Phần I: Cơ sở lý thuyết và quy định của cân bằng động

Cân bằng động tại hiện trường là một trong những hoạt động then chốt trong công nghệ điều chỉnh rung động, nhằm kéo dài tuổi thọ thiết bị công nghiệp và ngăn ngừa các tình huống khẩn cấp. Việc sử dụng các thiết bị di động như Balanset-1A cho phép thực hiện các hoạt động này trực tiếp tại nơi vận hành, giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động và chi phí liên quan đến việc tháo dỡ. Tuy nhiên, để cân bằng thành công, không chỉ cần khả năng sử dụng thiết bị mà còn cần hiểu biết sâu sắc về các quá trình vật lý cơ bản của rung động, cũng như kiến thức về khuôn khổ quy định quản lý chất lượng công việc.

Nguyên lý phương pháp dựa trên việc lắp đặt các quả cân thử và tính toán hệ số ảnh hưởng mất cân bằng. Nói một cách đơn giản, thiết bị đo độ rung (biên độ và pha) của rô-to quay, sau đó người dùng lần lượt thêm các quả cân thử nhỏ vào các mặt phẳng cụ thể để "hiệu chuẩn" ảnh hưởng của khối lượng bổ sung lên độ rung. Dựa trên sự thay đổi về biên độ và pha rung, thiết bị tự động tính toán khối lượng và góc lắp đặt cần thiết của các quả cân hiệu chỉnh để loại bỏ mất cân bằng.

Phương pháp này áp dụng cái gọi là phương pháp ba lần chạy để cân bằng hai mặt phẳng: đo ban đầu và hai lần chạy với quả cân thử (một quả cho mỗi mặt phẳng). Đối với cân bằng một mặt phẳng, thường chỉ cần hai lần chạy - không có quả cân và một quả cân thử. Trong các thiết bị hiện đại, tất cả các phép tính cần thiết đều được thực hiện tự động, giúp đơn giản hóa đáng kể quy trình và giảm yêu cầu về trình độ của người vận hành.

Phần 1.1: Vật lý mất cân bằng: Phân tích chuyên sâu

Nguyên nhân cốt lõi của bất kỳ rung động nào trong thiết bị quay là sự mất cân bằng. Mất cân bằng là tình trạng khối lượng rotor phân bố không đều so với trục quay của nó. Sự phân bố không đều này dẫn đến sự xuất hiện của lực ly tâm, từ đó gây ra rung động cho các giá đỡ và toàn bộ cấu trúc máy. Hậu quả của tình trạng mất cân bằng không được xử lý có thể rất thảm khốc: từ việc mòn sớm và phá hủy ổ trục đến hư hỏng nền móng và bản thân máy móc. Để chẩn đoán và loại bỏ mất cân bằng hiệu quả, cần phân biệt rõ các loại mất cân bằng.

Các loại mất cân bằng

Thiết lập máy cân bằng rôto với hệ thống giám sát điều khiển bằng máy tính để đo lực tĩnh và lực động nhằm phát hiện sự mất cân bằng trong các thành phần động cơ điện quay.

Mất cân bằng tĩnh (mặt phẳng đơn): Loại mất cân bằng này được đặc trưng bởi sự dịch chuyển của khối tâm rotor song song với trục quay. Ở trạng thái tĩnh, rotor như vậy, được lắp trên các lăng trụ nằm ngang, sẽ luôn quay với mặt nặng hướng xuống dưới. Mất cân bằng tĩnh thường xảy ra ở rotor mỏng, hình đĩa, nơi tỷ lệ chiều dài trên đường kính (L/D) nhỏ hơn 0,25, ví dụ như bánh mài hoặc cánh quạt hẹp. Có thể loại bỏ mất cân bằng tĩnh bằng cách lắp một trọng lượng hiệu chỉnh vào một mặt phẳng hiệu chỉnh, đối diện hoàn toàn với điểm nặng.

Sự mất cân bằng của cặp đôi (khoảnh khắc): Loại này xảy ra khi trục quán tính chính của rotor giao với trục quay tại tâm khối lượng nhưng không song song với trục này. Sự mất cân bằng cặp có thể được biểu diễn bằng hai khối lượng không cân bằng có cùng độ lớn nhưng ngược hướng nằm trên các mặt phẳng khác nhau. Ở trạng thái tĩnh, rotor như vậy ở trạng thái cân bằng, và sự mất cân bằng chỉ biểu hiện trong quá trình quay dưới dạng "lắc lư" hoặc "lắc lư". Để bù trừ cho sự mất cân bằng này, cần lắp đặt ít nhất hai quả cân hiệu chỉnh trên hai mặt phẳng khác nhau, tạo ra một mô men bù.

Sơ đồ kỹ thuật của thiết bị kiểm tra rôto động cơ điện có cuộn dây bằng đồng gắn trên ổ trục chính xác, được kết nối với thiết bị giám sát điện tử để đo động lực quay.

Mất cân bằng động: Đây là loại mất cân bằng phổ biến nhất trong điều kiện thực tế, thể hiện sự kết hợp giữa mất cân bằng tĩnh và mất cân bằng kép. Trong trường hợp này, trục quán tính trung tâm chính của rôto không trùng với trục quay và không cắt trục quay tại tâm khối lượng. Để loại bỏ mất cân bằng động, cần hiệu chỉnh khối lượng trên ít nhất hai mặt phẳng. Các thiết bị hai kênh như Balanset-1A được thiết kế đặc biệt để giải quyết vấn đề này.

Mất cân bằng tĩnh gần đúng: Đây là một trường hợp đặc biệt của mất cân bằng động, trong đó trục quán tính chính giao với trục quay nhưng không giao với khối tâm của rô-to. Đây là một điểm khác biệt tinh tế nhưng quan trọng để chẩn đoán các hệ thống rô-to phức tạp.

Rotor cứng và linh hoạt: Sự khác biệt quan trọng

Một trong những khái niệm cơ bản trong cân bằng là sự phân biệt giữa rotor cứng và rotor mềm. Sự phân biệt này quyết định khả năng và phương pháp cân bằng thành công.

Roto cứng: Một rotor được coi là cứng nếu tần số quay hoạt động của nó thấp hơn đáng kể so với tần số tới hạn đầu tiên và không bị biến dạng đàn hồi (độ võng) đáng kể dưới tác động của lực ly tâm. Việc cân bằng rotor như vậy thường được thực hiện thành công trên hai mặt phẳng hiệu chỉnh. Thiết bị Balanset-1A chủ yếu được thiết kế để làm việc với rotor cứng.

Rotor linh hoạt: Một rô-to được coi là linh hoạt nếu nó hoạt động ở tần số quay gần hoặc vượt quá một trong các tần số quan trọng của nó. Trong trường hợp này, độ lệch trục đàn hồi trở nên tương đương với độ dịch chuyển khối tâm và bản thân nó góp phần đáng kể vào độ rung tổng thể.

Việc cố gắng cân bằng rotor mềm bằng phương pháp dành cho rotor cứng (trên hai mặt phẳng) thường dẫn đến thất bại. Việc lắp đặt các trọng số hiệu chỉnh có thể bù trừ độ rung ở tốc độ thấp, dưới mức cộng hưởng, nhưng khi đạt tốc độ vận hành, khi rotor uốn cong, chính những trọng số này có thể làm tăng độ rung bằng cách kích thích một trong các chế độ rung uốn. Đây là một trong những lý do chính khiến việc cân bằng "không hiệu quả", mặc dù tất cả các thao tác với thiết bị đều được thực hiện chính xác. Trước khi bắt đầu công việc, việc phân loại rotor bằng cách đối chiếu tốc độ vận hành của nó với các tần số tới hạn đã biết (hoặc đã tính toán) là vô cùng quan trọng.

