Kiekviena besisukanti dalis - nuo 200 kg mulčerio rotoriaus iki 5 g dantų gręžimo veleno - turi tam tikrą liekamąjį disbalansą. Dinaminis balansavimas yra besisukio kūno (rotoriaus) masės pasiskirstymo matavimo ir koregavimo procesas, kai jis sukasi darbiniu greičiu. Gamybos tolerancijos, medžiagų neatitikimai, korozija ir susikaupusios nuosėdos perkelia masės centrą tolyn nuo geometrinės sukimosi ašies. Tai svarbu ne tik pramoninėse mašinose, bet ir žemės ūkio technikoje, kur rotorių balansavimas užtikrina optimalų našumą ir ilgaamžiškumą.
Rotorius, besisukantis 3000 aps./min. greičiu ir turintis vos 10 g disbalansą 150 mm spinduliu, sukuria maždaug 150 N sukamosios jėgos - pakankamai, kad guoliai būtų sugadinti per kelias savaites. Per 13 metų lauko darbų disbalansas buvo maždaug 40% vibracijos nusiskundimų, kuriuos tiriu, pagrindinė priežastis. Vibracijos sumažinimas tiesiogiai prisideda prie mažesnio susidėvėjimo susijusių komponentų, tokių kaip pavarų dėžė, diferencialai ir guolių mazgai, todėl galutiniškai pratęsiamas visos transporto priemonės ar mašinos eksploatacijos laikas.
Standartas ISO 21940‑11 išskiria keturis pagrindinius disbalanso modelius:
- Viena sunki dėmė. Svorio centras pasislinkęs lygiagrečiai sukimosi ašiai. Aptinkamas ramybės būsenoje.
- Dvi vienodos masės, esančios 180° atstumu viena nuo kitos skirtingose plokštumose. Bendroji jėga = 0, bet sukuria sukimo momentą (porą).
- Bendras atvejis: pagrindinė inercijos ašis nei kerta, nei lygiagreti sukimosi ašiai. Dažniausias realaus pasaulio modelis.
- Praktiškai beveik kiekvienas rotorius, su kuriuo susiduriate lauke, turi dinaminį disbalansą - jėgos ir poros dedamųjų derinį.
Pagrindinis skirtumas tarp statinio ir dinaminio balansavimo yra tas, kad statiškai subalansuotas rotorius vis tiek gali turėti didelį dinaminį disbalansą. Jėgos vienoje plokštumoje tiksliai priešingos jėgoms kitoje, todėl rotorius nesisuka ant atramų, tačiau vos tik jis sukasi, ši pora sukelia stiprią vibraciją guoliuose. Dinaminis balansavimas vienu metu koreguoja disbalansą dviejose plokštumose, pašalindamas tiek jėgos, tiek poros disbalansą.
Jei korekcijos plokštumas skiria mažiau nei ⅓ rotoriaus guolio tarpatramio, kryžminis sujungimas tarp plokštumų yra mažas ir vienos plokštumos balansavimas gali veikti net ir esant L/D > 0,14. Tačiau ilgesniems rotoriams - velenams, ventiliatoriaus sparnuotėms, mulčiavimo rotoriams, voleliams, daugiapakopiams siurblių mazgams - būtinas dviejų plokštumų matavimas.
ISO 21940-11 (ISO 1940-1 įpėdinis) kiekvienai besisukančių mašinų klasei priskiria balanso kokybės klasę G, apibrėžiamas kaip didžiausias leistinas rotoriaus svorio centro greitis mm/s. Įprastos klasės: G 6,3 ventiliatoriams ir siurbliams, G 2,5 elektros varikliams, G 1,0 turbokompresorių rotoriams, G 16 žemės ūkio mašinoms ir trupintuvams.
Lauko balansavimo procesas
Lauko balansavimas arba balansavimas vietoje leidžia išvengti ilgo išardymo. Ant guolių korpusų sumontuojate vibracijos jutiklius, pritvirtinate tachometro etaloną ir paleidžiate mašiną darbiniu greičiu. Nešiojamas prietaisas, pvz., „Balanset-1A“, padeda atlikti bandomojo svorio seką ir apskaičiuoja pataisas.
Procesas apima šiuos žingsnius:
- Nuvalykite guolių korpusus nuo nešvarumų ir riebalų - jutikliai turi būti lygiai su metaliniu paviršiumi.
- Sumontuokite vibracijos jutiklį 1 ant guolių korpuso, esančio arčiausiai 1 lėktuvas (dažniausiai pavaros pusėje). Sumontuokite jutiklį 2 šalia 2-ojo lėktuvas (ne pavaros galas).
- Pritvirtinkite šviesą atspindinčią juostelę prie lazerinio tachometro veleno.
- Paleiskite rotorių ir nustatykite jį į stabilų darbinį greitį. Prietaisas vienu metu matuoja abiejų jutiklių vibracijos amplitudę (mm/s) ir fazės kampą (°). Tai yra pradinė vertė - rotoriaus "liga" prieš apdorojimą. Patarimas: prieš įrašydami palaukite bent 10-15 sekundžių, kai apsukų skaičius stabilizuosis.
