảng 20%, giúp giảm thời gian chết và chi phí nhân công.

4. Thực hiện đơn giản hơn

Ít lần chạy hơn có nghĩa là ít phải xử lý trọng lượng thử nghiệm hơn, ít có khả năng xảy ra lỗi hơn và quản lý dữ liệu đơn giản hơn.

5. Phù hợp với hầu hết các ứng dụng

Đối với máy móc công nghiệp điển hình có hiệu ứng liên kết chéo vừa phải và có thể chấp nhận được dung sai cân bằng, ba lần chạy liên tục đều mang lại kết quả thành công.

Khi nào nên sử dụng phương pháp ba lần chạy

Phương pháp ba lần chạy phù hợp với:

Cân bằng công nghiệp thường xuyên: Động cơ, quạt, máy bơm, máy thổi—phần lớn các thiết bị quay
Yêu cầu độ chính xác trung bình: Cân bằng các loại chất lượng từ G 2.5 đến G 16
Ứng dụng cân bằng trường: Cân bằng tại chỗ nơi mà việc giảm thiểu thời gian chết là quan trọng
Hệ thống cơ học ổn định: Thiết bị có tình trạng cơ học tốt và phản ứng tuyến tính
Hình dạng rotor tiêu chuẩn: Roto cứng với tỷ lệ chiều dài trên đường kính điển hình

Hạn chế và khi nào không nên sử dụng

Phương pháp ba lần chạy có thể không đủ trong một số trường hợp:

Khi nào phương pháp bốn lần chạy được ưa chuộng

Yêu cầu độ chính xác cao: Dung sai rất chặt chẽ (G 0,4 đến G 1,0) trong đó việc xác minh bổ sung về tính tuyến tính là có giá trị
Liên kết chéo mạnh mẽ: Khi các mặt phẳng hiệu chỉnh rất gần nhau hoặc độ cứng không đối xứng cao
Đặc điểm hệ thống chưa biết: Lần đầu tiên cân bằng thiết bị bất thường hoặc tùy chỉnh
Máy móc có vấn đề: Thiết bị có dấu hiệu hoạt động không tuyến tính hoặc có vấn đề về cơ học

Khi nào một mặt phẳng có thể đủ

Rôto loại đĩa hẹp, nơi mất cân bằng động là tối thiểu
Khi chỉ có một vị trí ổ trục cho thấy độ rung đáng kể

So sánh với các phương pháp khác

Phương pháp ba lần chạy so với phương pháp bốn lần chạy

Diện mạo	Ba lần chạy	Bốn lần chạy
Số lần chạy	3 (lần thử đầu tiên + 2 lần thử)	4 (ban đầu + 2 thử nghiệm + kết hợp)
Thời gian cần thiết	Ngắn hơn	~20% dài hơn
Kiểm tra tính tuyến tính	KHÔNG	Có (Chạy 4 xác minh)
Ứng dụng điển hình	Công việc công nghiệp thường xuyên	Thiết bị quan trọng, có độ chính xác cao
Sự chính xác	Good	Xuất sắc
Độ phức tạp	Thấp hơn	Cao hơn

Phương pháp ba lần chạy so với phương pháp một mặt phẳng

Phương pháp ba lần chạy về cơ bản khác với cân bằng mặt phẳng đơn, chỉ sử dụng hai lần chạy (lần đầu cộng với một lần thử) nhưng chỉ có thể sửa một mặt phẳng và không thể giải quyết cặp đôi mất cân bằng.

Thực hành tốt nhất để thành công với phương pháp ba lần chạy

Lựa chọn trọng lượng thử nghiệm

Chọn trọng lượng thử nghiệm tạo ra sự thay đổi biên độ rung động 25-50%
Quá nhỏ: Tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu kém và lỗi tính toán
Quá lớn: Nguy cơ phản ứng không tuyến tính hoặc mức độ rung không an toàn
Sử dụng kích thước tương tự cho cả hai mặt phẳng để duy trì chất lượng đo lường nhất quán

Tính nhất quán trong hoạt động

Duy trì tốc độ chính xác như nhau cho cả ba lần chạy
Cho phép ổn định nhiệt giữa các lần chạy nếu cần thiết
Đảm bảo các điều kiện quy trình nhất quán (lưu lượng, áp suất, nhiệt độ)
Sử dụng vị trí cảm biến và phương pháp lắp đặt giống hệt nhau

Chất lượng dữ liệu

Thực hiện nhiều phép đo trong mỗi lần chạy và tính trung bình
Xác minh các phép đo pha là nhất quán và đáng tin cậy
Kiểm tra xem trọng lượng thử nghiệm có tạo ra những thay đổi có thể đo lường rõ ràng không
Tìm kiếm những điểm bất thường có thể chỉ ra lỗi đo lường

Độ chính xác lắp đặt

Đánh dấu cẩn thận và xác minh vị trí góc của trọng lượng thử nghiệm
Đảm bảo tạ thử được gắn chặt và không bị dịch chuyển trong quá trình chạy
Cài đặt trọng số hiệu chỉnh cuối cùng với sự cẩn thận và độ chính xác tương tự
Kiểm tra lại khối lượng và góc trước khi chạy lần cuối

Khắc phục sự cố thường gặp

Kết quả kém sau khi sửa chữa

Nguyên nhân có thể xảy ra:

Trọng lượng hiệu chỉnh được lắp đặt ở góc sai hoặc với khối lượng sai
Điều kiện vận hành thay đổi giữa các lần chạy thử và cài đặt hiệu chỉnh
Các vấn đề về cơ học (lỏng lẻo, mất cân bằng) không được giải quyết trước khi cân bằng
Phản ứng hệ thống phi tuyến tính

Trọng lượng thử nghiệm tạo ra phản ứng nhỏ

Giải pháp:

Sử dụng quả nặng thử lớn hơn hoặc đặt chúng ở bán kính lớn hơn
Kiểm tra giá đỡ cảm biến và chất lượng tín hiệu
Xác minh tốc độ hoạt động là chính xác
Hãy xem xét xem hệ thống có độ giảm chấn rất cao hay độ nhạy phản hồi rất thấp

Các phép đo không nhất quán