Nếu không thể loại bỏ hiện tượng cộng hưởng (ví dụ, nếu máy có tốc độ cố định trùng với tốc độ cộng hưởng), nên tạm thời thay đổi điều kiện lắp đặt của thiết bị (ví dụ, nới lỏng độ cứng của giá đỡ hoặc lắp đặt gioăng đàn hồi tạm thời) trong quá trình cân bằng để dịch chuyển hiện tượng cộng hưởng. Sau khi loại bỏ hiện tượng mất cân bằng rotor và đưa độ rung trở lại bình thường, máy có thể được đưa trở lại điều kiện lắp đặt tiêu chuẩn.

Mục 1.2: Khung pháp lý: Tiêu chuẩn ISO

Tiêu chuẩn trong lĩnh vực cân bằng thực hiện một số chức năng chính: thiết lập thuật ngữ kỹ thuật thống nhất, xác định các yêu cầu chất lượng, và quan trọng hơn, đóng vai trò là cơ sở để cân bằng giữa nhu cầu kỹ thuật và tính khả thi về mặt kinh tế. Việc đặt ra các yêu cầu chất lượng quá mức cho cân bằng là bất lợi, vì vậy tiêu chuẩn giúp xác định mức độ cần thiết để giảm thiểu mất cân bằng. Ngoài ra, chúng có thể được sử dụng trong các mối quan hệ hợp đồng giữa nhà sản xuất và khách hàng để xác định các tiêu chí chấp nhận.

ISO 1940-1-2007 (ISO 1940-1): Yêu cầu chất lượng để cân bằng rotor cứng

Phần mềm cho máy cân bằng di động và máy phân tích rung động Balanset-1A. Máy tính dung sai cân bằng (ISO 1940)

Tiêu chuẩn này là tài liệu cơ bản để xác định độ mất cân bằng dư cho phép. Tiêu chuẩn này giới thiệu khái niệm về cấp chất lượng cân bằng (G), tùy thuộc vào loại máy và tần suất quay của máy.

Chất lượng loại G: Mỗi loại thiết bị tương ứng với một cấp chất lượng cụ thể, không đổi bất kể tốc độ quay. Ví dụ, cấp G6.3 được khuyến nghị cho máy nghiền, và cấp G2.5 cho phần ứng động cơ điện và tua bin.

Tính toán độ mất cân bằng dư cho phép (U_mỗi): Tiêu chuẩn này cho phép tính toán giá trị mất cân bằng cho phép cụ thể, đóng vai trò là chỉ số mục tiêu trong quá trình cân bằng. Việc tính toán được thực hiện theo hai giai đoạn:

1. Xác định độ mất cân bằng riêng cho phép (e_mỗi) sử dụng công thức:
   e_mỗi = (G × 9549) / n
   trong đó G là cấp chất lượng cân bằng (ví dụ: 2,5), n là tần số quay hoạt động, vòng/phút. Đơn vị đo lường cho e_mỗi là g·mm/kg hoặc μm.
2. Xác định độ mất cân bằng dư cho phép (U_mỗi) cho toàn bộ rôto:
   Bạn_mỗi = e_mỗi × M
   trong đó M là khối lượng rôto, kg. Đơn vị đo lường cho U_mỗi là g·mm.

Ví dụ, đối với rôto động cơ điện có khối lượng 5 kg, hoạt động ở tốc độ 3000 vòng/phút với cấp chất lượng G2.5, phép tính sẽ là:

e_mỗi = (2,5 × 9549) / 3000 ≈ 7,96 μm (hoặc g·mm/kg).

Bạn_mỗi = 7,96 × 5 = 39,8 g·mm.

Điều này có nghĩa là sau khi cân bằng, độ mất cân bằng còn lại không được vượt quá 39,8 g·mm.

Việc sử dụng tiêu chuẩn này sẽ chuyển đổi đánh giá chủ quan "độ rung vẫn còn quá cao" thành một tiêu chí khách quan, có thể đo lường được. Nếu báo cáo cân bằng cuối cùng do phần mềm thiết bị tạo ra cho thấy độ mất cân bằng còn lại nằm trong phạm vi dung sai ISO, công việc được coi là đã hoàn thành với chất lượng tốt, điều này bảo vệ người thực hiện trong các tình huống tranh chấp.

ISO 20806-2007 (ISO 20806): Cân bằng tại chỗ

Tiêu chuẩn này điều chỉnh trực tiếp quá trình cân bằng trường.

Thuận lợi: Ưu điểm chính của việc cân bằng tại chỗ là rotor được cân bằng trong điều kiện vận hành thực tế, trên các giá đỡ và dưới tải trọng vận hành. Điều này tự động tính đến các đặc tính động của hệ thống giá đỡ và ảnh hưởng của các bộ phận truyền động trục được kết nối, những yếu tố không thể mô phỏng trên máy cân bằng.

Nhược điểm và hạn chế: Tiêu chuẩn này cũng chỉ ra những nhược điểm đáng kể cần phải cân nhắc khi lập kế hoạch công việc.

• Quyền truy cập hạn chế: Thông thường, việc tiếp cận các mặt phẳng hiệu chỉnh trên máy đã lắp ráp rất khó khăn, hạn chế khả năng lắp đặt trọng lượng.
• Nhu cầu chạy thử: Quá trình cân bằng đòi hỏi máy phải thực hiện nhiều chu kỳ "khởi động-dừng", điều này có thể không được chấp nhận xét về mặt quy trình sản xuất và hiệu quả kinh tế.
• Khó khăn khi mất cân bằng nghiêm trọng: Trong trường hợp mất cân bằng ban đầu rất lớn, những hạn chế về lựa chọn mặt phẳng và khối lượng trọng lượng hiệu chỉnh có thể không cho phép đạt được chất lượng cân bằng cần thiết.

Các tiêu chuẩn liên quan khác

Để đầy đủ hơn, cần đề cập đến các tiêu chuẩn khác, chẳng hạn như loạt tiêu chuẩn ISO 21940 (thay thế ISO 1940), ISO 8821 (quy định việc xem xét ảnh hưởng chính) và ISO 11342 (dành cho rôto linh hoạt).

Phần II: Hướng dẫn thực hành cân bằng với nhạc cụ Balanset-1A

Sự thành công của việc cân bằng 80% phụ thuộc vào sự kỹ lưỡng của công tác chuẩn bị. Hầu hết các lỗi không liên quan đến trục trặc của thiết bị, mà là do bỏ qua các yếu tố ảnh hưởng đến độ lặp lại của phép đo. Nguyên tắc chuẩn bị chính là loại trừ tất cả các nguồn rung động có thể có khác để thiết bị chỉ đo lường tác động của sự mất cân bằng.

Mục 2.1: Nền tảng của thành công: Chẩn đoán cân bằng trước và Chuẩn bị máy

Trước khi kết nối thiết bị, cần phải tiến hành chẩn đoán và chuẩn bị toàn bộ cơ chế.

Bước 1: Chẩn đoán rung động cơ bản (Liệu rung động có thực sự mất cân bằng không?)

Trước khi cân bằng, nên thực hiện đo rung động sơ bộ ở chế độ rung kế. Phần mềm Balanset-1A có chế độ "Máy đo rung động" (nút F5), cho phép bạn đo rung động tổng thể và rung động riêng biệt của linh kiện ở tần số quay (1×) trước khi lắp đặt bất kỳ quả cân nào. Việc chẩn đoán này giúp hiểu rõ bản chất của rung động: nếu biên độ của sóng hài quay chính gần với rung động tổng thể, thì nguồn rung động chủ yếu rất có thể là mất cân bằng rotor, và việc cân bằng sẽ hiệu quả. Ngoài ra, các giá trị pha và rung động từ phép đo này sang phép đo khác phải ổn định và không thay đổi quá 5-10%.

