Hiểu về cân bằng hai mặt phẳng

Devices

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

$2,358.31

Parts

Vibration sensor

$107.47

Parts

Optical Sensor (Laser Tachometer)

$148.07

Devices

Balanset-4

$8,123.32

Parts

Magnetic Stand Insize-60-kgf

$54.93

Parts

Reflective tape

$11.94

Devices

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

$2,071.73

Định nghĩa: Cân bằng hai mặt phẳng là gì?

Cân bằng hai mặt phẳng là một dynamic balancing thủ tục trong đó trọng số hiệu chỉnh được đặt trên hai mặt phẳng riêng biệt dọc theo chiều dài của rôto để loại bỏ cả sự mất cân bằng tĩnh và cặp đôi mất cân bằng. Phương pháp này được yêu cầu đối với hầu hết các máy móc quay công nghiệp, đặc biệt là đối với rôto có chiều dài trục tương đương hoặc lớn hơn đường kính.

Không giống như cân bằng mặt phẳng đơn, chỉ giải quyết vấn đề bù trừ tâm khối lượng của rôto, cân bằng hai mặt phẳng sẽ hiệu chỉnh cả sự mất cân bằng lực tịnh tiến và mômen (cặp) khiến rôto lắc lư trong quá trình quay.

Khi nào cần cân bằng hai mặt phẳng?

Cân bằng hai mặt phẳng là cần thiết trong các trường hợp sau:

1. Rotor dài hoặc mảnh

Bất kỳ rôto nào có tỷ lệ chiều dài/đường kính lớn hơn khoảng 0,5 đến 1,0 đều cần cân bằng hai mặt phẳng. Điều này bao gồm:

• Phần ứng động cơ điện
• Trục bơm và máy nén
• Cánh quạt nhiều tầng
• Trục truyền động và khớp nối
• Trục chính và dụng cụ quay
• Roto tuabin

2. Sự mất cân bằng trong quan hệ vợ chồng

Khi các phép đo độ rung cho thấy chuyển động lệch pha đáng kể giữa hai giá đỡ ổ trục (chỉ ra chuyển động lắc hoặc nghiêng), cặp đôi mất cân bằng có mặt và phải được hiệu chỉnh bằng phương pháp cân bằng hai mặt phẳng.

3. Khi cân bằng một mặt phẳng không đủ

Nếu một nỗ lực tại cân bằng mặt phẳng đơn giảm độ rung ở một ổ trục nhưng lại tăng độ rung ở ổ trục khác, đây là dấu hiệu rõ ràng cho thấy cần phải cân bằng hai mặt phẳng.

4. Rotor cứng có khối lượng phân bố

Ngay cả đối với rôto cứng hoạt động dưới mức đầu tiên của họ tốc độ tới hạn, nếu khối lượng được phân bổ trên một chiều dài trục đáng kể, cân bằng hai mặt phẳng đảm bảo độ rung được giảm thiểu ở mọi vị trí ổ trục.

Quy trình cân bằng hai mặt phẳng

Cân bằng hai mặt phẳng phức tạp hơn cân bằng một mặt phẳng vì các hiệu chỉnh trong một mặt phẳng ảnh hưởng đến độ rung ở cả hai ổ trục. Quy trình sử dụng phương pháp hệ số ảnh hưởng với nhiều trọng lượng thử nghiệm:

Bước 1: Đo lường ban đầu

Chạy máy ở tốc độ cân bằng của nó và đo các vectơ rung động ban đầu (biên độ và giai đoạn) tại cả hai vị trí ổ trục. Đặt tên cho chúng là “Ổ trục 1” và “Ổ trục 2”. Dữ liệu này thể hiện tác động kết hợp của tất cả sự mất cân bằng hiện diện trong rôto.