- Sustabdykite rotorių. Pritvirtinkite bandomąjį svorį (žinomos masės objektą) savavališkoje kampinėje pozicijoje 1 plokštumoje. Aiškiai pažymėkite šią padėtį - ji taps jūsų 0° atskaitos tašku vėliau matuojant kampą.
- Paleiskite rotorių iš naujo ir įrašykite vibraciją abiejuose jutikliuose. Patarimas: greitam tvirtinimui naudokite prie rotoriaus krašto pritvirtintą varžtą su poveržle arba žarnos spaustuką su veržle.
Kiek turėtų sverti bandomasis svoris? Naudokite empirinę formulę: Mt = Mr × K / (Rt × (N/100)²) kur Mr = rotoriaus masė (g), K = atramos standumo koeficientas (1-5, vidurkiui naudokite 3), Rt = įrengimo spindulys (cm), N = aps./min. Tikslas - pasiekti bent 20-30% amplitudės pokytį arba 20-30° fazės poslinkį.
Po bandomojo paleidimo patikrinkite, ar fazė pasislinko bent 20-30°, o amplitudė - 20-30%. Jei atsakas per mažas, bandomąją masę padvigubinkite arba patrigubinkite ir pakartokite.
Sustabdykite rotorių. Nuimkite bandomąjį svarelį nuo 1 plokštumos. Pritvirtinkite tokį patį bandomąjį svarelį (arba panašios žinomos masės) bet kurioje 2 plokštumos vietoje. Pažymėkite šį antrąjį atskaitos tašką. Paleiskite iš naujo ir užrašykite abiejų jutiklių vibraciją. Prietaisas sprendžia įtakos koeficiento lygtis ir rodo: masė (g) ir kampas (°) 1 plokštumai ir masė (g) bei kampas (°) 2 plokštumai. Kampas matuojamas nuo bandomojo svorio padėties rotoriaus sukimosi kryptimi.
Nuimkite bandomąjį svarelį nuo 2 plokštumos. Pagaminkite arba pasirinkite korekcinius svarelius, atitinkančius apskaičiuotas mases. Išmatuokite kampą nuo bandomojo svarelio atskaitos žymės sukimosi kryptimi. Paleiskite rotorių iš naujo ir užrašykite galutinę vibraciją. Palyginkite ją su pradine bazine verte ir su ISO 21940‑11 tolerancija, taikoma jūsų įrenginio klasei. Jei vibracija atitinka specifikacijas, darbas atliktas.
Pramoninės ir žemės ūkio mašinos
Dinaminis galios balansavimas realiu laiku paskirsto turimą galią pagal poreikį, efektyviai sprendžiant tinklų ir pastatų galios ribojimus. Leidžia įdiegti daugiau įkrovimo taškų rezervuojant mažiau galios.
Pramoniniai ventiliatoriai - išcentriniai, ašiniai ir mišraus srauto - yra vieni iš dažniausiai balansuojamų rotorių. ISO 21940-11 (paprastai G 6,3 bendrosios paskirties ventiliatoriams).
Žemės ūkio technikos rotorių dinaminis balansavimas atliekamas specialiose dinaminio balansavimo staklėse. Smulkintuvų, mulčerių rotorių balansavimas atliekamas specialiose dinaminio balansavimo staklėse. Šiomis staklėmis taip pat balansuojami ir kitokio tipo žemės ūkio technikos rotoriai, pavyzdžiui, kombainuose besisukantys grūdų kūlimo būgnai.
Pavyzdžiui, „Maschio Bisonte 280“ mulčiavimo mašinos, 165 kg rotorius, 2100 aps./min. galios tiekimo veleno greitis, balansavimo procesas atliktas lauke naudojant du akselerometrus ir lazerinį tachometrą. Pradinė vibracija buvo 12,4 mm/s ir 8,9 mm/s, o po korekcijos sumažėjo iki 0,8 mm/s ir 0,6 mm/s, pasiekus ISO zoną A (gerai).
Balancing a Large Impeller
Aukštos kokybės veleno balansavimas yra kritiškai svarbus procesas automobilių ir pramonės mašinų priežiūroje, kuris užtikrina optimalų našumą ir ilgaamžiškumą besisukančių komponentų. Šis tikslus mechaninis procesas apima kruopštaus matavimo ir svorio pasiskirstymo taisymą palei veleną siekiant pašalinti vibraciją ir užtikrinti sklandžią veiklą.
Investicijos į aukštos kokybės veleno balansavimą suteikia reikšmingas ilgalaikes finansines naudas, sumažinant priežiūros išlaidas ir pailginant komponentų tarnavimo laiką. Tinkamai subalansuoti pavaro velenai žymiai mažina apkrovą kitoms transporto priemonės sistemoms, tokioms kaip pavarų dėžės, diferencialai bei guolių mazgai. Tai sumažina gedimus, retesnes detalių keitimo procedūras ir mažina priežiūros prastovas.
Rotorių balansavimas tekinimo staklėse yra veiksmingas ir ekonomiškas sprendimas įmonėms, siekiančioms pagerinti gaminių kokybę ir sumažinti gamybos sąnaudas. Naudojant tekinimo stakles, balansavimą galima atlikti tiesiogiai per rotoriaus gamybos procesą, todėl sutrumpėja gamybos laikas ir pagerėja gaminio kokybė.
tags: #velenu #dinaminis #balansavimas