Sử dụng thiết bị ở chế độ máy đo rung hoặc máy phân tích phổ (FFT) để đánh giá sơ bộ tình trạng máy.

Dấu hiệu mất cân bằng cổ điển: Phổ rung động phải có đỉnh ở tần số quay của rô-to (đỉnh ở tần số 1x vòng/phút). Biên độ của thành phần này theo phương ngang và phương thẳng đứng phải tương đương nhau, và biên độ của các sóng hài khác phải thấp hơn đáng kể.

Dấu hiệu của các khiếm khuyết khác: Nếu phổ chứa các đỉnh đáng kể ở các tần số khác (ví dụ: 2x, 3x RPM) hoặc ở các tần số không đa tần, điều này cho thấy sự hiện diện của các vấn đề khác cần được loại bỏ trước khi cân bằng. Ví dụ, đỉnh ở 2x RPM thường cho thấy trục bị lệch.

Bước 2: Kiểm tra cơ khí toàn diện (Danh sách kiểm tra)

Rotor: Vệ sinh kỹ lưỡng tất cả các bề mặt rotor (cánh quạt, búa nghiền, v.v.) khỏi bụi bẩn, gỉ sét và các sản phẩm bám dính. Ngay cả một lượng bụi bẩn nhỏ ở bán kính lớn cũng có thể gây mất cân bằng đáng kể. Kiểm tra xem có bộ phận nào bị hỏng hoặc thiếu (cánh quạt, búa nghiền, bộ phận rời) không.

Vòng bi: Kiểm tra cụm ổ trục xem có bị rơ quá mức, tiếng ồn lạ và quá nhiệt không. Ổ trục bị mòn với khe hở lớn sẽ không cho phép đo chính xác và gây khó khăn cho việc cân bằng. Cần kiểm tra độ khít của cổ trục rotor với vỏ ổ trục và khe hở.

Nền móng và khung: Đảm bảo thiết bị được lắp đặt trên nền móng vững chắc. Kiểm tra độ siết chặt của bu lông neo, khung có bị nứt không. Sự hiện diện của "chân mềm" (khi một giá đỡ không khớp với nền móng) hoặc kết cấu giá đỡ không đủ cứng sẽ dẫn đến hấp thụ năng lượng rung động và các chỉ số đo không ổn định, khó dự đoán.

Lái xe: Đối với bộ truyền động đai, hãy kiểm tra độ căng và tình trạng đai. Đối với kết nối khớp nối - cân chỉnh trục. Việc cân chỉnh không chính xác có thể tạo ra rung động ở tần số 2 vòng/phút, làm sai lệch kết quả đo ở tần số quay.

Safety: Đảm bảo sự hiện diện và khả năng hoạt động của tất cả các thiết bị bảo vệ. Khu vực làm việc phải không có vật lạ và người lạ.

Phần 2.2: Thiết lập và cấu hình thiết bị

Việc lắp đặt cảm biến đúng cách là chìa khóa để có được dữ liệu chính xác và đáng tin cậy.

Cài đặt phần cứng

Cảm biến rung động (gia tốc kế):

• Kết nối cáp cảm biến với các đầu nối thiết bị tương ứng (ví dụ: X1 và X2 cho Balanset-1A).
• Lắp đặt cảm biến vào vỏ ổ trục càng gần rôto càng tốt.
• Thực hành chính: Để đạt được tín hiệu tối đa (độ nhạy cao nhất), cảm biến nên được lắp đặt theo hướng rung động lớn nhất. Đối với hầu hết các máy đặt nằm ngang, đây là hướng nằm ngang, vì độ cứng của nền móng ở mặt phẳng này thường thấp hơn. Sử dụng đế từ tính mạnh hoặc giá đỡ ren để đảm bảo tiếp xúc chắc chắn. Cảm biến được cố định kém là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến dữ liệu thu được không chính xác.

Cảm biến pha (máy đo tốc độ laser):

• Kết nối cảm biến với đầu vào đặc biệt (X3 cho Balanset-1A).
• Dán một miếng băng phản quang nhỏ vào trục hoặc bộ phận quay khác của rô-to. Băng phản quang phải sạch và có độ tương phản tốt.
• Lắp máy đo tốc độ vòng quay lên đế từ sao cho tia laser chiếu chính xác vào điểm cần đo trong suốt vòng quay. Đảm bảo thiết bị hiển thị giá trị số vòng quay mỗi phút (RPM) ổn định.

Nếu cảm biến "bỏ lỡ" dấu hoặc ngược lại phát ra thêm xung, bạn cần hiệu chỉnh độ rộng/màu sắc của dấu hoặc độ nhạy/góc của cảm biến. Ví dụ, nếu có các chi tiết sáng bóng trên rotor, bạn có thể che chúng bằng băng dính mờ để chúng không phản chiếu tia laser. Khi làm việc ngoài trời hoặc trong phòng có ánh sáng mạnh, nếu có thể, hãy bảo vệ cảm biến khỏi ánh sáng trực tiếp, vì ánh sáng mạnh có thể gây nhiễu cho cảm biến pha.

Cấu hình phần mềm (Balanset-1A)

• Khởi chạy phần mềm (với tư cách quản trị viên) và kết nối mô-đun giao diện USB.
• Đi đến mô-đun cân bằng. Tạo một bản ghi mới cho thiết bị đang được cân bằng, nhập tên, khối lượng và các dữ liệu có sẵn khác.
• Chọn loại cân bằng: 1 mặt phẳng (tĩnh) cho rôto hẹp hoặc 2 mặt phẳng (động) cho hầu hết các trường hợp khác.
• Xác định mặt phẳng hiệu chỉnh: chọn những vị trí trên rôto nơi có thể lắp đặt trọng lượng hiệu chỉnh một cách an toàn và đáng tin cậy (ví dụ: đĩa sau của cánh quạt, rãnh đặc biệt trên trục).

Phần 2.3: Quy trình cân bằng: Hướng dẫn từng bước

Quy trình này dựa trên phương pháp hệ số ảnh hưởng, trong đó thiết bị "học" cách rotor phản ứng với việc lắp đặt một khối lượng đã biết. Thiết bị Balanset-1A tự động hóa quy trình này.

Cách tiếp cận như vậy áp dụng phương pháp ba lần chạy để cân bằng hai mặt phẳng: phép đo ban đầu và hai lần chạy với trọng lượng thử (một quả ở mỗi mặt phẳng).

Chạy 0: Đo lường ban đầu

• Khởi động máy và đưa máy về tốc độ vận hành ổn định. Điều cực kỳ quan trọng là tốc độ quay phải giống nhau trong tất cả các lần vận hành tiếp theo.
• Trong chương trình, hãy bắt đầu đo. Thiết bị sẽ ghi lại biên độ rung động ban đầu và các giá trị pha (còn gọi là vectơ ban đầu "O").

Thiết bị kiểm tra động cơ công nghiệp với rôto quấn đồng gắn trên ổ trục chính xác, có hệ thống giám sát điều khiển bằng máy tính để phân tích và chẩn đoán hiệu suất điện.

Giao diện phần mềm cân bằng động hai mặt phẳng hiển thị dữ liệu phân tích rung động với dạng sóng miền thời gian và biểu đồ phổ tần số để chẩn đoán máy móc quay.