Bước 2: Xác định mặt phẳng hiệu chỉnh

Chọn hai mặt phẳng hiệu chỉnh Dọc theo rotor, nơi có thể lắp thêm hoặc tháo bớt trọng lượng. Các mặt phẳng này nên được đặt càng xa nhau càng tốt và dễ tiếp cận. Các vị trí thường gặp bao gồm gần mỗi đầu rotor, tại các mặt bích khớp nối hoặc tại các trục quạt.

Bước 3: Thử nghiệm trọng lượng ở mặt phẳng 1

Dừng máy và gắn một quả cân thử tại một vị trí góc đã biết trên mặt phẳng hiệu chỉnh đầu tiên. Vận hành máy và đo độ rung mới tại cả hai ổ trục. Sự thay đổi độ rung tại mỗi ổ trục, do quả cân thử trong Mặt phẳng 1 gây ra, sẽ được ghi lại. Điều này thiết lập hai hệ số ảnh hưởng: ảnh hưởng của Mặt phẳng 1 lên Ổ trục 1 và ảnh hưởng của Mặt phẳng 1 lên Ổ trục 2.

Bước 4: Thử nghiệm trọng lượng trong mặt phẳng 2

Tháo quả cân thử đầu tiên và gắn một quả cân thử khác vào vị trí đã biết trên mặt phẳng hiệu chỉnh thứ hai. Vận hành lại máy và đo độ rung ở cả hai ổ trục. Điều này thiết lập thêm hai hệ số ảnh hưởng: ảnh hưởng của Mặt phẳng 2 lên Ổ trục 1 và ảnh hưởng của Mặt phẳng 2 lên Ổ trục 2.

Bước 5: Tính trọng số hiệu chỉnh

Thiết bị cân bằng hiện có bốn hệ số ảnh hưởng, tạo thành ma trận 2×2 mô tả cách hệ thống rôto phản ứng với trọng lượng trên mỗi mặt phẳng. Sử dụng toán học vectơ và đảo ngược ma trận, thiết bị này giải quyết một hệ thống các phương trình đồng thời để tính toán khối lượng và góc chính xác cần thiết trong mỗi mặt phẳng hiệu chỉnh để giảm thiểu rung động tại cả hai ổ trục cùng một lúc.

Bước 6: Cài đặt Sửa lỗi và Xác minh

Lắp đặt cố định cả hai quả cân hiệu chỉnh đã tính toán và chạy máy để kiểm tra cuối cùng. Lý tưởng nhất là độ rung ở cả hai ổ trục nên được giảm xuống mức chấp nhận được. Nếu không, có thể thực hiện cân chỉnh để tinh chỉnh các hiệu chỉnh.

Hiểu về Ma trận Hệ số Ảnh hưởng

Sức mạnh của cân bằng hai mặt phẳng nằm ở ma trận hệ số ảnh hưởng. Mỗi mặt phẳng hiệu chỉnh đều ảnh hưởng đến độ rung ở cả hai ổ trục, và các hiệu ứng liên kết chéo này phải được tính đến:

• Tác động trực tiếp: Trọng lượng ở Mặt phẳng 1 có ảnh hưởng mạnh nhất đến độ rung ở Vòng bi 1 gần đó và trọng lượng ở Mặt phẳng 2 có ảnh hưởng mạnh nhất đến Vòng bi 2 gần đó.
• Hiệu ứng liên kết chéo: Tuy nhiên, trọng lượng ở Mặt phẳng 1 cũng ảnh hưởng đến Vòng bi 2 (mặc dù thường ở mức độ thấp hơn) và trọng lượng ở Mặt phẳng 2 cũng ảnh hưởng đến Vòng bi 1.

Các phép tính của thiết bị cân bằng tính đến cả bốn hiệu ứng này cùng lúc, đảm bảo rằng các trọng số hiệu chỉnh hoạt động cùng nhau để giảm thiểu độ rung tại mọi điểm đo.