Chạy 1: Thử nghiệm trọng lượng trong máy bay 1

• Dừng máy lại.
• Lựa chọn trọng lượng thử nghiệm: Đây là bước quan trọng nhất tùy thuộc vào người vận hành. Khối lượng của quả cân thử nghiệm phải đủ lớn để gây ra sự thay đổi đáng kể trong các thông số rung động (thay đổi biên độ ít nhất 20-30% HOẶC thay đổi pha ít nhất 20-30 độ). Nếu thay đổi quá nhỏ, độ chính xác tính toán sẽ thấp. Điều này xảy ra do tín hiệu hữu ích yếu từ quả cân thử nghiệm bị "chìm" trong nhiễu hệ thống (độ rơ ổ trục, nhiễu loạn dòng chảy), dẫn đến tính toán hệ số ảnh hưởng không chính xác.
• Lắp đặt trọng lượng thử nghiệm: Gắn chặt quả cân thử đã cân (m_t) tại bán kính (r) đã biết trong mặt phẳng 1. Giá đỡ phải chịu được lực ly tâm. Ghi lại vị trí góc của quả nặng so với vạch pha.
• Khởi động máy ở tốc độ ổn định như cũ.
• Thực hiện phép đo thứ hai. Thiết bị sẽ ghi lại vectơ rung động mới ("O+T").
• Dừng máy và THÁO quả tạ thử ra (trừ khi chương trình chỉ định khác).

Bản dựng 3D về thiết lập thử nghiệm rôto động cơ điện với cuộn dây đồng gắn trên thiết bị cân bằng chính xác, được kết nối với cảm biến chẩn đoán và máy tính xách tay để phân tích hiệu suất.

Giao diện phần mềm cân bằng động hai mặt phẳng hiển thị phân tích rung động với dạng sóng miền thời gian và phổ tần số để cân bằng máy móc quay ở tốc độ ~2960 vòng/phút.

Chạy 2: Thử nghiệm trọng lượng trong mặt phẳng 2 (để cân bằng 2 mặt phẳng)

• Lặp lại chính xác quy trình từ bước 2, nhưng lần này lắp quả nặng thử vào mặt phẳng 2.
• Bắt đầu, đo, dừng lại và THÁO quả cân thử.

Thiết bị kiểm tra động cơ công nghiệp với cuộn dây đồng gắn trên giá đỡ, có chức năng chẩn đoán điều khiển bằng máy tính xách tay để phân tích hiệu suất và hiệu quả của động cơ điện.

Giao diện máy cân bằng động hai mặt phẳng hiển thị kết quả phân tích độ rung và tính toán hiệu chỉnh khối lượng cho thiết bị quay, với các chỉ số mất cân bằng còn lại.

Tính toán và lắp đặt trọng số hiệu chỉnh

• Dựa trên những thay đổi vectơ được ghi lại trong quá trình chạy thử, chương trình sẽ tự động tính toán khối lượng và góc lắp đặt của trọng lượng hiệu chỉnh cho mỗi mặt phẳng.
• Góc lắp đặt thường được đo từ vị trí thử tải theo hướng quay của rôto.
• Gắn chặt các vật nặng cố định. Khi hàn, hãy nhớ rằng bản thân mối hàn cũng có khối lượng. Khi sử dụng bu lông, cần tính đến khối lượng của chúng.

Mô hình kết xuất 3D của cuộn dây điện từ lớn hoặc stato động cơ được gắn trên thiết bị thử nghiệm, với cuộn dây bằng đồng và thiết bị giám sát để phân tích điện và đánh giá hiệu suất.

Giao diện phần mềm máy cân bằng động hiển thị kết quả cân bằng hai mặt phẳng với khối lượng hiệu chỉnh là 0,290g và 0,270g ở các góc cụ thể để loại bỏ rung động.

Phân tích cân bằng động hai mặt phẳng hiển thị đồ thị cực để hiệu chỉnh rô-to. Giao diện hiển thị các yêu cầu bổ sung khối lượng (0,290g ở góc 206° cho Mặt phẳng 1, 0,270g ở góc 9° cho Mặt phẳng 2) để giảm thiểu rung động và đạt được cân bằng cơ học trong máy móc quay.

Chạy 3: Đo kiểm tra và cân bằng chính xác

• Khởi động lại máy.
• Thực hiện phép đo kiểm soát để đánh giá mức độ rung động còn lại.
• So sánh giá trị thu được với dung sai tính toán theo ISO 1940-1.
• Nếu độ rung vẫn vượt quá giới hạn cho phép, thiết bị sẽ sử dụng các hệ số ảnh hưởng đã biết để tính toán một phép hiệu chỉnh "tinh" (cắt) nhỏ. Lắp thêm quả cân này và kiểm tra lại. Thông thường, một hoặc hai chu kỳ cân bằng tinh là đủ.
• Sau khi hoàn tất, hãy lưu báo cáo và hệ số ảnh hưởng để có thể sử dụng trong tương lai trên các máy tương tự.

Bản kết xuất 3D của cụm rôto động cơ điện trên thiết bị thử nghiệm, có cuộn dây bằng đồng với đèn báo chẩn đoán màu xanh lá cây và các thiết bị đo được kết nối để phân tích kiểm soát chất lượng.

Giao diện phần mềm cân bằng động hai mặt phẳng hiển thị kết quả đo độ rung và tính toán hiệu chỉnh cho máy móc quay, hiển thị khối lượng thử nghiệm, góc và giá trị mất cân bằng còn lại.

Phần III: Giải quyết vấn đề và khắc phục sự cố nâng cao

Phần này dành riêng cho những khía cạnh phức tạp nhất của việc cân bằng tại hiện trường - những tình huống mà quy trình tiêu chuẩn không mang lại kết quả.

Cân bằng động liên quan đến việc quay các bộ phận lớn, vì vậy việc tuân thủ các quy trình an toàn là vô cùng quan trọng. Dưới đây là các biện pháp an toàn chính khi cân bằng rotor tại chỗ:

Các biện pháp an toàn

Ngăn ngừa khởi động ngẫu nhiên (Khóa/Gắn thẻ): Trước khi bắt đầu công việc, cần ngắt điện và ngắt kết nối bộ truyền động rô-to. Các biển báo cảnh báo được treo trên các thiết bị khởi động để tránh việc khởi động máy do nhầm lẫn. Rủi ro chính là rô-to khởi động đột ngột trong quá trình lắp đặt quả cân hoặc cảm biến. Do đó, trước khi lắp đặt quả cân thử hoặc quả cân hiệu chuẩn, trục phải được dừng chắc chắn và không thể khởi động mà không có sự đồng ý của bạn. Ví dụ, hãy ngắt kết nối công tắc tự động của động cơ và treo khóa có gắn thẻ, hoặc tháo cầu chì. Chỉ sau khi đảm bảo rô-to không khởi động tự động thì mới có thể tiến hành lắp đặt quả cân.

Thiết bị bảo vệ cá nhân: Khi làm việc với các bộ phận quay, hãy sử dụng thiết bị bảo hộ cá nhân (PPE) phù hợp. Kính an toàn hoặc tấm chắn mặt là bắt buộc để bảo vệ khỏi các bộ phận nhỏ hoặc vật nặng có thể văng ra ngoài. Găng tay - nếu phù hợp (chúng sẽ bảo vệ tay trong quá trình lắp đặt vật nặng, nhưng trong quá trình đo lường, tốt hơn là không nên mặc quần áo rộng và đeo găng tay vì chúng có thể vướng vào các bộ phận quay). Quần áo nên vừa vặn, không có mép vải lỏng lẻo. Tóc dài nên được giấu dưới mũ trùm đầu. Sử dụng nút tai hoặc tai nghe - khi làm việc với máy móc ồn ào (ví dụ, cân bằng quạt lớn có thể đi kèm với tiếng ồn lớn). Nếu sử dụng hàn để gắn vật nặng - hãy đeo thêm mặt nạ hàn, găng tay hàn, loại bỏ các vật liệu dễ cháy.

Khu vực nguy hiểm xung quanh máy: Hạn chế người không có nhiệm vụ tiếp cận khu vực cân bằng. Trong quá trình chạy thử, rào chắn hoặc ít nhất là băng cảnh báo được lắp đặt xung quanh thiết bị. Bán kính vùng nguy hiểm tối thiểu là 3-5 mét, và thậm chí còn lớn hơn đối với rotor lớn. Không ai được đứng trên đường dây của các bộ phận quay hoặc gần mặt phẳng quay của rotor trong quá trình tăng tốc. Hãy sẵn sàng cho các tình huống khẩn cấp: người vận hành nên chuẩn bị sẵn nút dừng khẩn cấp hoặc ở gần công tắc nguồn để ngắt điện ngay lập tức thiết bị trong trường hợp có tiếng ồn lạ, độ rung vượt quá mức cho phép hoặc trọng lượng bị văng ra ngoài.

Đính kèm trọng lượng đáng tin cậy: Khi gắn tạ thử hoặc tạ hiệu chỉnh cố định, hãy đặc biệt chú ý đến cách cố định chúng. Tạ thử tạm thời thường được gắn bằng bu lông vào lỗ có sẵn hoặc dán bằng băng dính chắc/băng dính hai mặt (đối với tạ nhỏ và tốc độ thấp) hoặc hàn đính tại một vài điểm (nếu an toàn và vật liệu cho phép). Tạ hiệu chỉnh cố định nên được cố định chắc chắn và lâu dài: theo nguyên tắc, chúng được hàn, vặn bằng bu lông/vít hoặc khoan kim loại (loại bỏ khối lượng) ở những vị trí cần thiết. Tuyệt đối không được để tạ cố định kém trên rôto (ví dụ, với nam châm không có đệm dự phòng hoặc keo yếu) trong khi quay - tạ bị đẩy ra sẽ trở thành vật phóng nguy hiểm. Luôn tính toán lực ly tâm: ngay cả một bu lông 10 gram ở tốc độ 3000 vòng/phút cũng tạo ra lực đẩy lớn, do đó phụ kiện phải chịu được quá tải với biên độ lớn. Sau mỗi lần dừng, hãy kiểm tra xem phụ kiện tạ thử đã bị lỏng chưa trước khi khởi động lại rôto.

An toàn điện của thiết bị: Thiết bị Balanset-1A thường được cấp nguồn từ cổng USB của máy tính xách tay, vốn rất an toàn. Tuy nhiên, nếu máy tính xách tay được kết nối với mạng 220V thông qua bộ chuyển đổi, cần tuân thủ các biện pháp an toàn điện chung - sử dụng ổ cắm có nối đất, không đi dây cáp qua khu vực ẩm ướt hoặc nóng, bảo vệ thiết bị khỏi hơi ẩm. Nghiêm cấm tháo rời hoặc sửa chữa thiết bị Balanset hoặc nguồn điện của thiết bị khi đang được kết nối với mạng. Tất cả các kết nối cảm biến chỉ được thực hiện khi thiết bị đã ngắt điện (ngắt kết nối USB hoặc ngắt nguồn máy tính xách tay). Nếu có điện áp không ổn định hoặc nhiễu điện mạnh tại nơi làm việc, nên cấp nguồn cho máy tính xách tay từ nguồn độc lập (UPS, pin) để tránh nhiễu tín hiệu hoặc làm thiết bị tắt.

Tính toán các tính năng của rôto: Một số rotor có thể cần thêm các biện pháp phòng ngừa. Ví dụ, khi cân bằng rotor tốc độ cao, hãy đảm bảo chúng không vượt quá tốc độ cho phép (đừng "chạy trốn"). Để làm được điều này, có thể sử dụng các giới hạn tốc độ quay hoặc kiểm tra tần số quay trước. Các rotor dài linh hoạt trong quá trình quay có thể vượt quá tốc độ tới hạn - hãy sẵn sàng giảm tốc độ quay nhanh chóng khi rung động quá mức. Nếu thực hiện cân bằng trên một thiết bị có chất lỏng làm việc (ví dụ: bơm, hệ thống thủy lực) - hãy đảm bảo rằng trong quá trình cân bằng sẽ không có nguồn cung cấp chất lỏng hoặc các thay đổi tải khác.

Tài liệu và truyền thông: Theo quy định an toàn lao động, nên có hướng dẫn thực hiện an toàn công việc cân bằng dành riêng cho doanh nghiệp của bạn. Hướng dẫn nên quy định tất cả các biện pháp được liệt kê và có thể bao gồm cả các biện pháp bổ sung (ví dụ: yêu cầu có người quan sát thứ hai, kiểm tra dụng cụ trước khi làm việc, v.v.). Hãy hướng dẫn toàn bộ nhóm tham gia làm việc với các hướng dẫn này. Trước khi bắt đầu thí nghiệm, hãy tiến hành một cuộc họp ngắn: ai làm gì, khi nào cần ra hiệu dừng, cần đưa ra những biển báo thông thường nào. Điều này đặc biệt quan trọng nếu một người ở bảng điều khiển và một người khác ở thiết bị đo lường.

Việc tuân thủ các biện pháp được liệt kê sẽ giảm thiểu rủi ro trong quá trình giữ thăng bằng. Hãy nhớ rằng an toàn quan trọng hơn tốc độ giữ thăng bằng. Tốt hơn hết là dành nhiều thời gian cho việc chuẩn bị và kiểm soát hơn là để xảy ra tai nạn. Trong quá trình thực hành giữ thăng bằng, có những trường hợp vi phạm quy tắc (ví dụ: buộc vật nặng quá chặt) đã dẫn đến tai nạn và thương tích. Do đó, hãy tiếp cận quá trình này một cách có trách nhiệm: giữ thăng bằng không chỉ là một hoạt động kỹ thuật mà còn tiềm ẩn nhiều nguy hiểm, đòi hỏi tính kỷ luật và sự tập trung cao độ.

Mục 3.1: Chẩn đoán và khắc phục sự bất ổn định của phép đo (chỉ số "trôi nổi")

Triệu chứng: Trong quá trình đo lặp lại trong điều kiện giống hệt nhau, biên độ và/hoặc pha thay đổi đáng kể ("trôi", "nhảy"). Điều này khiến việc tính toán hiệu chỉnh trở nên bất khả thi.

Nguyên nhân gốc rễ: Thiết bị không bị trục trặc. Nó báo cáo chính xác rằng phản ứng rung động của hệ thống không ổn định và khó dự đoán. Nhiệm vụ của chuyên gia là tìm ra và loại bỏ nguyên nhân gây ra sự bất ổn này.

Thuật toán chẩn đoán có hệ thống:

• Độ lỏng cơ học: Đây là nguyên nhân thường gặp nhất. Kiểm tra độ siết chặt của bu lông lắp ổ trục, bu lông neo khung. Kiểm tra các vết nứt ở móng hoặc khung. Loại bỏ hiện tượng "chân mềm".
• Lỗi ổ trục: Khoảng hở bên trong quá mức ở ổ trục lăn hoặc sự mài mòn vỏ ổ trục khiến trục chuyển động hỗn loạn bên trong giá đỡ, dẫn đến các giá trị đọc không ổn định.
• Sự bất ổn liên quan đến quá trình:
  • Khí động học (quạt): Luồng khí hỗn loạn, dòng chảy tách khỏi cánh quạt có thể gây ra tác động lực ngẫu nhiên lên cánh quạt.
  • Thủy lực (bơm): Hiện tượng sủi bọt - sự hình thành và vỡ bọt khí trong chất lỏng - tạo ra những cú sốc thủy lực mạnh mẽ, ngẫu nhiên. Những cú sốc này che khuất hoàn toàn tín hiệu tuần hoàn khỏi sự mất cân bằng và khiến việc cân bằng trở nên bất khả thi.
  • Chuyển động khối lượng bên trong (máy nghiền, máy xay): Trong quá trình hoạt động, vật liệu có thể di chuyển và phân phối lại bên trong rôto, hoạt động như "sự mất cân bằng di động".
• Cộng hưởng: Nếu tốc độ vận hành rất gần với tần số tự nhiên của kết cấu, ngay cả những thay đổi nhỏ về tốc độ (50-100 vòng/phút) cũng có thể gây ra những thay đổi lớn về biên độ và pha rung động. Việc cân bằng trong vùng cộng hưởng là không thể. Cần phải thực hiện thử nghiệm chạy đà (khi dừng máy) để xác định các đỉnh cộng hưởng và chọn tốc độ cân bằng cách xa các đỉnh này.
• Hiệu ứng nhiệt: Khi máy nóng lên, sự giãn nở nhiệt có thể làm cong trục hoặc thay đổi độ thẳng hàng, dẫn đến kết quả đọc bị "trôi". Cần đợi cho đến khi máy đạt chế độ nhiệt ổn định và thực hiện tất cả các phép đo ở nhiệt độ này.
• Ảnh hưởng của thiết bị lân cận: Rung động mạnh từ các máy móc vận hành gần đó có thể truyền qua sàn và làm sai lệch kết quả đo. Nếu có thể, hãy cách ly thiết bị đang cân bằng hoặc dừng nguồn nhiễu.

Phần 3.2: Khi việc cân bằng không có tác dụng: Xác định các khuyết tật gốc

Triệu chứng: Quy trình cân bằng đã được thực hiện, các chỉ số ổn định, nhưng độ rung cuối cùng vẫn cao. Hoặc việc cân bằng ở một mặt phẳng làm độ rung ở mặt phẳng khác trở nên tồi tệ hơn.

Nguyên nhân gốc rễ: Độ rung tăng không phải do mất cân bằng đơn thuần. Người vận hành đang cố gắng giải quyết vấn đề hình học hoặc lỗi linh kiện bằng phương pháp hiệu chỉnh khối lượng. Trong trường hợp này, một nỗ lực cân bằng không thành công là một bài kiểm tra chẩn đoán thành công, chứng minh rằng vấn đề không phải do mất cân bằng.

Sử dụng máy phân tích phổ để chẩn đoán phân biệt:

• Độ lệch trục: Dấu hiệu chính - độ rung đỉnh cao ở tần số 2x vòng/phút, thường đi kèm với đỉnh cao đáng kể ở tần số 1x vòng/phút. Độ rung dọc trục cao cũng là một đặc điểm. Nỗ lực "cân bằng" độ lệch trục chắc chắn sẽ thất bại. Giải pháp - thực hiện cân chỉnh trục chất lượng.
• Lỗi ổ trục lăn: Biểu hiện dưới dạng rung động tần số cao trong phổ ở các tần số "mang tính" đặc trưng (BPFO, BPFI, BSF, FTF) không phải là bội số của tần số quay. Chức năng FFT trong các thiết bị Balanset giúp phát hiện các đỉnh này.
• Mũi trục: Biểu hiện là đỉnh cao ở tốc độ 1x RPM (tương tự như mất cân bằng) nhưng thường đi kèm với thành phần đáng chú ý ở tốc độ 2x RPM và độ rung trục cao, khiến hình ảnh trông giống như sự kết hợp của mất cân bằng và mất cân bằng.
• Sự cố về điện (động cơ điện): Sự bất đối xứng từ trường (ví dụ, do khuyết tật thanh rotor hoặc độ lệch tâm khe hở không khí) có thể gây ra rung động ở tần số nguồn gấp đôi (100 Hz đối với mạng 50 Hz). Rung động này không thể được loại bỏ bằng cân bằng cơ học.

Một ví dụ về mối quan hệ nhân quả phức tạp là hiện tượng sủi bọt trong bơm. Áp suất đầu vào thấp dẫn đến sôi chất lỏng và hình thành bọt hơi. Sự sụp đổ tiếp theo của chúng trên cánh bơm gây ra hai tác động: 1) mài mòn cánh bơm, theo thời gian thực sự làm thay đổi cân bằng rotor; 2) các xung thủy lực mạnh ngẫu nhiên tạo ra "nhiễu" dao động dải rộng, che khuất hoàn toàn tín hiệu hữu ích khỏi sự mất cân bằng và khiến các chỉ số đo không ổn định. Giải pháp không phải là cân bằng mà là loại bỏ nguyên nhân thủy lực: kiểm tra và vệ sinh đường ống hút, đảm bảo đủ biên độ sủi bọt (NPSH).

Các lỗi cân bằng thường gặp và mẹo phòng ngừa

Khi thực hiện cân bằng rotor, đặc biệt là trong điều kiện thực tế, người mới bắt đầu thường gặp phải những lỗi điển hình. Dưới đây là những lỗi thường gặp và khuyến nghị về cách tránh chúng:

Cân bằng rotor bị lỗi hoặc bẩn: Một trong những sai lầm thường gặp nhất là cố gắng cân bằng một rôto có các vấn đề khác: ổ trục bị mòn, lỏng lẻo, nứt, bám bụi, v.v. Do đó, mất cân bằng có thể không phải là nguyên nhân chính gây ra rung động và sau nhiều lần thử, độ rung vẫn ở mức cao. Lời khuyên: luôn kiểm tra tình trạng của cơ cấu trước khi cân bằng.

Trọng lượng thử quá nhỏ: Một lỗi thường gặp là lắp đặt quả cân thử có khối lượng không đủ. Kết quả là, ảnh hưởng của nó bị chìm trong nhiễu đo lường: pha hầu như không thay đổi, biên độ chỉ thay đổi vài phần trăm và phép tính trọng lượng hiệu chỉnh trở nên không chính xác. Lời khuyên: hãy hướng tới quy tắc thay đổi độ rung 20-30%. Đôi khi, tốt hơn là nên thử nhiều lần với các quả cân thử khác nhau (giữ nguyên tùy chọn thành công nhất) - thiết bị cho phép điều này, bạn sẽ chỉ ghi đè lên kết quả Chạy 1. Cũng lưu ý: việc sử dụng quả cân thử quá lớn cũng không mong muốn, vì nó có thể làm quá tải các giá đỡ. Chọn một quả cân thử có khối lượng sao cho khi lắp đặt, biên độ rung 1× thay đổi ít nhất một phần tư so với ban đầu. Nếu sau lần chạy thử đầu tiên, bạn thấy những thay đổi là nhỏ - hãy mạnh dạn tăng khối lượng của quả cân thử và lặp lại phép đo.

Không tuân thủ chế độ ổn định và hiệu ứng cộng hưởng: Nếu trong quá trình cân bằng giữa các lần chạy khác nhau, rô-tơ quay với tốc độ khác nhau đáng kể, hoặc trong quá trình đo, tốc độ "trôi nổi", kết quả sẽ không chính xác. Ngoài ra, nếu tốc độ gần với tần số cộng hưởng của hệ thống, phản ứng rung động có thể không thể đoán trước (độ lệch pha lớn, phân tán biên độ). Sai lầm là bỏ qua các yếu tố này. Lời khuyên: luôn duy trì tốc độ quay ổn định và giống hệt nhau trong tất cả các phép đo. Nếu biến tần có bộ điều chỉnh, hãy đặt số vòng quay cố định (ví dụ: chính xác 1500 vòng/phút cho tất cả các phép đo). Tránh vượt qua các tốc độ tới hạn của cấu trúc. Nếu bạn nhận thấy pha "nhảy" từ lần chạy này sang lần chạy khác và biên độ không lặp lại trong cùng điều kiện - hãy nghi ngờ có cộng hưởng. Trong trường hợp này, hãy thử giảm hoặc tăng tốc độ 10-15% và lặp lại các phép đo, hoặc thay đổi độ cứng lắp đặt máy để làm giảm cộng hưởng. Nhiệm vụ là đưa chế độ đo ra khỏi vùng cộng hưởng, nếu không việc cân bằng sẽ vô nghĩa.