Ưu điểm của cân bằng hai mặt phẳng

• Sửa lỗi hoàn chỉnh: Xử lý cả tình trạng mất cân bằng tĩnh và mất cân bằng cặp, cung cấp giải pháp cân bằng toàn diện cho hầu hết các loại rôto.
• Giảm thiểu rung động ở tất cả các ổ trục: Không giống như cân bằng một mặt phẳng, cân bằng hai mặt phẳng tối ưu hóa khả năng giảm rung động trên toàn bộ hệ thống rôto.
• Kéo dài tuổi thọ linh kiện: Bằng cách giảm rung động tại cả hai vị trí ổ trục, hiện tượng mài mòn ở ổ trục, phớt và khớp nối sẽ được giảm thiểu.
• Tiêu chuẩn công nghiệp: Cân bằng hai mặt phẳng là phương pháp tiêu chuẩn cho hầu hết các máy móc công nghiệp và được nhiều nhà sản xuất thiết bị và tiêu chuẩn công nghiệp yêu cầu.
• Phù hợp với Roto cứng: Cân bằng hiệu quả rôto cứng hoạt động dưới tốc độ tới hạn đầu tiên, chiếm phần lớn các thiết bị công nghiệp.

So sánh với cân bằng một mặt phẳng và cân bằng nhiều mặt phẳng

• so với Mặt phẳng đơn: Cân bằng hai mặt phẳng phức tạp hơn và tốn thời gian hơn nhưng mang lại khả năng giảm rung vượt trội cho tất cả các loại rôto, ngoại trừ loại đĩa hẹp nhất.
• so với Đa mặt phẳng: Vì rôto linh hoạt Khi vận hành ở tốc độ cao hơn tốc độ tới hạn, có thể cần ba hoặc nhiều mặt phẳng hiệu chỉnh. Tuy nhiên, cân bằng hai mặt phẳng là đủ cho phần lớn máy móc công nghiệp.

Những thách thức và giải pháp chung

1. Mặt phẳng hiệu chỉnh không thể tiếp cận

Thách thức: Đôi khi, vị trí mặt phẳng hiệu chỉnh lý tưởng không thể tiếp cận được trên máy đã lắp ráp.
Giải pháp: Sử dụng các vị trí có sẵn như trục khớp nối, cánh quạt hoặc mặt bích ngoài. Các thiết bị hiện đại có thể tính toán được khoảng cách giữa các mặt phẳng không tối ưu.

2. Phản ứng với trọng lượng thử nghiệm không đủ

Thách thức: Nếu trọng lượng thử nghiệm tạo ra rất ít thay đổi về độ rung, hệ số ảnh hưởng sẽ không chính xác.
Giải pháp: Sử dụng quả tạ thử lớn hơn hoặc đặt ở bán kính lớn hơn để tăng hiệu quả.

3. Hành vi hệ thống phi tuyến tính

Thách thức: Một số rôto (đặc biệt là những rôto có linh kiện rời, chân mềm hoặc hoạt động gần cộng hưởng) không phản ứng tuyến tính với trọng lượng hiệu chỉnh.
Giải pháp: Trước tiên hãy giải quyết các vấn đề về cơ học (siết chặt bu lông, điều chỉnh chân mềm) và cân bằng tránh xa tốc độ quan trọng khi có thể.

Ứng dụng cân bằng trường

Cân bằng hai mặt phẳng là phương pháp tiêu chuẩn cho cân bằng trường của máy móc công nghiệp. Với máy phân tích rung động di động và thiết bị cân bằng, kỹ thuật viên có thể thực hiện cân bằng hai mặt phẳng trực tiếp tại chỗ mà không cần tháo rời hay vận chuyển rotor đến xưởng cân bằng. Phương pháp này giúp tiết kiệm thời gian, giảm chi phí và đảm bảo rotor được cân bằng trong điều kiện vận hành thực tế, có tính đến các yếu tố như độ cứng ổ trục, độ linh hoạt của nền móng và tải trọng quy trình.

---

← Quay lại Mục lục chính