Lỗi pha và lỗi đánh dấu: Đôi khi người dùng bị nhầm lẫn với các phép đo góc. Ví dụ, chỉ định sai vị trí cần đếm góc lắp đặt quả cân. Kết quả là, quả cân được lắp đặt không đúng vị trí mà thiết bị đã tính toán. Lời khuyên: hãy theo dõi cẩn thận việc xác định góc. Trong Balanset-1A, góc quả cân hiệu chỉnh thường được đo từ vị trí quả cân thử theo hướng quay. Nghĩa là, nếu thiết bị hiển thị, chẳng hạn, "Mặt phẳng 1: 45°", điều này có nghĩa là - từ điểm đặt quả cân thử, hãy đo 45° theo hướng quay. Ví dụ, kim đồng hồ chạy "theo chiều kim đồng hồ" và rô-to quay "theo chiều kim đồng hồ", do đó, góc 90 độ sẽ là vị trí 3 giờ trên mặt số. Một số thiết bị (hoặc chương trình) có thể đo pha từ vạch chia hoặc theo hướng ngược lại - hãy luôn đọc kỹ hướng dẫn sử dụng thiết bị. Để tránh nhầm lẫn, bạn có thể đánh dấu trực tiếp trên rô-to: đánh dấu vị trí quả cân thử là 0°, sau đó chỉ ra hướng quay bằng mũi tên và sử dụng thước đo góc hoặc mẫu giấy để đo góc cho quả cân cố định.

Lưu ý: Trong quá trình cân bằng, không được di chuyển máy đo tốc độ. Máy đo tốc độ phải luôn hướng về cùng một điểm trên chu vi. Nếu vạch pha bị dịch chuyển hoặc cảm biến pha được lắp lại, toàn bộ hình ảnh pha sẽ bị nhiễu.

Gắn sai hoặc mất trọng lượng: Có thể do vội vàng, quả cân đã bị vặn không đúng cách, và trong lần khởi động tiếp theo, nó bị rơi ra hoặc dịch chuyển. Khi đó, mọi phép đo trong lần chạy này đều vô ích, và quan trọng nhất là rất nguy hiểm. Hoặc một sai lầm khác - quên tháo quả cân thử khi phương pháp yêu cầu phải tháo ra, và kết quả là thiết bị nghĩ rằng nó không có ở đó, nhưng nó vẫn nằm trên rô-to (hoặc ngược lại - chương trình dự kiến sẽ để lại nó, nhưng bạn đã tháo nó ra). Lời khuyên: hãy tuân thủ nghiêm ngặt phương pháp đã chọn - nếu cần tháo quả cân thử trước khi lắp quả thứ hai, hãy tháo nó ra và đừng quên nó. Sử dụng danh sách kiểm tra: "tháo quả cân thử 1, tháo quả cân thử 2" - trước khi tính toán, hãy đảm bảo không có khối lượng thừa nào trên rô-to. Khi lắp quả cân, hãy luôn kiểm tra độ tin cậy của chúng. Tốt hơn là nên dành thêm 5 phút để khoan hoặc siết bu-lông thay vì sau đó mới tìm kiếm bộ phận bị văng ra. Không bao giờ đứng trong mặt phẳng có thể văng ra trong khi quay - đây là quy tắc an toàn và cũng là để phòng ngừa sai sót.

Không sử dụng khả năng của thiết bị: Một số người vận hành vô tình bỏ qua các chức năng hữu ích của Balanset-1A. Ví dụ, họ không lưu hệ số ảnh hưởng cho các rô-to tương tự, không sử dụng biểu đồ coast-down và chế độ phổ nếu thiết bị có cung cấp. Lời khuyên: hãy làm quen với hướng dẫn sử dụng thiết bị và sử dụng tất cả các tùy chọn trong đó. Balanset-1A có thể xây dựng biểu đồ về sự thay đổi độ rung trong quá trình coast-down (hữu ích cho việc phát hiện cộng hưởng), thực hiện phân tích phổ (giúp đảm bảo sóng hài 1× chiếm ưu thế) và thậm chí đo độ rung trục tương đối thông qua các cảm biến không tiếp xúc nếu được kết nối. Các chức năng này có thể cung cấp thông tin giá trị. Ngoài ra, các hệ số ảnh hưởng được lưu sẽ cho phép cân bằng rô-to tương tự vào lần sau mà không cần cân thử - chỉ cần một lần chạy là đủ, tiết kiệm thời gian.

Tóm lại, mỗi sai sót đều dễ phòng ngừa hơn là sửa chữa. Việc chuẩn bị kỹ lưỡng, tuân thủ chặt chẽ phương pháp đo lường, sử dụng các phương tiện cố định đáng tin cậy và áp dụng logic thiết bị là chìa khóa cho sự cân bằng thành công và nhanh chóng. Nếu có sự cố xảy ra - đừng ngần ngại tạm dừng quy trình, phân tích tình hình (có thể nhờ sự trợ giúp của chẩn đoán rung động) và sau đó mới tiếp tục. Cân bằng là một quá trình lặp đi lặp lại đòi hỏi sự kiên nhẫn và chính xác.

Ví dụ về thiết lập và hiệu chuẩn trong thực tế:

Hãy tưởng tượng chúng ta cần cân bằng rotor của hai cụm quạt thông gió giống hệt nhau. Thiết lập thiết bị được thực hiện cho quạt đầu tiên: chúng ta cài đặt phần mềm, kết nối các cảm biến (hai cảm biến trên giá đỡ, cảm biến quang trên chân đế), chuẩn bị quạt để khởi động (tháo vỏ, đánh dấu). Chúng ta thực hiện cân bằng quạt đầu tiên với các quả cân thử, thiết bị tính toán và đề xuất hiệu chỉnh - chúng ta lắp đặt quả cân, đạt được độ giảm rung động theo tiêu chuẩn. Sau đó, chúng ta lưu tệp hệ số (thông qua menu thiết bị). Bây giờ, chuyển sang quạt thứ hai giống hệt nhau, chúng ta có thể tải tệp này. Thiết bị sẽ yêu cầu thực hiện ngay một lần chạy kiểm soát (về cơ bản là phép đo Chạy 0 cho quạt thứ hai) và, sử dụng các hệ số đã tải trước đó, ngay lập tức cung cấp khối lượng và góc của các quả cân hiệu chỉnh cho quạt thứ hai. Chúng ta lắp các quả cân, khởi động - và đạt được độ giảm rung động đáng kể ngay từ lần thử đầu tiên, thường nằm trong phạm vi dung sai. Do đó, thiết lập thiết bị với dữ liệu hiệu chuẩn được lưu trên máy đầu tiên cho phép giảm đáng kể thời gian cân bằng cho quạt thứ hai. Tất nhiên, nếu độ rung của quạt thứ hai không giảm xuống mức tiêu chuẩn, có thể thực hiện các chu kỳ bổ sung với các quả cân thử riêng lẻ, nhưng dữ liệu được lưu thường chứng tỏ là đủ.

Cân bằng tiêu chuẩn chất lượng

Phần IV: Những câu hỏi thường gặp và Ghi chú về đơn đăng ký

Phần này tóm tắt những lời khuyên thực tế và trả lời những câu hỏi thường gặp nhất của các chuyên gia trong lĩnh vực này.

Mục 4.1: Câu hỏi thường gặp chung (FAQ)

Khi nào sử dụng cân bằng 1 mặt phẳng và khi nào sử dụng cân bằng 2 mặt phẳng?
Sử dụng cân bằng 1 mặt phẳng (tĩnh) cho rôto hình đĩa hẹp (tỷ lệ L/D < 0,25) khi mất cân bằng cặp cánh là không đáng kể. Sử dụng cân bằng 2 mặt phẳng (động) cho hầu hết các rotor khác, đặc biệt là với L/D > 0,25 hoặc hoạt động ở tốc độ cao.

Phải làm gì nếu trọng lượng thử nghiệm gây ra rung động nguy hiểm?
Dừng máy ngay lập tức. Điều này có nghĩa là quả cân thử đã được lắp gần điểm nặng hiện có, làm trầm trọng thêm tình trạng mất cân bằng. Giải pháp rất đơn giản: di chuyển quả cân thử 180 độ so với vị trí ban đầu.

Hệ số ảnh hưởng đã lưu có thể được sử dụng cho máy khác không?
Có, nhưng chỉ khi máy kia hoàn toàn giống hệt - cùng model, cùng rotor, cùng nền tảng, cùng ổ trục. Bất kỳ thay đổi nào về độ cứng kết cấu cũng sẽ làm thay đổi hệ số ảnh hưởng, khiến chúng không còn giá trị. Phương pháp tốt nhất là luôn tiến hành chạy thử nghiệm mới cho mỗi máy mới.

Làm thế nào để tính toán rãnh then? (ISO 8821)
Thực hành tiêu chuẩn (trừ khi có quy định khác trong tài liệu) là sử dụng "một nửa chìa khóa" trong rãnh then trục khi cân bằng mà không có bộ phận khớp nối. Điều này sẽ bù cho khối lượng của phần then lấp đầy rãnh trên trục. Sử dụng một chìa khóa đầy đủ hoặc cân bằng mà không có chìa khóa sẽ dẫn đến việc lắp ráp không cân bằng.

Các biện pháp an toàn quan trọng nhất là gì?

• An toàn điện: Sử dụng sơ đồ kết nối với hai công tắc tuần tự để ngăn ngừa rotor "trượt" ngoài ý muốn. Áp dụng quy trình khóa và gắn thẻ (LOTO) khi lắp đặt tạ. Công việc phải được thực hiện dưới sự giám sát và khu vực làm việc phải được rào chắn.
• An toàn cơ học: Không làm việc khi mặc quần áo rộng thùng thình và các bộ phận rung lắc. Trước khi bắt đầu, hãy đảm bảo tất cả các tấm chắn bảo vệ đã được lắp đặt. Tuyệt đối không chạm vào các bộ phận quay hoặc cố gắng phanh rô-to bằng tay. Đảm bảo các quả cân hiệu chuẩn được cố định chắc chắn để chúng không bị văng ra ngoài.
• Văn hóa sản xuất chung: Giữ gìn nơi làm việc sạch sẽ, không làm lộn xộn lối đi.

Mục 4.2: Hướng dẫn cân bằng cho các loại thiết bị cụ thể

Quạt công nghiệp và máy hút khói:

• Vấn đề: Dễ mất cân bằng nhất do sản phẩm tích tụ trên lưỡi dao (tăng khối lượng) hoặc mài mòn (mất khối lượng).
• Procedure: Luôn vệ sinh kỹ lưỡng cánh quạt trước khi bắt đầu công việc. Việc cân bằng có thể cần nhiều giai đoạn: đầu tiên là cánh quạt, sau đó là lắp ráp với trục. Hãy chú ý đến các lực khí động học có thể gây mất ổn định.

Máy bơm:

• Vấn đề: Kẻ thù chính là hiện tượng sủi bọt.
• Procedure: Trước khi cân bằng, hãy đảm bảo đủ biên độ xâm thực tại cửa vào (NPSHa). Kiểm tra xem đường ống hút hoặc bộ lọc có bị tắc không. Nếu bạn nghe thấy tiếng ồn "sỏi" đặc trưng và độ rung không ổn định - trước tiên hãy loại bỏ sự cố thủy lực.

Máy nghiền, máy xay và máy băm:

• Vấn đề: Độ mài mòn cực cao, có khả năng xảy ra những thay đổi mất cân bằng đột ngột và lớn do búa/máy đập bị gãy hoặc mòn. Roto nặng và hoạt động dưới tải trọng va đập lớn.
• Procedure: Kiểm tra tính toàn vẹn và độ bám dính của các bộ phận làm việc. Do rung động mạnh, có thể cần phải neo khung máy bổ sung vào sàn để có được số liệu đo ổn định.

Phần ứng động cơ điện:

• Vấn đề: Có thể có cả nguồn rung động cơ học và điện.
• Procedure: Sử dụng máy phân tích phổ để kiểm tra độ rung ở tần số gấp đôi tần số nguồn (ví dụ: 100 Hz). Sự hiện diện của nó cho thấy sự cố điện, không phải mất cân bằng. Đối với phần ứng động cơ DC và động cơ không đồng bộ, quy trình cân bằng động tiêu chuẩn được áp dụng.

Conclusion

Cân bằng động rotor tại chỗ bằng các thiết bị di động như Balanset-1A là một công cụ mạnh mẽ giúp tăng độ tin cậy và hiệu quả vận hành thiết bị công nghiệp. Tuy nhiên, như phân tích cho thấy, sự thành công của quy trình này không phụ thuộc nhiều vào bản thân thiết bị mà phụ thuộc vào trình độ chuyên môn và khả năng áp dụng phương pháp tiếp cận có hệ thống.

Những kết luận chính của hướng dẫn này có thể được tóm tắt thành một số nguyên tắc cơ bản:

Sự chuẩn bị quyết định kết quả: Vệ sinh rôto kỹ lưỡng, kiểm tra tình trạng ổ trục và nền tảng, và chẩn đoán rung động sơ bộ để loại trừ các khuyết tật khác là những điều kiện bắt buộc để cân bằng thành công.

Tuân thủ tiêu chuẩn là cơ sở của chất lượng và sự bảo vệ pháp lý: Việc áp dụng ISO 1940-1 để xác định dung sai mất cân bằng dư sẽ chuyển đổi đánh giá chủ quan thành kết quả khách quan, có thể đo lường được và có ý nghĩa pháp lý.

Thiết bị này không chỉ là một thiết bị cân bằng mà còn là một công cụ chẩn đoán: Không thể cân bằng cơ chế hoặc đọc số không ổn định không phải là lỗi của thiết bị mà là dấu hiệu chẩn đoán quan trọng cho thấy sự hiện diện của các vấn đề nghiêm trọng hơn như mất cân bằng, cộng hưởng, lỗi ổ trục hoặc vi phạm công nghệ.

Hiểu được quá trình vật lý là chìa khóa để giải quyết các nhiệm vụ không chuẩn: Kiến thức về sự khác biệt giữa rôto cứng và rôto mềm, hiểu được ảnh hưởng của cộng hưởng, biến dạng nhiệt và các yếu tố công nghệ (ví dụ: hiện tượng sủi bọt) cho phép các chuyên gia đưa ra quyết định chính xác trong những tình huống mà các hướng dẫn từng bước tiêu chuẩn không có tác dụng.

Do đó, cân bằng hiện trường hiệu quả là sự tổng hợp các phép đo chính xác được thực hiện bằng các thiết bị hiện đại và phương pháp phân tích chuyên sâu dựa trên kiến thức về lý thuyết rung động, tiêu chuẩn và kinh nghiệm thực tế. Việc tuân thủ các khuyến nghị được nêu trong hướng dẫn này sẽ cho phép các chuyên gia kỹ thuật không chỉ xử lý thành công các nhiệm vụ điển hình mà còn chẩn đoán và giải quyết hiệu quả các vấn đề phức tạp, không đơn giản về rung động của thiết bị quay.